Ročníková práca 2014 Kvantová fyzika a atómový reaktor

Size: px
Start display at page:

Download "Ročníková práca 2014 Kvantová fyzika a atómový reaktor"

Transcription

1 Ročníková práca 2014 Kvantová fyzika a atómový reaktor, III. A., ZŠ Kubranská Trenčín

2 Obsah Úvod...1 Kvantová fyzika čo je to?...2 Rýchlosť svetla...3 Laplaceho démon...3 Častice a atóm...4 Atóm...5 Známe častice...8 Cesta neutrín z CERNu do Gran Sasso...9 Ako sa chytajú častice...12 Známe častice...14 Fermióny...14 Bozóny...15 Hadróny...15 Atómový reaktor...17 Termojadrová energia...17 CERN...18 Čo nám to všetko prinieslo?...19 Ukážky...20 Crookesov mlynček alebo Crookesov rádiometer...20 Plazmová guľa...20 Autíčko na solárny pohon...20 Laser...20 Prečo byť vedcom?...21 a STÁLE UNIKÁ...22 Zoznam použitej literatúry...23 Odkaz na prácu:

3 Úvod Za všetko môže hra Minecraft a mod Industrial Craft 2 kde je kvantové brnenie (Quantum Suit). Začal som rozmýšľať prečo sa to volá práve kvantové. Spýtal som sa môjho otca čo to znamená quantum. Málo ľudí vie ako kvantovú fyziku vysvetliť a ako to v kvantovej fyzike funguje. Vybral som si ju aj preto, lebo ma zaujíma ako funguje atómový reaktor. Napríklad ruský fyzik Piotr Lebedev prvý zmeral, že svetlo tlačí na hmotné telesá a preto má hmotnosť. Bez kvantovej fyziky by nebol objavený Higgsov bozón a ani by sme nerozumeli elektrine. Atómový reaktor sme dokázali postaviť až keď sme porozumeli základom kvantového sveta. Energiu môžme vyrábať aj z vody, uhlia alebo niečoho horľavého. Atómový reaktor sa správne volá jadrový, lebo v ňom využívame energiu jadier atómu. Kvantová fyzika nám priniesla veľmi veľa vecí, ktoré používame každý deň. napríklad GPS, procesor a počítače, tranzistor ale aj LED diódu ktorá svieti. strana 1

4 Kvantová fyzika čo je to? Vo svete veľmi malých rozmerov už neplatí, že sa veci dajú deliť na menšie časti ako sa nám zachce ale musíme ich deliť iba po určitom množstve. Množstvo sa povie po anglicky Quantum, preto sa fyzika veľmi malých častíc volá kvantová. V priestore sa môžeme pohnúť iba o určitú malú vzdialenosť, menšia ako najmenšia kvantová vzdialenosť nemôže existovať. Svet je zložený ako keby zo zrniek. Je to rovnaké ako keď skladáme z kociek Lego, tiež existuje najmenšia kocka a neexistuje jej polovica. Takto po kúskoch plynie aj čas. Najmenšie časti hmoty sa volajú častice, preto sa kvantová fyzika niekedy volá aj časticová fyzika. V kvantovej fyzike platia špeciálne pravidlá, úplne iné ako v našom svete. Nedokážeme zmerať polohu a rýchlosť častice ale iba polohu alebo iba rýchlosť. Ani nedokážeme povedať kde sa presne častica nachádza, vieme to iba približne. Ak meriame alebo pozorujeme nejakú vlastnosť častice tak týmto pozorovaním zmeníme jej stav a už nedokážeme povedať v akom je stave. Túto vlastnosť využívame na kvantové kryptovanie. Ak príde správa zmenená viem, že ju niekto čítal. Tento jav sa volá princíp neurčitosti. Keď Albert Einstein napísal svoju rovnicu E=m c² dokázal, že hmota a energia sú to isté. Iba sa inak prejavujú. V časticovej fyzike platí, že keď sa zrazí jablko a jahoda tak vznikne banán. strana 2

5 Rýchlosť svetla Svetlo sa správa niekedy ako častica a niekedy ako vlnenie, preto hovoríme, že má časticovo-vlnovú povahu. Žiadne teleso, ktoré má hmotnosť nemôže letieť rýchlejšie ako svetlo. V kvantovej fyzike je dôležitá rýchlosť svetla, kilometrov za sekundu alebo miliardu kilometrov za hodinu. Presne ,458 km/s čo je km/h. Svetlo zo Slnka k nám priletí za 8 minút a 18 sekúnd. Laplaceho démon Laplaceho démon ohrozil slobodu ľudskej mysle, keď Newton objavil gravitačný zákon a dokázal, že sa dá vypočítať kam sa teleso pohne. Budúcnosť sa dala presne predpovedať. To znamená, že by sme nemali slobodnú myseľ. Vieme dopredu zistiť, či napríklad bedmintonový košík odpinkneme alebo nie. Ak sa nenaučím dokážem predpovedať či dostanem pätorku. Takýto svet sa volá deterministický, uvedomil si to Pierre-Simon Laplace a povedal, že ak budeme mať možnosť spočítať správanie každého atómu budeme vedieť presne predpovedať čo sa stane a nebudeme mať možnosť to zmeniť. Nemali by sme slobodu v rozhodovaní o tom čo sa stane. Našťastie v kvantovej fyzike existuje skutočná náhoda a princíp neurčitosti nás zachránil. strana 3

6 Častice a atóm Častice sú základné časti hmoty. Niektoré ako napríklad neutrón sú zložené z ďalších, iné sa už nedajú rozdeliť. Nedeliteľnú časticu voláme elementárna častica. To, že sa svet skladá z atómov povedal grécky filozof Démokritos z mesta Abdéra v Trácii okolo roku 400 pred naším letopočtom. Gréci si mysleli, že atóm sa nedá rozdeliť. Aj slovo atomos (ἄτομος) znamená nedeliteľný. Atóm má obal v ktorom sú elektróny. V strede je jadro s protónmi a neutrónmi. Skoro ako jablko. Na konci 19. storočia vedci zistili, že atóm má v sebe záporné elektrické časti, ktoré nazvali elektróny. Tak sa zrodil pudingový model. Navrhol ho Joseph John Thomson, preto sa mu hovorí Thomsonov model. Neskôr Ernest Rutherford ostreľoval zlatú fóliu jadrami hélia a zistil, že atóm má jadro. Niels Bohr vytvoril planetárny model podobný Slnku a planétam kde sa elektróny pohybujú ako planéty okolo Slnka. Potom prišli kvantové zákony a vedci zistili, že častice kmitajú a vytvárajú ako keby oblak. Tento model atómu zostavili erner Heisenberg a Erwin Schrödinger. ako sa menila predstava o atóme strana 4

7 Atóm Dlho si lúdia mysleli, že časti a atóm sú ako maličké guľôčky. To je nesprávne. Ak by boli častice ako guľôčky, tak by sa museli ešte z niečoho skladať. Najlepšie si časticu predstavíme ako chumáčik ktorého stred nemá rozmer. Atóm sa skladá z elektrónov (e-) v obale a jadra ktoré tvoria neutróny (N) a protóny (P). Neutrón a protón sa skladá z troch kvarkov U a D a gluóny (g) držia spolu kvarky. Ak priletí fotón (γ) tak sa zrazí s elektrónom a elektrón získa viac energie. Neutríno (ν e ) preletí a z ničím sa nezrazí. Jadro je veľmi malé. Keby mal atóm 100 metrov, toľko ako budova banky v Bratislave, tak jadro by bolo iba ako hrášok. Protóny a neutróny by boli ako zrnká piesku. strana 5

