De bouwstenen van het heelal - nikhef.nlt61/outreach/andijk.pdf · Versnelde uitdijing heelal...

Click here to load reader

  • date post

    16-Oct-2019
  • Category

    Documents

  • view

    3
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of De bouwstenen van het heelal - nikhef.nlt61/outreach/andijk.pdf · Versnelde uitdijing heelal...

  • De bouwstenen van het heelalAart Heijboer

    13 Jan 2011, Andijk

    slides bekijken:www.nikhef.nl/~t61/outreach.shtml

    verdere vragen:[email protected]

    http://www.nikhef.nl/~t61/outreach.shtml

  • Het grootste foto toestel ter wereld

  • Magneten voor de Atlas Muon Detector

    mens

  • Onderzoek naar de bouwstenenvan de natuur Onderzoek naar het heelal

    met behulp van die deeltjes

    astro-deeltjesfysica

  • E

    Elektron:elementair deeltjelading = -1

    Atoomkern10-15 m

    10-9m

    Deeltjesfysica: Waaruit bestaat de wereld?

  • Atoom zo groot als Arena,dan is de kern een zandcorrelop de middenstip (0.1mm)

    De rest... is leeg.

  • EProton

    Neutron

    10-16m

    Up Quark

    Up Quark

    Down Quark

  • Elementaire deeltjesQ

    uark

    sLe

    pto n

    s

    up

    down

    elektron

    neutrino

    Bouwstenen van atomen. Alles wat we nodig hebben voor alle materie

    die we kennen:

  • Elementaire deeltjesQ

    uark

    sLe

    pto n

    s

    up

    down

    elektron

    neutrino

    Bouwstenen van atomen.

    muon

    Het elektron bleek een zwaarder broertje te hebben.

    Ontdekt in 1936 in Kosmische straling.

    'Who ordered that?' - I. Rabbi

  • Elementaire deeltjesQ

    uark

    sLe

    pto n

    s

    charm

    strange

    elektron

    elektron neutrino

    muon tau-lepton

    muon neutrino tau neutrino

    up

    down

    up

    down

    top

    bottom

    Alle deeltjes experimenteel aangetoondwaarom 3? zijn er meer?

    licht zwaar

  • Anti-materie

    Voorspeld door theorie ontdekt in kosmische straling

  • Het Positron (= anti-electron) voorspeld door theorie (Dirac)! positron ontdekt in kosmische straling (1932)

    Voor elk deeltje met positieve elektrishe lading, is er een identieke partner met negatieve lading... met dezelde natuurwetten!

  • up

    down

    elektron

    Bouwstenen van atomen.

  • Hubble ultra deep fieldeen tienmiljoenste van de hemelelk puntje is een sterrenstelsel

  • Sloan digital sky survey250 miljoen sterrenstelsels

  • geschiedenis van het heelal

  • geschiedenis van het heelal

    oftewel

  • Hubble z'n originele plotje (1929)

    Uitdijend Heelalmodernere versie

  • heet

    gas

    losse

    atoo

    mkern

    en,

    electr

    onen

    , foton

    enlosse

    quark

    son

    beke

    nde

    natuu

    rwett

    en

    vroeger =warmer =hogere energie = kleinere deeltjes

  • heet

    gas

    losse

    atoo

    mkern

    en,

    electr

    onen

    , foton

    enlosse

    quark

    son

    beke

    nde

    natuu

    rwett

    en

    voorspelling 1:nucleosynthese

  • De eertste atoomkernen(minuut 3 – 20)

    start met mengsel protonen & neutronen reken uit wat er gebeurt (kernfysica)

    voorspelling voor hoeveel H, He, D, etc klopt geweldig goed met waarnemingen

    En alle andere elementen dan?

  • heet

    gas

    losse

    atoo

    mkern

    en,

    electr

    onen

    , foton

    enlosse

    quark

    son

    beke

    nde

    natuu

    rwett

    en

    voorspelling 2achtergrondstraling

  • licht (fotonen) wordt tegengehoudendoor vrije electronen

    fotonen hebben zelfde temperatuurals de rest

    voor na

    protonen en elektronen vormenatomen (waterstof). fotonon kunnen ongehinderd doorvliegen.

    380 000 jaar na de big bang

    ... fotonen moeten er nog steeds zijn

  • ontdekt 1964, Nobel prijs 1978

    cobe: nobelprijs 2006

    Microgolf Achtergrond Straling

    Sincds big bang, factor 1000 koudergeworden: microgolf straling.

