Cursus deeltjesfysica Bijeenkomst 4 (17 april 2014) NiNa achtergrond prof Stan Bentvelsen en prof Jo van den Brand Nikhef -‐ Science Park 105 -‐ 1098 XG Amsterdam [email protected] -‐ [email protected] ITS academy -‐ 17 april 2014 -‐ 1 NiNa module -‐ inhoudsopgave • De allerkleinste deeltjes . – – – – 1.1 Kleine deeltjes, grote vragen 1.2 De ontdekking van nieuwe deeltjes in kosmische straling 1.3 Zonnewind en andere kosmische straling 1.4 Welke deeltjes zijn er? • Processen met deeltjes – – – – – – – 2.1 Inleiding . 2.2 Wat behoudswetten doen 2.3 Paarvorming in airshowers 2.4 Massa, energie en impuls 2.5 Nog meer behoudswetten 2.6 Kracht als uitwisseling van virtuele fotonen 2.7 Verdieping: De `kleurlading’ van quarks . • Extra: Standaardmodel – 3.1 Wat is het standaardmodel? – 3.2 Paarvorming volgens het standaardmodel – 3.3 De zwakke kernkracht • Deeltjes gebruiken, maken en waarnemen – 4.1 Kernreacties – 4.2 Onderzoek naar elementaire deeltjes – 4.3 Detectie • Diagnostische toets ITS academy -‐ 17 april 2014 -‐ 2 Voorkennis ITS academy -‐ 17 april 2014 -‐ 3 Opdracht ITS academy -‐ 17 april 2014 -‐ 4 Intro: Standaard Model • Deeltjes fysica: – elementaire deeltjes – krachten (wisselwerkingen) tussen de deeltjes ! Kennis samengevat in Standaard Model van elementaire deeltjes ! • Elementaire deeltjes – deeltjes zonder (meetbare) ‚uitgebreidheid’ (<10-‐18 m) Standaard Model van elementaire deeltjes 5 Elementaire deeltjes Waarom 3 families? Zijn er meer? Alleen de deeltjes van de eerste familie zijn stabiel 1e familie Quarks Quarks Leptonen Leptonen 3e familie 2e familie ~2 MeV/c2 2/3 ~5 MeV/c2 -1/3 ~0 MeV/c2 0,5 MeV/c2 Standaard Model van elementaire deeltjes 1,3 GeV/c2 173 GeV/c2 0,1 GeV/c2 4,5 GeV/c2 0 ~0 GeV/c2 ~0 GeV/c2 -1 0,1 GeV/c2 1,7 GeV/c2 2/3 -1/3 0 -1 6 Elementaire deeltjes • Neutrino – massa niet bekend, wel erg klein – fundamentele neutrino’s: • Anti-‐materie – Elk deeltje wordt beschreven door de Dirac vergelijking – Elk deeltje heeft corresponderend anti-‐deeltje, met zelfde massa maar tegengestelde lading Standaard Model van elementaire deeltjes 7 Fundamentele krachten Standaard Model van elementaire deeltjes 8 Fundamentele krachten Quantum velden theorie Photon (m=0) W-‐ & Z boson (m=80, 91 GeV) Gluon (m=0) Glashow -‐ Weinberg -‐ Salam Electro Weak theory (1967) Quantum Electro Dynamics Standaard Model van elementaire deeltjes Quantum Chromo Dynamics 9 Elementaire krachten • Klassiek – Beschrijving potentiaal: actie-‐op-‐afstand •geen relativistische beschrijving van interacties • Quantum velden theorie – Interacties beschreven als uitwisseling van quanta •voldoen aan relativiteitstheorie ! ! ! ! Tijd loopt van links naar rechts Twee diagrammen met verschillende tijdsvolgorde ! •quantum bij uitwisseling is ‚ijk-‐boson’ (foton voor QED) Standaard Model van elementaire deeltjes 10
© Copyright 2024 ExpyDoc