8 Antičastica a antihmota Každá častica má aj svoj opak ktorý sa volá antičastica, ktorá ma niektorú vlastnosť presne opačnú, napríklad elektrický náboj. Ak sa zrazí častica a antičastica tak sa stratia a vzniknú fotóny. Hovorí sa tomu že anihilujú. Antihmota je ako naša hmota ale je zložená z antičastíc. Vlastnosti častíc Pri časticiach určujeme a meriame kvantové vlastnosti, ktoré sme si pomenovali podľa našich predstáv. Jedna z vlastností sa dokonca volá chuť (flavour) aj keď časticu nikto neochutnal a ani sa to nedá. Majú aj vlastnosť čo sa volá farba. Také malé veci ako častice ale farbu mať nemôžu to si len vedci tak pomenovali. Poznáme viac ako 260 častíc. Našu hmotu vytvára len málo z nich, ostatné sa rýchlo rozpadajú na iné častice. Spin je energia akou sa častica točí, hovorí sa tomu moment hybnosti. Podobá sa pohybu detského vĺčika. Spin môže byť poločíselný alebo celočíselný. Náboj je koľko elektriny nesie častica, číslo hovorí koľko krát má častica náboj elektrónu. Častice môžu byť kladné aj záporné. Píšeme to plus alebo mínus. Hmotnosť je niečo ako váha častice. Jednotka sa volá elektrónvolt (ev). Jeden elektrónvolt je energia, ktorú získa elektrón keď ho postrčíme jedným voltom (ceruzková batéria má 1,5 voltu). Jeden MeV je milión ev. Aby sme mohli dobre merať častice potrebuje špeciálne malé jednotky. Preto pridávame napríklad ku dĺžke predpony koľko krát je to menšie alebo väčšie. Tie predpony sa volajú SI predpony. Každá je tisíc krát viac ako predchádzajúca. Milimeter je tisícina metra. strana 6

9 Niektoré SI predpony sú: T tera - bilión G giga - miliarda M mega- milión k kilo - tisíc m mili - tisícina u mikro- milióntina n nano - miliardtina p piko - bilióntina f femto- biliardtina Používa sa aj jednotka Angstrom, to je 100 pikometrov. Jeden milimeter má desať miliónov angstromov (Å). Atóm hélia je veľký jeden angstrom. Interakcie To ako na seba častice pôsobia voláme interakcia. Fotóny, bozóny a gluóny sú špeciálne častice o ktorých horíme že prenášajú interakciu. Interakcie sú elektromagnetická, slabá, silná a gravitačná. Interakcie častíc strana 7

10 Známe častice Niektoré sú zložené iné sú elementárne. Opis častíc a ich správania sa volá Štandardný model. Poznáme viac ako 260 častíc. Našu hmotu vytvára len málo z nich, ostatné sa rýchlo rozpadajú na iné častice. Fotón Keď je v pokoji nemá hmotnosť, preto môže letieť rýchlosťou svetla. Predpovedal ho Einstein v roku Prejavuje sa svetlom a je to najrýchlejšia objavená častica. Fotóny môžeme používať ako zdroj elektriny tak, že keď slnko zasvieti na solárny panel, ten ho premení na elektrickú energiu. Solárne panely najskôr používali na družiciach lebo vo vesmíre svieti slnko silnejšie ako na zemi a na niektoré družice svieti stále. Nesie elektromagnetickú interakciu. Elektrón Je vlastne nosič elektriny. Má záporný náboj preto ho označujeme e-. Elektróny tvoria obal atómu a krúžia okolo jadra. Elektrinu používame ju na rôzne veci. Napríklad ju používa mikrovlnka alebo iné domáce elektrospotrebiče. Elektrinu používa aj naše telo - srdce vytvára elektrinu a môžeme ju merať. Prúd môže byť jednosmerný alebo striedavý. Najlepší vodič elektriny je striebro. Neutríno Dokáže preletieť cez celú zemeguľu bez toho, aby do niečoho narazili. Sú najprenikavejšie častice. V roku 2011 z CERNu do Talianska posielali neutrína a talianski vedci si mysleli, že neutríno išlo rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Neskôr sa zistilo, že to bol omyl. Zaujímavé je, že neutríno je také malé že prechádza celou zemou a ani si ju nevšimne. To preto, lebo naň pôsobí iba slabá interakcia. Tá dočiahne len na krátku vzdialenosť. Za sekundu nám prebehne cez ruku milióny neutrín, ktoré idú zo slnka. Neutrína ktoré vyrobia v CERNe posielajú do Talianska len tak cez zemskú kôru 730 km ďaleko. strana 8

11 Cesta neutrín z CERNu do Gran Sasso Detektor ktorý chytá neutrína sa volá OPERA. Neutrína sa veľmi málo zrážajú s časticami preto je ťažké ich zachytiť. Zmerali asi 6000 neutrín ale poslaných ich bolo viac ako 10 triliárd. cesta Neutrín do Gran Sasso strana 9

12 Gluón Držia kvarky pohromade v zložených časticiach aby sa nerozpadli. Pritom je zaujímavé, že nejaká hmota je tvrdá a častica si cez ňu len tak preletí. To preto lebo atómy majú v sebe vynechaného veľa priestoru. Gluóny nesú silnú interakciu. Bozón Nesú slabú interakciu. Higgsov bozón je zatiaľ najnovšia objavená častica. Kvôli nemu postavili celý LHC v CERNe. Tam púšťali neutróny proti sebe a zistili Higgsov bozón. Ten je zodpovedný za to, že častice majú hmotnosť. Kvark Existuje 6 kvarkov a 6 antikvarkov. Sú uväznené v hadrónoch ako väzni na väzenskom dvore. Ako vznikol názov kvarkov Murray Gell-Mann a George Zweig navrhli v roku 1964, že by stovka dovtedy známych častíc mohla byť chápaná ako kombinácia práve troch elementárnych častíc. Gell-Mann si zvolil pre tieto častice názov "kvarky" (angl. quark, množ. quarks) nezmyselné slovo, ktoré použil James Joyce vo svojej knihe Finnegan's ake: "Three quarks for Muster Mark!". Zdalo sa mu, že taký zvuk vydávajú čajky nad loďkou. Aby ich výpočty dávali dobré výsledky, museli kvarkom priradiť zlomky elektrického elementárneho náboja e: (2/3)e a (-1/3)e. Takéto náboje neboli predtým nikdy spozorované. Ani kvarky ako izolované častice neboli nikdy spozorované. Preto boli kvarky spočiatku považované len za matematický výmysel. Medzičasom experimenty presvedčili fyzikov, že kvarky nielen existujú, ale že je ich dokonca šesť (nie len tri). strana 10

13 Prečo majú kvarky smiešne mená? Pre kvarky existuje šesť chutí (druhov náboja). "Chute" (flavours) znamenajú len: rozdielne druhy. Dvojica najľahších kvarkov sa volá up (horný) a down (dolný). Mená kvarkov sú ich chute. Tretí kvark sa volá strange (podivný). Jeho meno bolo zvolené vďaka "nezvyčajne" dlhej životnosti takzvaných K častíc, ktoré obsahujú jeden taký kvark. K častica bola objavená ako prvá častica obsahujúca "podivný" kvark. Štvrtý typ kvarku charm (pôvabný) kvark dostal svoje zvláštne meno z rozmaru. Bol objavený v roku 1974 takmer súčasne na dvoch miestach v Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) a v Brookhaven National Laboratory. Piaty a šiesty kvark boli pôvodne nazvané "truth" (pravda) a "beauty" (krása). Nuž ale samotní fyzici považovali toto označenie za príliš "dramatické". Bottom (spodný) kvark bol objavený v roku 1977 vo Fermi National Lab (Fermilab), v novej kompozitnej častici - Ypsilon (). Top kvark bolo objavený ako posledný tiež vo Fermilab-e, v roku Je to kvark s najväčšou hmotnosťou. Táto skutočnosť už bola dávno predtým predpovedaná, no nebola pozorovaná Kombinácie šiestich vôní, troch farieb a antikvarkov vytvárajú 36 rôznych kvarkov. strana 11

