CERN: Avrupa Nükleer Araştırma Teşkilatı

Transkript

CERN: Avrupa Nükleer Araştırma Teşkilatı
(Conseil) Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire
LHC, Higgs ve ötesi…
\
V. Erkcan Özcan
Binlerce bilim insanının katkılarıyla
1
BİRAZ COĞRAFYA
2
BİRAZ COĞRAFYA
2
CERN
(CONSEIL) ORGANISATION EUROPÉENNE
POUR LA RECHERCHE NUCLÉAIRE
•
İsviçre-Fransa sınırında 10000 nüfuslu bir araştırma laboratuvarı
•
Uluslararası toprak - vergisiz, çalışanlar işleri ile ilgili konularda
diplomatik dokunulmazlık sahibi
•
Adresi: CH-1211 F-01631
•
İki ayrı postane = iki ayrı posta kodu
V. Erkcan Özcan - BOUN
3
CERN nasıl bir yer?
Sıradan güneşli bir
gün. Manzara: Alpler
ve bir süpermıknatıs...
4
Big
European
Bubble
Chamber
Upsilon anıtı
“Modern” sanat eserleri ve
kasabanın su fıskiyesi…
5
Solar Fountain
http://cdsweb.cern.ch/record/1352668/files/CERN-HR-STAFF-STAT-2010.pdf
SAYILARLA CERN
•
~ 2300 daimi çalışan
•
~ 980 sözleşmeli personel
•
> 10000 kullanıcı
•
Bütçe (2011) 1100 MCHF
• Kuruluş: 1954 yılında 12 ülke…
• Günümüzde:
• 20 üye ülke: Almanya, Avusturya, Belçika, Birleşik
Krallık, Bulgaristan, Çek Cumhuriyeti, Danimarka,
Finlandiya, Fransa, Hollanda, İspanya, İsveç, İsviçre,
İtalya, Macaristan, Norveç, Polonya, Portekiz,
Slovakya, Yunanistan.
• 1 yükselme sürecinde üye adayı: Romanya
• Yükselme yolundaki kısmi üyeler: İsrail, Sırbistan,
Güney Kıbrıs (olmak üzere)
• Gözlemci: Amerika Birleşik Devletleri, Hindistan,
Japonya, Rusya Federasyonu, Türkiye, Avrupa
Komisyonu, UNESCO
• Adaylığı kabul edilmiş 2 ülke: Slovenya, Türkiye
6
7
77 tanesi Türkiye üniversitelerinden 101 kullanıcı
7
CERN’ün Amaçları
n
!
n
!
"
Bilginin sınırlarını zorlamak
Evrenin başlangıcı… Madde ve enerji evrenin
başlangıcında nasıldı, nasıl etkileşiyordu?
Hızlandırıcı ve dedektör
teknolojilerinin geliştirilmesi
Bilişim teknolojileri - www ve GRID
Tıp - tanı ve tedavi
n
Yarının bilim insanları ve
mühendislerini yetiştirmek
n
Farklı kültür ve ülkelerden insanları
bir araya getirmek
Türkiye ve CERN / Aralık 2009
8
CERN’ÜN İŞLEVİ
im
Gi
riş
an
ns
Ye
nil
ik
gi
İ
iş
m
tiş
Ye
Bil
Teknoloji
AR-GE
9
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
10
Evrenin Kısa Tarihi
Büyük
Patlama
11
Evrenin Kısa Tarihi
Büyük
Patlama
13.7 Milyar Yıl
1028 cm
11
Bugün
Parçacık fiziği
Nükleer fizik
Katıhal fiziği
Kimya-biyoloji
Küçük
Kozmoloji
Astrofizik
Astronomi
Geofizik
Büyük
Mekanik
12
Büyükten Küçüge
1m
13
1m
1
10 m
13
= 10 cm
-1
10 m
-2
10 m
13
= 1 cm
-2
10 m
-3
10 m
13
= 1 mm
-3
10 m
-4
10 m
13
= 0.1 mm
-4
10 m
10-5 m = 10 μm
13
-5
10 m
10-6 m = 1 μm
13
-6
10 m
10-7 m = 0.1 μm
13
-7
10 m
-8
10 m
13
= 10 nm
-8
10 m
-9
10 m
13
= 1 nm
-9
10 m
-10
10 m
13
= 0.1 nm
-10
10 m
-11
10 m
13
= 10 pm
-11
10 m
-12
10 m
13
= 1 pm
-12
10 m
-13
10 m
13
= 0.1 pm
-13
10 m
-14
10 m
13
= 10 fm
-14
10 m
-15
10 m
13
= 1 fm
-15
10 m
-16
10 m
13
= 0.1 fm
LARGE HADRON COLLIDER
•
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı 1980’lerden beri tasarlanan ve
şu an itibariyle dünyanın en yüksek enerjili parçacık
hızlandırıcısı…
Bazı tasarım parametreleri:
•
Yerin 100m. altında 26.7 km uzunluk
•
9600 süpermıknatıs
•
7+7 TeV’ye kadar proton
çarpışmaları
•
Tasarım parametrelerinin bir
çoğuna beklenenden çabuk ulaşıldı,
hatta bazılarının üstüne çıkıldı.
