De LHC:Reis naar het Allerkleinste…

Niels Tuning (Nikhef)

Reis naar het Allerkleinste…

atoom kern

10-15 m

Wat is het allerkleinste dat je je kunt voorstellen??

?Wat zijn de bouwstenen van alle dingen om ons heen?

Reis naar het allerkleinste …

Heelal 1026 m

Melkweg1021 m

Zonnestelsel 1013 m

Aarde 107 m

Spin10-2 m

Atoom 10-10 m

Kern10-15 m

Botsingen10-18 m

Reis naar het allerkleinste…

Reis naar het allerkleinste …

Heelal 1026 m

Melkweg1021 m

Zonnestelsel 1013 m

Aarde 107 m

Spin10-2 m

Atoom 10-10 m

Kern10-15 m

Botsingen10-18 m

up

down

elektron

De allerkleinste deeltjes

Proton

up

up

down

Neutrondown

down

up

Wat kan je maken van deze 3 bouwstenen?

periodiek systeemvan Mendeleev

Alles!

De allerkleinste deeltjesq

uark

s

Niet één serie, maar drie!

lepto

ns

(1956)

u

d

I

e

e

(1895)

t

b

III

(1973)

(2000)

(1978)

(1995)

c

s

II

(1936)

(1963)

(1947)

(1976)

De elementaire deeltjesq

uark

sle

pto

ns

Materie

(1956)

u

d

I

e

e

(1895)

t

b

III

(1973)

(2000)

(1978)

(1995)

c

s

II

(1936)

(1963)

(1947)

(1976)

De elementaire deeltjes

u

d

c

s

t

b

e

e

Anti-materie

IIII II

quark

sle

pto

ns

Materie

(1956)

u

d

I

e

e

(1895)

t

b

III

(1973)

(2000)

(1978)

(1995)

c

s

II

(1936)

(1963)

(1947)

(1976)

(1932)

Hoe maak je anti-materie?? Met energie!

e+ e-

Albert Einstein:

E=mc2

materie + antimaterie = licht !

e+ e-

E=m

m=E

Wat snappen we nog niet:

Toen het heelal gemaakt werd, verdween de anti-materie…

We weten niet waarom het verdwenen is!!

•Waar is de Anti-materie heen?

AllergrootsteAllergrootste AllerkleinsteAllerkleinste

NieuwsgierigNieuwsgierig

Kijken zonder je ogen te gebruiken

bovenaanzicht

?

Hoe ketsen de kogels af ?

onbekend voorwerp achter een gordijn… en 100 kogeltjes

?

?

?

?

Situatie 1

Situatie 2

?

?

Situatie 1

Situatie 2

De grootste microscoop op aardede deeltjesversneller op CERN bij Genève

De LHC deeltjesversneller

Geneve

De deeltjesversneller van binnen

Energie is gelimiteerd door de kracht van 1232 dipool magneten: B= 8.4 TEnergie is gelimiteerd door de kracht van 1232 dipool magneten: B= 8.4 T

Klassiek botsen

Quantum-mechanisch botsenproton proton

•Niels Tuning Open Dag 2008

Botsingen van Deeltjes

Hoe zien deeltjes er nou uit ??

Ongeveer zo:

proton

proton

quark

neutrino

elektron

quark quark

quark

Simulatie top quark productie:

Hoe zien deeltjes er nou uit??

Of ongeveer zo:

ATLAS

LHCb

ALICECMS

De Atlas Muon Detector

mensmens

80 MegaPixel camera 40.000.000 foto’s per seconde

De Atlas pixel detector

Eerste plaatjes van deeltjes:

Zij-aanzicht LHCb detector

Voor-aanzicht LHCb detector

Eerste plaatjes van deeltjes:

Eerste plaatjes van deeltjes:

Pech: 19 september 2008

Sector 34

Test magneten op volle krachtKortsluiting tussen 2 magneten

Groot helium lek.Meerdere magneten zijngerepareerd

In november beginnen we weer!

LHC versneller

Detectoren

Theorie

Reis naar het allerkleinste…

• Quarks zijn het allerkleinst• Waar zijn de anti-quarks gebeleven??• Deeltjesversnellers maken kleine deeltjes: E=mc2

EINDE

Wat snappen we nog niet? “Anti-materie”

Waar is de anti-materie gebleven?

Geen anti-materie met satellieten

Geen anti-materie sterrenstelsels

Anti-materie:gewoonste zaak van de wereld!

PET scan

ee++ee

De deeltjesversneller

Geneve Amsterdam

LHC: 27 km A10: 32 km

Energie 1 proton (LHC)

Bundel 1

Bundel 2

Doorsnede LHC bundelpijp

Energie LHC bundel

3000 x 100.000.000.000 protonen

Film: Angels & Deamons

Waar of niet waar?Waar of niet waar?

‘Door deeltjes te laten botsen, kunnen we de bouwstenen van het heelal leren kennen.’

‘Het is de energiebron van de toekomst. Duizendmaal zo krachtig als kernenergie.’

‘De wetenschap beweert […], dat bij de oerknal allesin het universum samen met een tegenpool is ontstaan.’

niet waarniet waar

1)1)

2)2)

3)3)

Normaal

Hoe ontdek je nou nieuwe dingen

Nieuw ?

Nieuwe afstandschaal EN nieuwe detector

?

muon

muon

muon

muon

Fictie…

“Einde van de wereld” is onzin!

Elke dag zijn er botsingen op deatmosfeer!

•18 oktober 2008

Kosmische straling