14 Ako sa chytajú častice... Atómy a ani častice se nedajú vidieť v mikroskope, preto vedci stavajú detektory. Jeden z prvých detektorov funguje tak že máme veľmi čistú kvapalinu a z nej sme spravili niečo ako sódovku, takže sme tam pridali plyn. To sme dali do nádoby s veľkým tlakom. Nádobu umiestnime medzi dva silné magnety. Keď cez tekutinu preletí častica spravia sa malé bublinky. Tak vidíme ako letela a ako sa rozpadla. Iný detektor funguje ako čiary za lietadlom na oblohe. Je v ňom stlačený plyn, aby sa už skoro vytvorila hmla. Keď preletí častica spraví sa stopa ako za lietadlom. strana 12

15 Moderné detektory už pracujú inak. Napríklad fotóny chytáme tak, že je platnička, ktorá má veľa elektrónov. Keď do nej trafí fotón tak vystrelí elektróny na druhú platničku tam sa zosilnia a prejdú ďalej a tam ich zmeriame ako elektrický prúd. Takýto detektor sa volá fotonásobič. V CERNe v detektore ATLAS alebo CMS používajú CCD detektory. Počítač im spraví takéto obrázky. strana 13

16 Známe častice V tabuľkách máme napísané podaktoré známe častice, ich mená, značku, antičasticu a iné vlastnosti. Fermióny Riadia sa Pauliho vylučovacím princípom, nemôžu byť na rovnakom mieste spolu. Majú polocelý spin. Kvarky meno meno anglicky značka antičastica náboj spin hmotnosť MeV horný up u u 2/3 1/2 3 dolný down d d - 1/3 1/2 6 pôvabný charm c c 2/3 1/ divný strange s s - 1/3 1/2 130 vrchný top t t 2/3 1/ spodný bottom b b - 1/3 1/ Leptóny meno meno anglicky značka antičastica náboj spin hmotnosť MeV elektrón electron e pozitrón 1 1/2 0,51 elektrónové neutríno electron neutrino ν e ν e 0 1/2 0,01 mión muon μ μ+ 1 1/2 105,70 miónové neutríno muon neutrino ν μ ν μ 0 1/2 0,17 tau tau τ τ+ 1 1/2 1777,00 tau neutríno tau neutrino ν τ ν τ 0 1/2 15,50 strana 14

17 Bozóny Dobre sa spolu znášajú. Majú celý spin. Bývajú zložené s kvarkov, alebo sú elementárne. Nesú interakcie. meno meno anglicky značka antičastica náboj spin hmotnosť MeV fotón photon γ sám sebe 0 1 nemá bozón boson ,00 Z bozón Z boson Z sám sebe ,00 gluón gluon g sám sebe 0 1 0,01 Higgsov bozón Higgs boson H 0 sám sebe ,00 gravitón graviton G sám sebe 0 2??? Hadróny Sú to častice zložené z kvarkov, platí na ne silná interakcia. Baryóny Patria medzi fermióny, neznášajú sa. Je ich viac ako 120 typov. Sú zložené z troch kvarkov. Najznámejšie baryóny sú neutrón a protón lebo vytvárajú jadro atómu. meno meno anglicky značka antičastica náboj spin hmotnosť MeV/c2 zložený z kvarkov protón proton p+ p- 1 1/2 938,27 uud neutrón neutron n n 0 1/2 939,57 udd lambda lambda Λ Λ 0 1/2 1116,00 uds omega omega Ω- Ω+ -1 3/2 1672,00 sss strana 15

18 Mezóny Patria medzi bozóny, dobre sa znášajú. Sú tvorené kvarkom a antikvarkom a je ich viac ako 140 častíc. meno meno anglicky značka antičastica náboj spin hmotnosť MeV zložený z kvarkov pión pion π+ π ,57 ud kaón kaon K- K ,67 su rho rho ρ+ ρ ,40 ud bé mezón B mezon B+ B ,00 ub éta C eta-c η c sám sebe ,00 cc strana 16

19 Atómový reaktor Jadrový reaktor vydáva veľké množstvo energie vo forme tepla napriek tomu, že prísun paliva je veľmi malý (urán). Do reaktoru sa dáva obohatený urán, z neho vyletí neutrón, ktorý rozbije jadro uránu, to sa rozpadne na dve časti a vyletia aj tri neutróny ktoré zasa rozbijú ďalšie jadro a tak sa to stále opakuje. To sa volá reťazová reakcia. Pri tom vzniká veľmi veľa tepla. Teplo, ktoré vytvára jadrový reaktor, roztáča turbíny. Turbíny roztáčajú generátor a generátor vyrába elektrinu. Odpad, čo vyprodukuje atómový reaktor by sa mal zakopať hlboko do zeme. Z toho sa vyrábajú nukleárne zbrane. Napríklad atómová bomba. Atómová bomba má vplyv na celý svet. Keď Američania bombardovali Hirošimu v Japonsku, tak aj u nás na Slovensku mohli ľudia, ktorí boli vonku dostať nejakú chorobu. Termojadrová energia Jadrová syntéza by nám mohla poskytnúť neobmedzené množstvo energie. Palivo pre jadrovú syntézu sa vyrába z bežných látok. Deutérium sa vyrába z vody a trícium z lítia. Zatiaľ sme nedokázali fúzny reaktor postaviť preto, lebo z bežných materiálov by sme museli spraviť takú nádobu kde sa dva plyny musia zohriať na stoviek miliónov stupňov a musia byť stlačené niekoľko sekúnd. Už sa vyskúšalo viacero systému založených na magnetických poliach alebo laseroch. Vo Francúzku staviame reaktor ITER kde sa vedci pokúsia spustiť fúziu ako vo hviezde. strana 17

20 CERN Názov je skratkou z francúzskeho Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, čo znamená Európska rada pre jadrový výskum. LHC je stavba kde potvrdzujú a skúmajú častice. LHC v CERNe je urýchľovač v tvare prsteňa. CERN sa nachádza medzi Švajčiarskom a Francúzskom. LHC je tunel dlhý 27 kilometrov, 100 pod zemou. Skladá sa z niekoľkých urýchľovačov. Higgsov bozón hľadali vedci preto, aby porozumeli vesmíru. Napríklad jeho vzniku. Higgsov bozón zapríčiňuje to, častice majú hmotnosť. Celé sa to začalo v roku 1949 na konferencií v Lausanne, kde bolo zistené, že ani jedna z krajín Európy nemá dostatočné možnosti na jadrový výskum a jedinou možnosť je spojiť svoje sily. Vybrali Ženevu, ako miesto pre vytvorenie laboratória. Už v 70 rokoch sa začalo rozmýšľať o stavbe LEP Veľkého Elektrón Pozitrónového urýchľovača, oficiálna výstavba začala v roku Je to tunel dlhý 27 kilometrov a 100 metrov hlboko pod zemou. Tento obrovský projekt začali s vierou, že sa im podarí objaviť toľko hľadaný Higgsov bozón. V roku 1990 predstavili protokol HTTP, je to vynález Internetu. Skutočne vznikol v CERNe. V roku 1994 sa schvaľuje výstavba najznámejšieho projektu CERNu, LHC, Large Hadron Collider po slovensky Veľký hadrónový zrážač. Znovu sa dúfa v objav Higgsovho bozónu, prapodstaty vzniku vesmíru a hmoty ako takej. Dostavaný bol v roku 2008, ako náhrada projektu LEP v tom istom podzemnom tunely jeho súčasťou je 6 detektorov ALICE, ATLAS, LHCb, CMS, TOTEM a LHCf. strana 18

21 Čo nám to všetko prinieslo? Zaujímavou vecou je že energia sa dokáže premeniť na hmotu, kde sú časy o zachovaní hmoty. Pri zrážkach protónov sa tieto "rozbili" na väčšie častice ako protóny, dnes vedci už medzi hmotou a energiou nevidia veľký rozdiel. Zrážky protónov je možné sledovať online. Ďalšou zaujímavosť je výroba a skladovanie antihmoty. Nie je to nič nadprirodzené. Medzi hmotou a antihmotou je rozdiel v opačnom náboji. Klasický atóm ma v jadre protóny a v obale elektróny u antihmoty je to "naopak". V skutočnosti má antihmota v jadre antiprotóny a v obale pozitróny. môj mozog na MRI Pri zrážke hmoty s antihmotou sa uvoľní obrovská energia. Zatiaľ sa tento jav nedá nijak využiť v praxi, pretože na výrobu antihmoty je potrebné veľké množstvo energie. Antiprotón ma tiež opačný náboj ako protón. Vzniklo veľa užitočných vynálezov a prístrojov ktoré používajú kvantový fyziku a veľmi nám pomáhajú. Napríklad lekárska magnetická rezonancia zobrazuje vnútro pacienta. strana 19