1984
http://www.izmirmetro.com.tr/files/metro_brosur_ing.pdf
Kendi kendisinin prototipi olan bir makina
14
Large Hadron Collider
26,7 km uzunluğunda bir çember
33000 ton
sıcaklık: 1,9K
iç basınç: 10-13atm
manyetik alan 8,33T
proton-proton çarpışmaları
saniyede 600 milyon çarpışma
proton enerjisi 3.5-7 TeV
15
33000 ton
LHC
sıcaklık: 1,9K
Bolu Dağı Tüneli
manyetik alan 8,33T
SPS
Dünyanın en
büyük makinesi
15
Taksim-4.Levent metro
güzergahının üç katı!
33000 ton
sıcaklık: 1,9K
manyetik alan 8,33T
15
yaklaşık
3,5 Eiffel
kulesi
dünyanın
en büyük
buzdolabı
33000 ton
sıcaklık: 1,9K
manyetik alan 8,33T
−59 °C
saf antifriz donar
−89 °C
Kutuplarda ölcülmüş
en düşük sıcaklık
−183 °C
Oksijen sıvıya döner
−270,5 °C Dış uzayın sıcaklığı
15
−271,3 °C
1,9 K
Güneş
sistemindeki en
boş yer
33000 ton
sıcaklık: 1,9K
manyetik alan 8,33T
15
33000 ton
sıcaklık: 1,9K
manyetik alan 8,33T
saniyede 600 milyon
Dünyanın manyetik
alanının 150 bin katı
Toplam manyetik enerji: 10Gjul
(taaruz hızındaki dolu bir uçak
çarpışma
gemisinin kinetik enerjisi)
15
1 yıllık LHC
verisi (20 km)
33000 ton
sıcaklık: 1,9K
1 yılda çıkan
veriyi CD’lere
yazsak, 20km’lik
bir dağ olurdu…
manyetik alan 8,33T
15
Concorde
(15 Km)
Ağrı dağı
(5.1 Km)
33000 ton
sıcaklık: 1,9K
Çarpışmaların
sıcaklığı:
Güneşin
merkezinden
100 bin kat
fazla…
Protonların hızı:
ışık hızının
%99.999991’i.
manyetik alan 8,33T
(Bolu Dağı tünelini
proton-proton çarpışmaları 0.00001 saniyede
geçebilirler.)
15
33000 ton
sıcaklık: 1,9K
manyetik alan 8,33T
15
LHC ile evrenin tarihindeki hangi
sayfaya bakabiliyoruz?
LHC
16
Hangi Sorulara Cevap Arayabiliyoruz?
excluded area has CL > 0.95
0.7
0.6
0.5
0.4
CKM
md & ms
md
fitter
ICHEP 10
sin 2
K
sol. w/ cos 2 < 0
(excl. at CL > 0.95)
0.3
K
Vub
0.2
Vub
0.1
0.0
-0.4
CMB, büyük ölçekte yapı,
IA tipi süpernovalar, vs.
