Parçacık Fiziği

Parçacık Fiziği "
Dr. Bora Akgün / Rice Üniversitesi"
CERN Türkiye Öğretmenleri Programi
Temmuz 2014"
CERN (Conseil) Organisa2on Européenne pour la Recherche Nucléaire "  
"  
"  
"  
"  
"  
Fransa-İsviçre sınırında 10 000 nüfuslu “küçük”
bir kasaba…
Kafeteryalar, restoranlar
Misafirhaneler, banka şubeleri
Marketler, sigorta acenteleri
Adresi: CH-1211 F-01631
İki posta kodu = iki postane
"  Sıradan güneşli bir gün...
Kafeteryalardan biri...
"  Manzara: Alplerin
önünde bir
süpermıknatıs...
Big European Bubble Chamber Upsilon Anı+ "   Modern sanat
eserleri ve
kasabanın su
fiskiyesi
Solar Fountain Misyonu Araştırma / Evren hakkındaki sorulara cevaplar aramak ve bulmak
Teknoloji / Teknolojinin sınırlarını ilerletmek/zorlamak
İşbirliği / Bilim aracılığıyla ulusları biraraya getirmek
Eğitim / Yarının bilim insanlarını yetiştirmek
Nobel Ödüllerİ •  Doğrudan CERN deki çalışmalardan çıkan Nobel ler:
•  1984, W ve Z bozonlarının keşfi: Carlo Rubia ve Simon Van
der Meer
•  1992, parçacık algıçlarının (multi-wire proportional
chamber) geliştirilmesi: Georges Charpak
•  CERN - Nobel alanların tercihi:
•  CERN ün ilk yöneticisi: Felix Bloch – 1952 Fizik Nobeli
•  CERN deki büyük deneylerinden L3 ün ve şu an AMS-02
deneyinin başı : Sam Ting – 1976 Fizik Nobeli
•  CERN deki büyük deneylerinden ALEPH in başı, 1960lardan
beri CERN fizikçisi: Jack Steinberger – 1988 Fizik Nobeli
6
Parçacık fizigi
"  Maddenin ve
etkilesimlerin
alt yapısını
anlamak
Parçacık fiziği
Kozmoloji
Nükleer fizik
Katıhal fiziği
Kimya-biyoloji
Küçük
Astronomi
Geofizik
Mekanik
Astrofizik
Büyük
Büyükten Küçüge
-14
-12
-15
-13
-4
-6
-9
-2
-11
-8
-5
-3
-7
-1
10
101-10
mm
m
-7
-5
-6
-16
-10
-4
-13
-14
-11
-8
--12
-3
-9
-15
-2
1m
10
10
m
m
=1===m
110
μm
μm
m
10
10
10
10
m
m
m
=0.1
=10
=0.1
10
0.1
111μm
mm
nm
cm
pm
fm
cm
pm
nm
mm
pm
fm
nm
Mendeleyev 1869
Mendeleyev 1869
10
Lego oyuncakları gibi madde
de küçük alt parçalardan
oluşur.
Peki ama en basit “Lego”
birimleri nelerdir?
11
Atom’un içinde
ne var acaba? -
+ +
-
u
u
d
u
d
d
Proton
1938
1911yörüngede olan Nötron
1968
En basit atom modeli: çekirdek etrafında
elektronlar.
Proton
ve nötronlar
da parçalanabiliyormuş;
Atom
çekirdeği
parçalanabiliyormuş;
Bu tanıma
göreiçinde
madde
veprotonlar
elektronlardan
oluşuyor.
Atom,
artıçekirdek
ve içinde
ekside
elektrik
yükü
bir karışım
olabilir.
Onların
içinde
kuarklar
varmış.
Çekirdeğin
veolan
nötronlar
varmış.
12
Temel Parçacıklar
Maddenin Üç Ailesi
Etrafımızdaki cisimleri
oluşturanlar
Erken evrende ve
"   Fermionlar
laboratuarda olanlar
"   Kuarklar: u, d, c, s, t, b …?
" 
Leptonlar: υe, υμ, υτ, e, μ, τ…?
" 
Yemek tarifi: " 
Çekirdekler, atomlar yukardakileri
uygun şekilde karıştırarak yapılır.
e
u
d
u
d
u
e
d
e
n
Nötron
e
p
Proton
e
13
Temel Etkileşimler (yapıtaşlarını bir arada tutan nedir?)
Güçlü
Elektro
manyetik
Kütle
Zayıf
"   Tüm etkileşimler madde ve kuvvet taşıyıcılarla açıklanabilir. H
"   Ancak henüz yerçekiminin taşıyıcılarını bulamadık
"   Graviton araştırmaları devam ediyor.
Higgs Bozonu
14
Standart Model
"
"
Elektrozayıf teori
" Foton ve iki kuzeni W, Z parçacıkları
(CERN’de keşfedildiler).
Kuvvetli etkileşim
"   Proton ve nötronları birlikte neyin
tuttuğunu biliyoruz: gluonlar
Sonuç:
" Tek bir teoriyle “elektrozayıf ve güçlü
etkileşimler” açıklanabilir!
" Tüm atom ve atomaltı etkileşimleri
anlayabilmek mümkün.
"   SM & Genel Görecelik (GG) yaşadığımız H
Higgs
evreni açıklar. ( mı? ) Kuvvet taşıyıcılar
"
Bozonu
Bügün, bilinen en temel
yapıtaşları
15
Enerji Madde ilişkisi
" 
E=mc2 "
Hızlandırılan parçacıklar enerji kazanır.
"
Çarpışmalar enerji-kütle dönüşümünü sağlar. "
Algıçlar(dedektör) çıkan parçacıkları inceleyip etkileşmeleri ve bunların
arkasındaki fizik kurallarını anlamamızı sağlar.
17