22 Ukážky Crookesov mlynček alebo Crookesov rádiometer Je to svetelný mlynček. Skladá sa zo sklenenej nádobky, z ktorej je vyčerpaný vzduch a vrtuľky. Reaguje na svetlo. Funguje tak, že fotóny narazia do jednej z doštičiek. Na bielu prídu, odrazia sa na čiernej a pohltia. Tak ho roztáčajú. Prístroj vynašiel v roku 1873 chemik illiam Crookes ako vedľajší produkt svojho výskumu. Snažil sa ním zmerať pôsobenie svetla, ktoré ovplyvňovalo jeho presné chemické merania. Plazmová guľa V sklenenej guli je zionizovaný plyn a my do toho plynu púšťame elektrinu. Po priložení ruky na povrch gule vidíme fotóny. Autíčko na solárny pohon Funguje tak, že fotóny (svetlo) dopadnú na solárny panel, ktorý ich premení na energiu. V našom prípade na elektrinu. Laser Štrbinový experiment keď svetlo prejde cez úzku zvislú štrbinu na druhej strane sa vytvorí vlna a svetlo sa šíri ako vodorovná čiarka. Difrakcia (ohyb) svetla okolo drôtiku. Fotóny za drôtikom spravia dve vlny a na stene vidíme bodky ako sa vlny stretajú. strana 20

23 Prečo byť vedcom? Keď dánsky fyzik Niels Bohr (Niels Henrick David Bohr) získal v roku 1922 Nobelovú cenu za výskum štruktúry atómu, dostal od pivovaru Carlsberg dom, ktorý mal potrubie priamo z pivovaru s neobmedzenou zásobou piva. Ten dom sa volá Carlsbergs Æresbolig. O fyzikoch sa hovorí (a je to aj pravda), že jedia veľa orieškovej čokolády aby sa im dobre pracovalo a aby mali veľa energie. Asi preto postavili CERN vo Švajčiarsku. strana 21

24 ANTED GRAVITÓN PREDPOVEDANÝ ALEBO ŽIVÝ ODMENA NOBELOVÁ CENA SPÔSOBUJE GRÁVITÁCIU a STÁLE UNIKÁ strana 22

25 Zoznam použitej literatúry Nová mamutia kniha techniky David Macaulay, Neil Ardley Vydavateľstvo Slovart Fyzika v živej prírode V. M. Varikaš, I. M. Varikaš, B. A. Kimbar Slovenské pedagogické nakladateľstvo 1990 Jeden výdych koňa Martin Mojžiš, Press a.s., Bratislava 2012 Dva hrby ťavy Martin Mojžiš, Press a.s., Bratislava 2013 Fyzika 50 myšlienok, ktoré by ste mali poznať Joane Baker Vydavateľstvo Slovart 2013 Vesmír v orechovej škrupinke - Stephen Hawking, Slovart 2002 Skrytý pôvab symetrie alebo prechádzka svetom elementárnych častíc RNDr. Štefan Olejník, DrSc. - prednáška v CVTI SR Metódy NMR ako ich nepoznáme, výskum materiálov prof. Ing. Ivan Frollo, DrSc. - prednáška v CVTI SR Lampa.týždeň : Štefan Hríb - Vlado Černý - Martin Mojžiš universe-review.ca/f15-particle01.htm a youtube.com/watch?v=gzbkb59my3u Forbes 2012 / 11 ikipédia

fotón gluón WaZ A.Einstein A.Compton Richter, Ting M.Gell-Mann Ledermann Schwartz Steinberger Friedman Kendall Taylor Gross,Wilczek,Politzer

fotón gluón WaZ A.Einstein A.Compton Richter, Ting M.Gell-Mann Ledermann Schwartz Steinberger Friedman Kendall Taylor Gross,Wilczek,Politzer Program pre učiteľov fyziky z členských štátov CERNu Fyzika elementárnych častíc 1. z čoho sa skladá svet Martin Mojžiš elementárne častice elementárne fermióny leptóny kvarky elementárne bozóny fotón

More information

Quark Model. Mass and Charge Patterns in Hadrons. Spin-1/2 baryons: Nucleons: n: MeV; p: MeV

Quark Model. Mass and Charge Patterns in Hadrons. Spin-1/2 baryons: Nucleons: n: MeV; p: MeV Mass and Charge Patterns in Hadrons To tame the particle zoo, patterns in the masses and charges can be found that will help lead to an explanation of the large number of particles in terms of just a few

More information

Modern physics 1 Chapter 13

Modern physics 1 Chapter 13 Modern physics 1 Chapter 13 13. Particle physics Particle studied within the ATLAS-project CERN In the beginning of 1930, it seemed that all the physics fundaments was placed within the new areas of elementary

More information

19/09/ Years of CERN - 18th Conference of Czech and Slovak Physicists 1

19/09/ Years of CERN - 18th Conference of Czech and Slovak Physicists 1 19/09/2014 60 Years of CERN - 18th Conference of Czech and Slovak Physicists 1 Welcome Vitajte Slovakia at CERN to Accelerating Science and Innovation Short History of CERN CERN Laboratory was conceived

More information

Piaty element - kvarkovo-gluónová plazma v experiment ALICE

Piaty element - kvarkovo-gluónová plazma v experiment ALICE Piaty element - kvarkovo-gluónová plazma v experiment ALICE Okná CERN-u dokorán II, Aula Maxima TUKE, 19. 11. 2015 Marek Bombara, UPJŠ 1 V prírode poznáme štyri skupenstvá hmoty (niekedy spájaných so živlami

More information

Experimenty na urýchľovači LHC v CERN

Experimenty na urýchľovači LHC v CERN Experimenty na urýchľovači LHC v CERN Prof. Branislav Sitár DrSc. FMFI UK Bratislava Praha, December 3rd, 2007 LHC What Else! Karel Šafařík 1 Founded in 1954 (12 European Member States) Today: 20 European

More information

Od zmiešavacieho kalorimetra k ultra citlivej modulovanej kalorimetrii. Jozef Kačmarčík

Od zmiešavacieho kalorimetra k ultra citlivej modulovanej kalorimetrii. Jozef Kačmarčík Od zmiešavacieho kalorimetra k ultra citlivej modulovanej kalorimetrii CENTRUM FYZIKY VEĽMI NÍZKYCH TEPLÔT Ústavu experimentálnej fyziky SAV a Univerzity P.J.Šafárika Centrum excelentnosti SAV Jozef Kačmarčík

More information

O Velk l eho h Tr T esku k L H L C

O Velk l eho h Tr T esku k L H L C Od Velkeho Tresku k LHC stvorenie Vesmiru v laboratoriu Karel Šafařík (CERN) based on many talks of my friends J.Ellis, J.Grygar, 1 December 2011 LHC resolution ~10-20 m Size of observable Universe ~28

More information

Chapter 32 Lecture Notes

Chapter 32 Lecture Notes Chapter 32 Lecture Notes Physics 2424 - Strauss Formulas: mc 2 hc/2πd 1. INTRODUCTION What are the most fundamental particles and what are the most fundamental forces that make up the universe? For a brick

More information

M. Cobal, PIF 2006/7. Quarks

M. Cobal, PIF 2006/7. Quarks Quarks Quarks Quarks are s = ½ fermions, subject to all kind of interactions. They have fractional electric charges Quarks and their bound states are the only particles which interact strongly Like leptons,

More information

High Energy Physics. QuarkNet summer workshop June 24-28, 2013

High Energy Physics. QuarkNet summer workshop June 24-28, 2013 High Energy Physics QuarkNet summer workshop June 24-28, 2013 1 The Birth of Particle Physics In 1896, Thompson showed that electrons were particles, not a fluid. In 1905, Einstein argued that photons

More information

Overview. The quest of Particle Physics research is to understand the fundamental particles of nature and their interactions.