Evrenimiz:
23% karanlık madde
73% karanlık enerji
-0.2
0.0
0.2
SL
0.4
0.6
0.8
1.0
β-bozunmaları, kaon ve B
mezonlarının bozunmaları
Anti-madde:
Nerede? Neden her
yerde madde var
da antimadde yok?
~4.5% baryonik madde
Yerçekimi:
Neden bu
kadar zayıf?
Neden kuantum
mekaniği ile
uyuşturmak bu
kadar zor?
Maddenin kütle kazanmasını açıklayan mekanizma nedir?
V.E.Özcan
17
Maddenin yeni bir hali olan kuarkgluon plazmanın araştırılması.
0.7
0.6
0.5
0.4
CKM
md & ms
md
fitter
ICHEP 10
sin 2
K
sol. w/ cos 2 < 0
0.3
K
Vub
0.2
Vub
0.1
0.0
-0.4
Evrenimiz:
23% karanlık madde
-0.2
0.0
0.2
SL
0.4
0.6
0.8
1.0
Anti-madde:
Nerede? Neden her
yerde madde var
da antimadde yok?
Yerçekimi:
Neden bu
kadar zayıf?
Neden kuantum
mekaniği ile
uyuşturmak bu
kadar zor?
V.E.Özcan
17
Cevapları Kimler Arıyor?
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda tek değil, altı
deney=dedektör=koleborasyon çalışıyor. Bunlar birinden tamamen
bağımsız. Veriler bağımsız, algıçlar bağımsız, insanlar ve analizler
bağımsız.
18
bağımsız.
CMS
LHCb
ALICE
ATLAS
18
bağımsız.
CMS
LHCb
ALICE
ATLAS
18
0.3
Minimum Bias Stream, Data 2009 ( s=900 GeV)
ATLAS Preliminary
0.25
Armenteros Plot
180
Both tracks: pT > 100 MeV, Si hits > 6
cos( ) > 0.8, flight distance > 0.2 mm
160
T
p+ [GeV]
NELER BULDUK?
140
0.2
120
100
0.15
80
0.1
60
40
0.05
0
-1
20
-0.8 -0.6 -0.4 -0.2
0
0.2
0.4 0.6 0.8 1
+
+
(p - p- )/(p + p )
L
L
L
0
L
2010 ortalarına kadar aldığımız veri ile: 20. yüzyıl parçacık fiziğinin yeniden keşfi.
19
Şimdiye kadar neler çıkmadı?
Grand unification, new bosons, new quarks, extra dimensions, micro-black holes, ...
V.E.Özcan
20
Şimdiye kadar neler çıkmadı?
V.E.Özcan
21
Çıkmayanların haberleri çıktı.
V.E.Özcan
22
Yüzlerce makale ve bildiri.
MAKALELER
•
Binlerce insanın ortak bir amaç için çalışmasının hikayesi…
•
ALICE deneyinin ilk ölçümleri - makalenin ilk üç sayfası yazarların
isimleri…
23
Ne çıktı?
Yeni bir bozon bulduk! Kütlesi
126GeV civarında, yani
protondan yaklaşık 135 kat ağır.
ATLAS ve CMS ayrı ayrı 5σ
sonuç aldı.
En son yeni bir bozon 1983’de
bulunmuştu. CERN’de bulunduğu
için New York Times şöyle yazmış:
‘Europe 3, U.S. Not Even Z-Zero’
1984 Nobel Ödülü!
V.E.Özcan
24
126 = 42 + 42 + 42
life, universe and everything
Pekiyi bu Higgs mi?
Büyük ihtimalle. Standart Model’in beklediği
bölgede ve de onunla uyumlu kanallarda
bulundu.
Ancak nihayi kararı almak için, daha çok
veri alıp bulduğumuz bozonun özelliklerini
ortaya çıkartmalıyız.
SM Higgs’i olsa da olmasa da insanlık için
çok büyük bir buluş.
V.E.Özcan
25
Higgs Alanı
http://www.hep.ucl.ac.uk/~djm/higgsa.html
V.E.Özcan
26
1993’de David Miller’ın analojisi
Higgs Mekanizması
Çok güzel ve basit bir fikir.
SM’de her “hesabın / formülün”
güzel bir simetrisi var. Herşey simetrikken
değişik bozonların (foton, W, Z) kütleleri nasıl
farklı olabiliyor?