  • Microgolf Achtergrond Straling

    kleur = miniscule temperatuursvariaties ( 1 op 100.000)

    wmap

  • Microgolf Achtergrond Straling

    kleur = miniscule temperatuursvariaties ( 1 op 100.000)

    wmap

    Details geven enorme hoeveelheidinformatie. Model klopt heel mooi.

    bijvoorbeeld:leeftijd heelal: 13.7 0.1 miljard jaar

  • heet

    gas

    losse

    atoo

    mkern

    en,

    electr

    onen

    , foton

    enlosse

    quark

    son

    beke

    nde

    natuu

    rwett

    en

  • [email protected]

    Een paar kleinde dingetjes.....

  • Zoekplaatje:Vindt de twee grote mysteries

    abel2218

  • Op het niveau van de natuurwetten: symmetrie, bijv:

    In het waarneembare heelal:alleen materie en geen anti-materie

    Levensduur anti-muon: 2.197 microseconde

    Levensduur muon: 2.197 microseconde

    Waar is de anti-materie gebleven?

    Ergens moeten de natuurwetten verschillen voor materie en anti-materieAndes waren wij er niet geweest.

  • Op het niveau van de natuurwetten: symmetrie, bijv:

    In het waarneembare heelal:alleen materie en geen anti-materie

    Levensduur anti-muon: 2.197 microseconde

    Levensduur muon: 2.197 microseconde

    Waar is de anti-materie gebleven?

    Ergens moeten de natuurwetten verschillen voor materie en anti-materieAndes waren wij er niet geweest.

  • Ondertussen in Geneve.....

    LHCb experiment

    Helemaal toegespitst om subtiele verschillen tussen materie en anti-Materie te kunnen detecteren.

  • Ondertussen in Geneve.....

    LHCb experiment

    Helemaal toegespitst om subtiele verschillen tussen materie en anti-Materie te kunnen detecteren.

  • Zoekplaatje:Vindt de twee grote mysteries

    abel2218

  • Donkere Materie

    Gravitational Lenzing: meet de hoveelheid materie door afbuiging van licht.

    80% van alle materie is 'donker'.... we weten niet wat het is

  • Alb

    ert E

    i ns t

    ein

    Energie en massa zijn equivalent

    je kan nieuwe deeltjes maken

  • Alb

    ert E

    i ns t

    ein

    Energie en massa zijn equivalent

    je kan nieuwe deeltjes maken

    Bij LHC: heel veel E (=Mc2)Kan misschien donkere materie (M) deeltjes maken en bestuderen

  • Geen idee

    Laatse 5 jaar: revolutie in Kosmologie

    We hebben al die tijd maar 5% van het heelal bestudeerd

  • Donkere Energie

    Versnelde uitdijing heelal (supernova data) Ontdekt in 1998 met supernova's

    Meeting van helderheiden afstand.

    Nieuwe kracht die het heelal uit elkaar drijft

    Niemand weet wat het is!

    Bevestigd door CMBR & structure formation.

  • De toekomst van het heelal....

    Big crunch

    'stilstand' Versneld

    Het lijkt erop dat: Heelal altijd zal blijven uitdijen 'Big freeze' scenario :-(

  • We leven in een mooie tijd...

    Veel te warm

    Eerste sterrenNog geen zware elementen

    Aarde gevorrmd (4 Miljard yr)

    Geen nieuwe ster-vorming

    Andere sterrenstelsels niet meer zichtbaar

    Mensheid onderzoekt het heelal

  • Einde

    slides bekijken:www.nikhef.nl/~t61/outreach.shtml

    verdere vragen:[email protected]

    http://www.nikhef.nl/~t61/outreach.shtml

    Slide 1Slide 2Slide 3Slide 4Slide 5Slide 6Slide 7Slide 8De Atlas Muon DetectorSlide 10Slide 11Slide 12Slide 13Slide 14Slide 15Slide 16Slide 17Slide 18Slide 19Slide 20Slide 21Slide 22Slide 23Slide 24Slide 25Slide 26Slide 27Slide 28Slide 29Slide 30Slide 31Slide 32Slide 33Slide 34Slide 35Slide 36Slide 37Slide 38Slide 39Slide 40Slide 41Slide 42Slide 43Slide 44Slide 45Slide 46Slide 47Slide 48Slide 49Slide 50Slide 51Slide 52