Overview. The quest of Particle Physics research is to understand the fundamental particles of nature and their interactions. Overview The quest of Particle Physics research is to understand the fundamental particles of nature and their interactions. Our understanding is about to take a giant leap.. the Large Hadron Collider

More information

doc. RNDr. Katarína Kozlíková, CSc. ÚLFBFIaTM LF UK v Bratislave

doc. RNDr. Katarína Kozlíková, CSc. ÚLFBFIaTM LF UK v Bratislave Štruktúra ra hmoty z biofyzikálneho hľadiskah doc. RNDr. Katarína Kozlíková, CSc. ÚLFBFIaTM LF UK v Bratislave katarina.kozlikova@fmed.uniba.sk Prezentácia je súčasťou riešenia projektu KEGA 004UK- (MŠVVaŠ

More information

What is the HIGGS BOSON and why does physics need it?

What is the HIGGS BOSON and why does physics need it? What is the HIGGS BOSON and why does physics need it? Stephen Naculich, Department of Physics Uncommon Hour Talk, May 3, 2013 THE HIGGS BOSON 1964: new particle predicted by Peter Higgs THE HIGGS BOSON

More information

Essential Physics II. Lecture 14:

Essential Physics II. Lecture 14: Essential Physics II E II Lecture 14: 18-01-16 Last lecture of EP2! Congratulations! This was a hard course. Be proud! Next week s exam Next Monday! All lecture slides on course website: http://astro3.sci.hokudai.ac.jp/~tasker/teaching/ep2

More information

Nuclear and Particle Physics 3: Particle Physics. Lecture 1: Introduction to Particle Physics February 5th 2007

Nuclear and Particle Physics 3: Particle Physics. Lecture 1: Introduction to Particle Physics February 5th 2007 Nuclear and Particle Physics 3: Particle Physics Lecture 1: Introduction to Particle Physics February 5th 2007 Particle Physics (PP) a.k.a. High-Energy Physics (HEP) 1 Dr Victoria Martin JCMB room 4405

More information

Particle Physics Outline the concepts of particle production and annihilation and apply the conservation laws to these processes.

Particle Physics Outline the concepts of particle production and annihilation and apply the conservation laws to these processes. Particle Physics 12.3.1 Outline the concept of antiparticles and give examples 12.3.2 Outline the concepts of particle production and annihilation and apply the conservation laws to these processes. Every

More information

Introduction. Read: Ch 1 of M&S

Introduction. Read: Ch 1 of M&S Introduction What questions does this field address? Want to know the basic law of nature. Can we unify all the forces with one equation or one theory? Read: Ch 1 of M&S K.K. Gan L1: Introduction 1 Particle

More information

FXA Candidates should be able to :

FXA Candidates should be able to : 1 Candidates should be able to : MATTER AND ANTIMATTER Explain that since protons and neutrons contain charged constituents called quarks, they are therefore, not fundamental particles. Every particle

More information

Most of Modern Physics today is concerned with the extremes of matter:

Most of Modern Physics today is concerned with the extremes of matter: Most of Modern Physics today is concerned with the extremes of matter: Very low temperatures, very large numbers of particles, complex systems Æ Condensed Matter Physics Very high temperatures, very large

More information

1. What does this poster contain?

1. What does this poster contain? This poster presents the elementary constituents of matter (the particles) and their interactions, the latter having other particles as intermediaries. These elementary particles are point-like and have

More information

.! " # e " + $ e. have the same spin as electron neutrinos, and is ½ integer (fermions).

.!  # e  + $ e. have the same spin as electron neutrinos, and is ½ integer (fermions). Conservation Laws For every conservation of some quantity, this is equivalent to an invariance under some transformation. Invariance under space displacement leads to (and from) conservation of linear

More information

A Brief History of Particle Physics

A Brief History of Particle Physics A Brief History of Particle Physics 1930s The known 'Elementary Particles' were : electron proton neutron (inside the nucleus) 'neutrino' (now anti-neutrino) in beta decay photon the quantum of the electromagnetic

More information

Particle Physics A short History

Particle Physics A short History Introduction to Experimental Particle Physics Heavily indebted to 1. Steve Lloyd Queen Mary s College, London 2004 2. Robert S. Orr University of Toronto 2007 3. Z. Vilakazi University of Cape Town -2006

More information

Most of Modern Physics today is concerned with the extremes of matter:

Most of Modern Physics today is concerned with the extremes of matter: Most of Modern Physics today is concerned with the extremes of matter: Very low temperatures, very large numbers of particles, complex systems Æ Condensed Matter Physics Very high temperatures, very large

More information

Discovery of Pions and Kaons in Cosmic Rays in 1947

Discovery of Pions and Kaons in Cosmic Rays in 1947 Discovery of Pions and Kaons in Cosmic Rays in 947 π + µ + e + (cosmic rays) Points to note: de/dx Bragg Peak Low de/dx for fast e + Constant range (~600µm) (i.e. -body decay) small angle scattering Strange

More information

Par$cles. Ma#er is made of atoms. Atoms are made of leptons and quarks. Leptons. Quarks. atom nucleus nucleon quark m m m m

Par$cles. Ma#er is made of atoms. Atoms are made of leptons and quarks. Leptons. Quarks. atom nucleus nucleon quark m m m m Par$cles Ma#er is made of atoms atom nucleus nucleon quark 10-10 m 10-14 m 10-15 m 10-18 m Atoms are made of leptons and quarks Leptons ν e e Quarks u d What Have We Learned? Rela?vis?c Quantum Mechanics

More information

Quanta to Quarks. Science Teachers Workshop 2014 Workshop Session. Adrian Manning

Quanta to Quarks. Science Teachers Workshop 2014 Workshop Session. Adrian Manning Quanta to Quarks Science Teachers Workshop 2014 Workshop Session Adrian Manning The Quanta to Quarks module! The Quanta to Quarks module ultimately deals with some of the most fundamental questions about

More information

Some fundamental questions

Some fundamental questions Some fundamental questions What is the standard model of elementary particles and their interactions? What is the origin of mass and electroweak symmetry breaking? What is the role of anti-matter in Nature?

More information

Saturday Morning Physics -- Texas A&M University. What is Matter and what holds it together? Dr. Rainer J. Fries. January 27, 2007

Saturday Morning Physics -- Texas A&M University. What is Matter and what holds it together? Dr. Rainer J. Fries. January 27, 2007 Saturday Morning Physics -- Texas A&M University Particles and Forces What is Matter and what holds it together? Dr. Rainer J. Fries January 27, 2007 Zooming in on the World around us Particles and Forces

More information

Saturday Morning Physics -- Texas A&M University Dr. Rainer J. Fries

Saturday Morning Physics -- Texas A&M University Dr. Rainer J. Fries Saturday Morning Physics -- Texas A&M University Particles and Forces What is Matter and what holds it together? Dr. Rainer J. Fries January 27, 2007 Zooming in on the World around us Particles and Forces

More information

Neutrino Physics. Kam-Biu Luk. Tsinghua University and University of California, Berkeley and Lawrence Berkeley National Laboratory

Neutrino Physics. Kam-Biu Luk. Tsinghua University and University of California, Berkeley and Lawrence Berkeley National Laboratory Neutrino Physics Kam-Biu Luk Tsinghua University and University of California, Berkeley and Lawrence Berkeley National Laboratory 4-15 June, 2007 Outline Brief overview of particle physics Properties of

More information

The Large Hadron Collider, and New Avenues in Elementary Particle Physics. Gerard t Hooft, Public Lecture, IPMU Tokyo, April 16, 2015