Cevap: Kendiliğinden simetri kırılması.
Fikrin babaları: Higgs & Englert, Brout &
Guralnik, Hagen & Kibble (1964-67)
V.E.Özcan
27
Sorular / Efsaneler
Az sonra cevaplarını vermeye çalışacağımız
soruları soran kişi ve kurumlar hayal ürünü
gibi düşünülebilinir. Bu sorular birçok kişi
tarafından dile getiriliyor (olabilir). :)
V.E.Özcan
28
Sorular / Efsaneler
Soruyu soran: Bir elektronik mühendisi
Cevap 1: 1850’de verilmiş.
William Gladstone, dönemin Birleşik Krallık maliye bakanı,
mıknatıs ve kablolarla yapılan araştırmaların pratikte ne işe
yarayacağını Michael Faraday’a sorar.
Faraday: “One day sir, you may tax it”
Belki de şöyle de diyebilirdi: “One day sir, some people
might do PhDs in this topic and become rectors of
universities.”
V.E.Özcan
29
Sorular / Efsaneler
Cevap 2:
Temel bilim sanat gibi insan medeniyetinin
bir parçasıdır, kültürdür, insanı insan
yapandır.
Kültür para için yapılmaz, ama sonradan
epeyce para edebilir!
Uygulamalı bilimler bugünün, temel
bilimlerse yarının teknolojisini geliştirir.
1915: Einstein’ın genel görelilik kuramı
2015: GPS piyasası ~30 milyar dolar
V.E.Özcan
30
Dr. Gachet’in portresi
1897’de 300 frank
1990’da 82.5 milyon $
Sorular / Efsaneler
Soru: Deprem yaratır mı? Dünyayı içine çeker mi? Cinler
alemine kapı açar mı?
Dünyanın en yüksek enerjili protonlarının kinetik enerjisi
vızır vızır uçan bir sivrisineğin enerjisi kadardır.
Tam tersine yerin normal hareketleri deneyler tarafından
izlenir.
LEP’de Ay’ın gelgit etkisi hesaba katıldıktan sonra hala
anlaşılamayan bir etkinin daha sonradan Fransa’daki
hızlı trenin (TGV) geçişinden olduğu anlaşılmıştır.
ATLAS’ın içinde bulunduğu mağara bir hava balonu
gibi yavaş yavaş yükseldiğinden bunun etkisini hesaba
katabilmek için yerleştirilmiş algıçlarla Sumatra’da
olmuş olan deprem ölçülebilmiştir.
V.E.Özcan
31
Sorular / Efsaneler
Soru: Deprem
yaratır mı?
Dünyayı içine
çeker mi? Cinler
alemine kapı açar
mı?
V.E.Özcan
32
Sorular / Efsaneler
Neden yerin yüz metre altında?
Hızlandırıcı çalıştığında manyetik
alan herşeyi çeker mi?
Soruyu soran: Terminatör 3 filmindeki sonunu beğenmeyen ve
yenilmekten hoşlanmayan T-X.
Cevap: Tabii ki hiç bir mühendis manyetik akıyı boşu boşuna
havadan dolaştırmak gibi bir saçmalık yapmaz, hele 27 km
boyundaki bir mıktanıstan söz ediyorsak.
Cevap: Yerin altında olması makine çalışırken ortaya çıkan geçici
radyasyona karşı canlıları güvende tutmaktır. Özellikle 100m
kadar derin olmasının bir sebebiyse fiyattır. Fransa’da toprak belli
bir derinliğin altında devlet malıdır ve o derinliğin altına tünel
kazmak için kimsenin mülkiyetinin kamulaştırılması gerekmez.
V.E.Özcan
33
Sorular / Efsaneler
Cevap 1: CERN nükleer enerji konusunda araştırma
yapmaz.
Cevap 2: Ana konusunda kaydettiği ilerlemelerin listesini
Wikipedia’dan bulabilirsiniz. (Nobel Ödülleri de cabası.)
V.E.Özcan
34
Sorular / Efsaneler
Cevap 3: Dünya genelindeki ekonomik zorluklara rağmen
CERN’ün bütçesi İsviçre frangı bazında son dört senedir
hemen hemen aynı kalmıştır.