The Large Hadron Collider, and New Avenues in Elementary Particle Physics. Gerard t Hooft, Public Lecture, IPMU Tokyo, April 16, 2015 The Large Hadron Collider, and New Avenues in Elementary Particle Physics Gerard t Hooft, Public Lecture, IPMU Tokyo, April 16, 2015 CERN European Center for Nuclear Research LHC Large Hadron Collider

More information

Particle Physics: Problem Sheet 5

Particle Physics: Problem Sheet 5 2010 Subatomic: Particle Physics 1 Particle Physics: Problem Sheet 5 Weak, electroweak and LHC Physics 1. Draw a quark level Feynman diagram for the decay K + π + π 0. This is a weak decay. K + has strange

More information

Gian Gopal Particle Attributes Quantum Numbers 1

Gian Gopal Particle Attributes Quantum Numbers 1 Particle Attributes Quantum Numbers Intro Lecture Quantum numbers (Quantised Attributes subject to conservation laws and hence related to Symmetries) listed NOT explained. Now we cover Electric Charge

More information

Lecture 9. Isospin The quark model

Lecture 9. Isospin The quark model Lecture 9 Isospin The quark model There is one more symmetry that applies to strong interactions. isospin or isotopic spin It was useful in formulation of the quark picture of known particles. We can consider

More information

Lecture 2: The First Second origin of neutrons and protons

Lecture 2: The First Second origin of neutrons and protons Lecture 2: The First Second origin of neutrons and protons Hot Big Bang Expanding and cooling Soup of free particles + anti-particles Symmetry breaking Soup of free quarks Quarks confined into neutrons

More information

Particle Physics. All science is either physics or stamp collecting and this from a 1908 Nobel laureate in Chemistry

Particle Physics. All science is either physics or stamp collecting and this from a 1908 Nobel laureate in Chemistry Particle Physics JJ Thompson discovered electrons in 1897 Rutherford discovered the atomic nucleus in 1911 and the proton in 1919 (idea of gold foil expt) All science is either physics or stamp collecting

More information

Physics 424: Dr. Justin Albert (call me Justin!)

Physics 424: Dr. Justin Albert (call me Justin!) Physics 424: Dr. Justin Albert (call me Justin!) A Brief History of Particle Physics Discoveries (Or: Figuring out What the Universe is Made Of ) Looking Inside the Atom: e -, p, and n! 1897: J.J. Thomson

More information

Elementary Particle Physics Glossary. Course organiser: Dr Marcella Bona February 9, 2016

Elementary Particle Physics Glossary. Course organiser: Dr Marcella Bona February 9, 2016 Elementary Particle Physics Glossary Course organiser: Dr Marcella Bona February 9, 2016 1 Contents 1 Terms A-C 5 1.1 Accelerator.............................. 5 1.2 Annihilation..............................

More information

Modern Physics: Standard Model of Particle Physics (Invited Lecture)

Modern Physics: Standard Model of Particle Physics (Invited Lecture) 261352 Modern Physics: Standard Model of Particle Physics (Invited Lecture) Pichet Vanichchapongjaroen The Institute for Fundamental Study, Naresuan University 1 Informations Lecturer Pichet Vanichchapongjaroen

More information

M. Cobal, PIF 2006/7. Quarks

M. Cobal, PIF 2006/7. Quarks M. Cobal, PIF 2006/7 Quarks Quarks Quarks are s = ½ fermions, subject to all kind of interactions. They have fractional electric charges Quarks and their bound states are the only particles which interact

More information

Introduction to Elementary Particle Physics. Note 01 Page 1 of 8. Natural Units

Introduction to Elementary Particle Physics. Note 01 Page 1 of 8. Natural Units Introduction to Elementary Particle Physics. Note 01 Page 1 of 8 Natural Units There are 4 primary SI units: three kinematical (meter, second, kilogram) and one electrical (Ampere 1 ) It is common in the

More information

PHYS 420: Astrophysics & Cosmology

PHYS 420: Astrophysics & Cosmology PHYS 420: Astrophysics & Cosmology Dr Richard H. Cyburt Assistant Professor of Physics My office: 402c in the Science Building My phone: (304) 384-6006 My email: rcyburt@concord.edu My webpage: www.concord.edu/rcyburt

More information

The Four Fundamental Forces. The Four Fundamental Forces. Gravitational Force. The Electrical Force. The Photon (γ) Unification. Mass.

The Four Fundamental Forces. The Four Fundamental Forces. Gravitational Force. The Electrical Force. The Photon (γ) Unification. Mass. The Four Fundamental Forces What are the four fundamental forces? The Four Fundamental Forces What are the four fundamental forces? Weaker Stronger Gravitational, Electromagnetic, Strong and Weak Nuclear

More information

Czech Technical University in Prague Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering. Bachelor s Thesis

Czech Technical University in Prague Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering. Bachelor s Thesis Czech Technical University in Prague Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Bachelor s Thesis Role of the Higgs Boson in the Particle Physics and his Properties Prague, 2006 Author: Václav

More information

Kapitola S5. Skrutkovica na rotačnej ploche

Kapitola S5. Skrutkovica na rotačnej ploche Kapitola S5 Skrutkovica na rotačnej ploche Nech je rotačná plocha určená osou rotácie o a meridiánom m. Skrutkový pohyb je pohyb zložený z rovnomerného rotačného pohybu okolo osi o a z rovnomerného translačného

More information

DEVIL PHYSICS THE BADDEST CLASS ON CAMPUS IB PHYSICS

DEVIL PHYSICS THE BADDEST CLASS ON CAMPUS IB PHYSICS DEVIL PHYSICS THE BADDEST CLASS ON CAMPUS IB PHYSICS LSN 7-3: THE STRUCTURE OF MATTER Questions From Reading Activity? Essential Idea: It is believed that all the matter around us is made up of fundamental

More information

A Tour of the Standard Model of Elementary Particles and Fields

A Tour of the Standard Model of Elementary Particles and Fields A Tour of the Standard Model of Elementary Particles and Fields What Do We Know About the Fundamental Structure of Nature and How Do We Know It? Dr. Michael G. Strauss The University of Oklahoma Elementary

More information

Saturday Morning Physics (2007) Prof. Bhaskar Dutta and Prof. Teruki Kamon. Department of Physics Texas A&M University. Question

Saturday Morning Physics (2007) Prof. Bhaskar Dutta and Prof. Teruki Kamon. Department of Physics Texas A&M University. Question Dark Puzzles of the Universe Saturday Morning Physics (2007) Prof. Bhaskar Dutta and Prof. Teruki Kamon Department of Physics Texas A&M University Question March 24, 2007 Dark Puzzles of the Universe 2

More information

Dark Puzzles of the Universe

Dark Puzzles of the Universe Dark Puzzles of the Universe Saturday Morning Physics (2007) Prof. Bhaskar Dutta and Prof. Teruki Kamon Department of Physics Texas A&M University Question March 24, 2007 Dark Puzzles of the Universe 2

More information

INTRODUCTION TO THE STANDARD MODEL OF PARTICLE PHYSICS

INTRODUCTION TO THE STANDARD MODEL OF PARTICLE PHYSICS INTRODUCTION TO THE STANDARD MODEL OF PARTICLE PHYSICS Class Mechanics My office (for now): Dantziger B Room 121 My Phone: x85200 Office hours: Call ahead, or better yet, email... Even better than office

More information

The ATLAS Experiment and the CERN Large Hadron Collider

The ATLAS Experiment and the CERN Large Hadron Collider The ATLAS Experiment and the CERN Large Hadron Collider HEP101-2 January 28, 2013 Al Goshaw 1 HEP 101-2 plan Jan. 14: Introduction to CERN and ATLAS DONE Today: 1. Comments on grant opportunities 2. Overview

More information

PhysicsAndMathsTutor.com

PhysicsAndMathsTutor.com OR K π 0 + µ + v ( µ ) M. (a) (i) quark antiquark pair OR qq OR named quark antiquark pair 0 (iii) us (b) (i) Weak any of the following also score mark: weak interaction weak interaction force weak nuclear

More information

The Origin of the Visible Mass in the Universe

The Origin of the Visible Mass in the Universe The Origin of the Visible Mass in the Universe Or: Why the Vacuum is not Empty Ralf Rapp Cyclotron Institute + Physics Department Texas A&M University College Station, USA Cyclotron REU Program 2007 Texas

More information

Particle Physics. Tommy Ohlsson. Theoretical Particle Physics, Department of Physics, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden

Particle Physics. Tommy Ohlsson. Theoretical Particle Physics, Department of Physics, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden Particle Physics Tommy Ohlsson Theoretical Particle Physics, Department of Physics, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden International Baccalaureate T. Ohlsson (KTH) Particle Physics 1/

More information

The God particle at last? Astronomy Ireland, Oct 8 th, 2012

The God particle at last? Astronomy Ireland, Oct 8 th, 2012 The God particle at last? Astronomy Ireland, Oct 8 th, 2012 Cormac O Raifeartaigh Waterford Institute of Technology CERN July 4 th 2012 (ATLAS and CMS ) A new particle of mass 125 GeV I The Higgs boson

More information

IX. Electroweak unification

IX. Electroweak unification IX. Electroweak unification The problem of divergence A theory of weak interactions only by means of W ± bosons leads to infinities e + e - γ W - W + e + W + ν e ν µ e - W - µ + µ Divergent integrals Figure

More information

The God particle at last? Science Week, Nov 15 th, 2012

The God particle at last? Science Week, Nov 15 th, 2012 The God particle at last? Science Week, Nov 15 th, 2012 Cormac O Raifeartaigh Waterford Institute of Technology CERN July 4 th 2012 (ATLAS and CMS ) A new particle of mass 125 GeV Why is the Higgs particle

More information

Fundamental Particles and Forces

Fundamental Particles and Forces Fundamental Particles and Forces A Look at the Standard Model and Interesting Theories André Gras PHYS 3305 SMU 1 Overview Introduction to Fundamental Particles and Forces Brief History of Discovery The

More information

Lecture 8. CPT theorem and CP violation

Lecture 8. CPT theorem and CP violation Lecture 8 CPT theorem and CP violation We have seen that although both charge conjugation and parity are violated in weak interactions, the combination of the two CP turns left-handed antimuon onto right-handed

More information

PHYS 3446 Lecture #21

PHYS 3446 Lecture #21 PHYS 3446 Lecture #21 Monday, Nov. 27, 2006 Dr. 1. The Standard Model Quarks and Leptons Gauge Bosons Symmetry Breaking and the Higgs particle Higgs Search Strategy Issues in the Standard Model Neutrino

More information

Dr Victoria Martin, Prof Steve Playfer Spring Semester 2013

Dr Victoria Martin, Prof Steve Playfer Spring Semester 2013 Particle Physics Dr Victoria Martin, Prof Steve Playfer Spring Semester 2013 Lecture 12: Mesons and Baryons Mesons and baryons Strong isospin and strong hypercharge SU(3) flavour symmetry Heavy quark states

More information

Intro to Particle Physics and The Standard Model. Robert Clare UCR

Intro to Particle Physics and The Standard Model. Robert Clare UCR Intro to Particle Physics and The Standard Model Robert Clare UCR Timeline of particle physics Ancient Greeks Rutherford 1911 Rutherford Chadwick Heisenberg 1930 s Hofstader Gell-Mann Ne eman 1960 s Timeline

More information

Particle Physics Lectures Outline

Particle Physics Lectures Outline Subatomic Physics: Particle Physics Lectures Physics of the Large Hadron Collider (plus something about neutrino physics) 1 Particle Physics Lectures Outline 1 - Introduction The Standard Model of particle

More information

Weak Interactions & Neutral Currents

Weak Interactions & Neutral Currents Weak Interactions & Neutral Currents Until the the mid-970 s all known weak interaction processes could be described by the exchange of a charged, spin boson, the W boson. Weak interactions mediated by

More information

Quantum Numbers. Elementary Particles Properties. F. Di Lodovico c 1 EPP, SPA6306. Queen Mary University of London. Quantum Numbers. F.

Quantum Numbers. Elementary Particles Properties. F. Di Lodovico c 1 EPP, SPA6306. Queen Mary University of London. Quantum Numbers. F. Elementary Properties 1 1 School of Physics and Astrophysics Queen Mary University of London EPP, SPA6306 Outline Most stable sub-atomic particles are the proton, neutron (nucleons) and electron. Study

More information

Particle physics: what is the world made of?

Particle physics: what is the world made of? Particle physics: what is the world made of? From our experience from chemistry has told us about: Name Mass (kg) Mass (atomic mass units) Decreasing mass Neutron Proton Electron Previous lecture on stellar

More information

Quarks and Their Discovery

Quarks and Their Discovery and Their Discovery Parashu Ram Poudel Department of Physics, PN Camp, Pokhara Email: parashupoudel@hotmail.com Introduction are the smallest building blocks of matter. They are the fundamental constituents

More information

arxiv:hep-ph/ v2 15 Oct 2001

arxiv:hep-ph/ v2 15 Oct 2001 THE EIGHTFOLD WAY 1 Jonathan L. Rosner arxiv:hep-ph/0109241v2 15 Oct 2001 The Eightfold Way is the name coined by Murray Gell-Mann (1961) to describe a classification scheme of the elementary particles

More information

THE STANDARD MODEL OF MATTER QUARKS

THE STANDARD MODEL OF MATTER QUARKS VISUAL PHYSICS ONLINE THE STANDARD MODEL OF MATTER QUARKS Quarks are one type of matter particle. Most of the matter we see around us is made from protons and neutrons, which are composed of quarks. There

More information

The Quantum Chromodynamics Theory Of Quadruply Strange Pentaquarks

The Quantum Chromodynamics Theory Of Quadruply Strange Pentaquarks The Quantum Chromodynamics Theory Of Quadruply Strange Pentaquarks Based on a generalized particle diagram of baryons and antibaryons which, in turn, is based on symmetry principles, this theory predicts

More information

9.2.E - Particle Physics. Year 12 Physics 9.8 Quanta to Quarks

9.2.E - Particle Physics. Year 12 Physics 9.8 Quanta to Quarks + 9.2.E - Particle Physics Year 12 Physics 9.8 Quanta to Quarks + Atomic Size n While an atom is tiny, the nucleus is ten thousand times smaller than the atom and the quarks and electrons are at least

More information

Option 212: UNIT 2 Elementary Particles

Option 212: UNIT 2 Elementary Particles Department of Physics and Astronomy Option 212: UNIT 2 Elementary Particles SCHEDULE 26-Jan-15 13.pm LRB Intro lecture 28-Jan-15 12.pm LRB Problem solving (2-Feb-15 1.am E Problem Workshop) 4-Feb-15 12.pm

More information

Cosmology and particle physics

Cosmology and particle physics Cosmology and particle physics Lecture notes Timm Wrase Lecture 5 The thermal universe - part I In the last lecture we have shown that our very early universe was in a very hot and dense state. During

More information

Matter: it s what you have learned that makes up the world Protons, Neutrons and Electrons

Matter: it s what you have learned that makes up the world Protons, Neutrons and Electrons Name The Standard Model of Particle Physics Matter: it s what you have learned that makes up the world Protons, Neutrons and Electrons Just like there is good and evil, matter must have something like

More information

LECTURE 7 The Standard Model. Instructor: Shih-Chieh Hsu

LECTURE 7 The Standard Model. Instructor: Shih-Chieh Hsu LECTURE 7 The Standard Model Instructor: Shih-Chieh Hsu Announcement 2 ATLAS Virtual Visit (PAB A110) Sep 7 Vidyo connection will start from 9:20am At least one question for CERN host from each group http://atlas-

More information

cgrahamphysics.com Particles that mediate force Book pg Exchange particles

cgrahamphysics.com Particles that mediate force Book pg Exchange particles Particles that mediate force Book pg 299-300 Exchange particles Review Baryon number B Total # of baryons must remain constant All baryons have the same number B = 1 (p, n, Λ, Σ, Ξ) All non baryons (leptons