Cevap 4: Keşfedilen bozon 1960’larda teorik olarak ortaya
atılmıştır. LHC ve dedektörleri 1980’lerin başından beri
planlanan bir projedir, 90’larda geliştirilmiş, 2000’lerde inşa
edilmiş, 2008’de çalıştırılmış, ve dört sene veri toplamıştır.
Ancak projenin ulaştığı enerji konsantrasyonunun evrenin
başlagıcından hemen sonrasına baktığı düşünülürse, 30
yıl gibi bir süreyi hakikaten evrenin yaşı yanında can
havli diye tanımlamak söz konusu olabilir.
V.E.Özcan
35
http://dg-rpc.web.cern.ch/dg-rpc/Scale/Scale11.pdf
Sorular / Efsaneler
Cevap 5: CERN’ün ana amaçlarından biri hızlandırıcı ve dedektör
teknolojilerini geliştirmek ve bunları endüstriye ulaştırmaktır. Son 50
yılda bu şekilde icat ettiği veya geliştirdiği bazı “şey”ler şunlardır:
Bugün nükleer tıpta doz ayarlamasında kullanılan simülasyon teknik
ve programları. Aynı zamanda havayolları şirketleri tarafından
mürettebatın maruz yüksek irtifada maruz kaldığı radyasyonun
belirlenmesi.
PET - Pozitron Emission Tomography, hadron terapisi
Radyasyona dayanıklı devreler ve materyaller, uzay uygulamaları,
piksel dedektörler (dijital kameralar), vs.
World Wide Web: Yani bugün e-devlet, e-ticaret, google, facebook,
wikipedia, ve hatta her türlü fikri etrafa rahatlıkla dağıtmamızı
sağlayan twitter’ın var olabilmesini sağlayan internetin anayüzü!
V.E.Özcan
www’nin mucidi TimBerners Lee ve CERN’deki
dünyanın ilk web sunucusu
36
CERN TEKNOLOJİ PAYLAŞIMI
•
•
•
2002’den beri devam
eden endüstri ile
ortaklaşa eğitim ve
araştırma programı.
CERN’ün kendi parçacık fiziği dışındaki
alanlara grid teknolojisini götürmek için
parçası olduğu projelerden örnekler:
Karadeniz Havzası’nın
korunması için tetkiki.
Şu anki endüstri
ortakları: HP, Intel,
Oracle, Siemens
Health-e-Child: Avrupa’da entegre bir
pediyatri platformunun kurulması.
Web tabanlı bir arayüzle grid
kullanan yazılım test platformu.
Doğal afetlerden sonra hızlı bir
şekilde uydu bilgisini değerlendirip
kurtarma ekiplerine sağlıklı haritalar
hazırlama projesi.
37
Sorular / Efsaneler
CERN’ün bütçesi çok büyük değil mi? O parayla … da yapabiliriz.
Cevap 1: Büyük / küçük göreceli bir kavram.
CERN bütçesi (1.1B CHF) Avrupa’nın çalışan bilen nüfusunun yılda bir kere
Starbucks’dan kahve içmemesi demek.
Türkiye CERN’e girerse yıllık aidatımız çalışan kişi başına yaklaşık 1 Türk
kahvesi gibi.
Abramovich’in 5 yılda Chelsea F.C.’ye
yaptığı yatırım:
£578 milyon = $1 milyar
Melekler ve Şeytanlar filmi, yapım
bütçesi: $150 milyon; ilk aylık
hasılatı: $440 milyon
Cevap 2: Zaytung...
V.E.Özcan
38
http://zaytung.com/haberdetay.asp?newsid=94709
Sorular / Efsaneler
Antimadde nedir? Sadece CERN’de mi bulunur?
Onunla bomba yapıp Roma’daki bir yerleri patlatabilir miyim?
Soruyu soran: Melekler ve Şeytanlar romanından fanatik suikastçı Hassassin.
Cevap: Antimadde anti-parçacıklardan oluşan maddedir. Anti-parçacıklar
bildiğimiz parçacıkların zıt yüklü ikizleridirler. 1928’de Paul Dirac artı yüklü
elektronlar olabileceğini matematiksel olarak göstermiş, pozitron adı verilen bu
parçacıklar Anderson tarafından 1932’de keşfedilmişlerdir.