More information

An Introduction to Modern Particle Physics

An Introduction to Modern Particle Physics An Introduction to Modern Particle Physics Mark Thomson University of Cambridge ALEPH DALI 3 Gev EC 6 Gev HC Run=56698 Evt=7455 Y" RO TPC 1cm 0 1cm 1cm 0 1cm X" Z0

More information

The Quark Parton Model

The Quark Parton Model The Quark Parton Model Quark Model Pseudoscalar J P = 0 Mesons Vector J P = 1 Mesons Meson Masses J P = 3 /2 + Baryons J P = ½ + Baryons Resonances Resonance Detection Discovery of the ω meson Dalitz Plots

More information

Finish up our overview of small and large

Finish up our overview of small and large Finish up our overview of small and large Lecture 5 Limits of our knowledge Clicker practice quiz Some terminology... "Elementary particles" = objects that make up atoms (n,p,e) or are produced when atoms

More information

January 31, PHY357 Lecture 8. Quark composition of hadrons. Hadron magnetic moments. Hadron masses

January 31, PHY357 Lecture 8. Quark composition of hadrons. Hadron magnetic moments. Hadron masses January 3, 08 PHY357 Lecture 8 Quark composition of hadrons Hadron magnetic moments Hadron masses January 3, 08 Quark rules for building Hadrons! Three types of stable quark configurations established!

More information

Books: - Martin, B.R. & Shaw, G Particle Physics (Wiley) (recommended) - Perkins, D.H. Introduction to High Energy Physics (CUP) (advanced)

Books: - Martin, B.R. & Shaw, G Particle Physics (Wiley) (recommended) - Perkins, D.H. Introduction to High Energy Physics (CUP) (advanced) PC 3 Foundations of Particle Physics Lecturer: Dr F. Loebinger Books: - Martin, B.R. & Shaw, G Particle Physics (Wiley) (recommended) - Perkins, D.H. Introduction to High Energy Physics (CUP) (advanced)

More information

Úvod do urýchlovačov

Úvod do urýchlovačov Úvod do urýchlovačov Karel Šafařík (CERN) s použitím materiálov od O.Brüning, E.Wildner 19 February 2008 Karel Safarik: Úvod do fyziky častíc 1 Úvod do urýchlovačov 19 February 2008 Karel Safarik: Úvod

More information

Introduction to Particle Physics and the Standard Model. Robert Clare UCR

Introduction to Particle Physics and the Standard Model. Robert Clare UCR Introduction to Particle Physics and the Standard Model Robert Clare UCR Timeline of particle physics Ancient Greeks Rutherford 1911 Rutherford Chadwick Heisenberg 1930 s Hofstader Gell-Mann Ne eman 1960

More information

AQA A Physics - Particle Physics

AQA A Physics - Particle Physics PHYA1 (Unit 1) Spec 3.1.1 Particles, Antiparticles and Photons AQA A Physics - Particle Physics J.J. Thompson in 1896 identified that cathode rays were fundamental negatively charged particles rather than

More information

The history of QCD. Anniversary

The history of QCD. Anniversary CERN Courier October 0 The history of QCD Harald Fritzsch, one of the pioneers of quantum chromodynamics, recalls some of the background to the development of the theory 40 years ago. n Y P About 60 years

More information

Lecture 02. The Standard Model of Particle Physics. Part I The Particles

Lecture 02. The Standard Model of Particle Physics. Part I The Particles Lecture 02 The Standard Model of Particle Physics Part I The Particles The Standard Model Describes 3 of the 4 known fundamental forces Separates particles into categories Bosons (force carriers) Photon,

More information

Rough Schedule. Units often used in Elementary Particle Physics

Rough Schedule. Units often used in Elementary Particle Physics Rouh Schedule (1) The course orientation and a special lecture on "Understandin of radio activities now in Sendai". (2) Rutherford Scatterin and Concepts for Experiments. (3) Accelerators and Particle

More information

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie Pokroky matematiky, fyziky a astronomie T. Goldman; R. J. Hughes; M. M. Nieto Gravitácia a antihmota Pokroky matematiky, fyziky a astronomie, Vol. 35 (1990), No. 2, 57--65 Persistent URL: http://dml.cz/dmlcz/139264

More information

The Secret of Mass. Can we Evaporate the Vacuum at RHIC?

The Secret of Mass. Can we Evaporate the Vacuum at RHIC? : Can we Evaporate the Vacuum at RHIC? Texas A&M University February 24, 2007 Outline The Beauty of Nature: Symmetries The Beauty of Nature: Symmetries What is a symmetry? Geometry: Certain operations

More information

D 276 (Total 1 mark) 3. Which of the following is not a valid conclusion from Rutherford s alpha particle scattering experiments?

D 276 (Total 1 mark) 3. Which of the following is not a valid conclusion from Rutherford s alpha particle scattering experiments? Particle Physics 197 1. The number of neutrons in a nucleus of 79 Au is A 79 B 118 C 197 D 276 (Total 1 mark) 2. The derivation of the formula 2 p E k = could include the expression 2m A B 1 mv 2 = p 2

More information

The Standard Model. 1 st 2 nd 3 rd Describes 3 of the 4 known fundamental forces. Separates particle into categories

The Standard Model. 1 st 2 nd 3 rd Describes 3 of the 4 known fundamental forces. Separates particle into categories The Standard Model 1 st 2 nd 3 rd Describes 3 of the 4 known fundamental forces. Separates particle into categories Bosons (force carriers) Photon, W, Z, gluon, Higgs Fermions (matter particles) 3 generations

More information

Beyond the Quark Model: Tetraquarks and. Pentaquarks

Beyond the Quark Model: Tetraquarks and. Pentaquarks Beyond the Quark Model: Tetraquarks and Pentaquarks in completion of Drexel University s Physics 502 Final Tyler Rehak March 15, 2016 The Standard Model of particle physics is continually being tested

More information

Hand of Anna Röntgen. From Life magazine,6 April 1896

Hand of Anna Röntgen. From Life magazine,6 April 1896 FROM ELECTRONS TO QUARKS The development of Particle Physics QUARKNET 2001, FSU Laura Reina Outline ffl What is Particle Physics? ffl The origins of Particle Physics: the atom (p,e ), radioactivity, and

More information

The Standard Model (part I)

The Standard Model (part I) The Standard Model (part I) Speaker Jens Kunstmann Student of Physics in 5 th year at Greifswald University, Germany Location Sommerakademie der Studienstiftung, Kreisau 2002 Topics Introduction The fundamental

More information

A few thoughts on 100 years of modern physics. Quanta, Quarks, Qubits

A few thoughts on 100 years of modern physics. Quanta, Quarks, Qubits A few thoughts on 100 years of modern physics Quanta, Quarks, Qubits Quanta Blackbody radiation and the ultraviolet catastrophe classical physics does not agree with the observed world Planck s idea: atoms

More information

Physics 228 Final MAY 12, 2009 Profs. Rabe and Coleman. Useful Information. Your name sticker. with exam code

Physics 228 Final MAY 12, 2009 Profs. Rabe and Coleman. Useful Information. Your name sticker. with exam code Your name sticker with eam code Physics 228 Final MAY 12, 2009 Profs. Rabe and Coleman guess. At the end of the eam, hand in the answer sheet and the cover page. Retain this question paper for future reference

More information

NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS (PH242) PARTICLE PHYSICS

NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS (PH242) PARTICLE PHYSICS NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS (PH242) PARTICLE PHYSICS History of Elementary Particles THE CLASSICAL ERA (1897-1932) Elementary particle physics was born in 1897 with J.J. Thomson s discovery of the ELECTRONS

More information

Large Hadron Collider

Large Hadron Collider Large Hadron Collider Himadri Barman TSU, JNCASR September 18, 2008 0-0 Large Hadron Collider (LHC): Plan We ll see 4 short videos. In between I ll give you a little guideline. Purpose is to understand

More information