CERN’de antimadde ile ilgili önemli araştırmalar yürütülmektedir.
Evrende laboratuvar koşulları dışında neden antimadde gözlemlenemediğini
LHCb deneyi araştırmaktadır.
İlk anti-hidrojen atomu 1995’de CERN’de oluşturulmuştur. Geçtiğimiz yıl
içerisinde 300 kadar anti-hidrojen atomu üretilip 15 dakika kadar bir
tuzakta tutulabilmişlerdir.
Ancak filmdeki gibi pille çalışan küçücük bir kaba koymak imkansızdır. Daha
ötesi istediğiniz gibi çeyrek gram antihidrojen elde etmek için CERN’deki
hızlandırıcıların hiç durmadan 5 milyon yıl çalışması gerekmektedir. Sizi bir
başka sefere bekliyoruz.
V.E.Özcan
39
Sorular / Efsaneler
Melekler ve Şeytanlar kitabından/filminden başka inciler:
CERN direktörü korkulan aksi bir adamdır.
CERN’ün kendine ait süpersonik uçağı vardır.
Binalar Harvard tarzı kırmızı tuğlalarla örülmüştür.
Parçacıklar ışık saçarak uçar ve dedektörlere yandan girerler.
“Antimaddeyi korumak için” geçen insanlara retina kontrolü
yapılır.
Hepsi safsata. LHC’nin yanına inmeden önce
retina ile kimlik kontrolü yapılır. Bu
antimaddeyi değil 27km’lik tünel ve
katedral büyüklüğündeki mağaralarda
insanları kaybetmemek içindir.
V.E.Özcan
40
Sorular / Efsaneler
Deney yapıldı bitti? Başka ne kaldı?
Cevap 1: LHC’nin daha 10 yıl daha çalışması
düşünülüyor. Aralarda durup enerji ve ışınlık
yükseltme işlemleri yapılacak.
Cevap 2: LHC’de daha bir sürü yeni buluşlar
olabilir.
Cevap 3: CERN’de LHC dışında da bir sürü
temel araştırma yürütülüyor, hem de sadece
yeryüzünde değil!
V.E.Özcan
41
Birkaç örnek...
Kozmik Işınlar
LHC’dekinden 1000 kat daha yüksek enerjili
çarpışmalar
Atmosferde yarattıkları parçacık sağanaklarını
inceleyerek bu kozmik ışınların yapıları ve toplam
enerjilerini ölçmek mümkün
Ölçümlerin temel taşı yüksek enerjili
parçacıkların atmosferle nasıl etkileştiğini bilmek.
TOTEM+ATLAS+CMS + LHCf - LHC forward!
V.E.Özcan
42
AMS-02
Alpha muon spectrometer 02
16 ülke, 56 kurum, ~600 fizikçi
Spokesperson: S. Ting, MIT & CERN
UUİ (ISS) üzerinde 1 yıldır veri alıyor.
http://www.ams02.org/partners/participating-institutions/
V.E.Özcan
Konusu: Kara madde, antimadde, strangelet
43
Cosmics Leaving OUtdoor Droplets
V.E.Özcan
44
CERN Axion Solar Telescope
Cenk Yıldız:
Üniversitemizde
doktora
öğrencisi
V.E.Özcan
45
Sorular / Efsaneler
Türkiye’den katılım ne kadar? CERN’de tek
Türk mü var? 3 mü? 65 mi? 100 mü?
Türkiye’nin CERN’de ihalelere girecek
altyapısı var mıdır?
V.E.Özcan
46
TÜRKİYE VE CERN
Volume 80B, number 4,5
PHYSICS LETTERS
15 January 1979
PHYSICS LETTERS
OBSERVATION OF A SECOND CHARMED PARTICLE PRODUCED BY A HIGH ENERGY
NEUTRINO AND DECAYING AFTER A FEW TIMES 10 -13 s
n
n
n
n
Türkiye 1961’den beri CERN
Konseyi’nde Gözlemci
2008: İşbirliği anlaşması
2009: Üyelik başvurusu
2010: Aday ülke
A n k a r a - Brussels- C E R N - OBSERVATION
U.C. D u b l i n - U.C. London
Open University
- P i s a - RPARTICLE
o m a - Torino Collab
oration
OF A- SECOND
CHARMED
PRODUCED
BY A
C. ANGELINI g, P. BAGNAIA
h, G. BARONI
h, J.H.
BARTLEY e,AFTER
G. BERTRAND-COREMANS
NEUTRINO
AND
DECAYING
A FEW TIMES 10b,-13 s
V. BISI l, A. BRESLIN d, E.H.S. BURHOP c,e, F. CARENA c,i, R. CASALI g, G. CIAPETTI h,
A n ke,a rS.a -DIBrusselsR N -F EU.C.
D uc,hb 1,
l i nC.- FRANZINETTI
U.C. London -l, Open University - P i
M. CONVERSI c,h, D.H. DAVIS
L1BERTO C
h,EM.L.
RRER
D. GAMBA l, L. GODFREY e, D. KEANE d, E. LAMANNA h, A. MARZARI l, F. MARZANO h
C.d,ANGELINI
g, PALAZZ1-CERRINA
P. BAGNAIA h, G.e,hBARONI
h, g,J.H.
BARTLEY
V. MOGGI g, A. MONTWILL
A. NAPPI g, C.
2, R PAZZI
S. PETRERA
h, e, G. BERTR
G.M. PIERAZZ1NI g, G. ROMANO
h,
A.
ROMERO
l,
j.
SACTON
b,
R.
SANTONICO
c,h,
R.
SEVER
a,
V. BISI l, A. BRESLIN d, E.H.S. BURHOP c,e, F. CARENA c,i, R. CASALI g, G
F.R. STANNARD f, P TOLUN a, D.N. TOVEE e,c, p. VILAIN b 3, J.H. WICKENS b 4
M. CONVERSI c,h, D.H. DAVIS e, S. DI L1BERTO h, M.L. F E R R E R c,h 1, C.
and G. WILQUET b 3
Volume 84B, number 1
PHYSICS LETTERS
4 June 1979
D. GAMBA l, L. GODFREY e, D. KEANE d, E. LAMANNA h, A. MARZARI l
V.
MOGGI g, A. MONTWILL d, A. NAPPI g, C. PALAZZ1-CERRINA e,h 2, R
Received 19 December 1978
G.M.
PIERAZZ1NI
g, G.
ROMANO
h, A.reaction
ROMERO
l, emulsion
j. SACTON
The production and decay of
a charmed
particle has been
observed
in a v induced
in nuclear
From ab, R. SANTO
kinematical analysis of the decay,
the STANNARD
flight time of the particle
has been determined
be a few times
-13 s.
F.R.
f, P TOLUN
a, D.N. to
TOVEE
e,c, p.I0 VILAIN
b 3, J.H. WICK
and G. WILQUET b 3
ON THE LIFETIME OF CHARGED CHARMED PARTICLES
FIRST DIRECT OBSERVATION OF A CHARMED BARYON DECAY
A n k a r a - B r u s s e l s - C E R N - U . C . D u b l i n - U . C . L o n d o n - O p e n U n i v e r s i t y - P i s a - R o m e - T u r i n Collaboration
C. ANGELINI g, P. BAGNAIA h, G. BARONI h, J.H. BARTLEY e, G. BERTRAND-COREMANS b,
V. BISI i, A. BRESLIN d, E.H.S. BURHOP c,e, F. CARENA c, R. CASALI g, G. CIAPETTI h,
M. CONVERSI c,h, D.H. DAVIS e, S. DI LIBERTO h, M.L. F E R R E R c,h, 1, C. FRANZINETTI i,
D. GAMBA i, L. G O D F R E Y e, D. KEANE d, E. LAMANNA h, A. MARZARI i, F. MARZANO h,
A. MONTWILL d, R. MORGANTI g, A. NAPPI g, C. PALAZZI-CERRINA c, b, 2, R. PAZZI g,
S. P E T R E R A h, G.M. PIERAZZINI g, L. RICCATI i, G . ROMANO h, A. ROMERO i, j . SACTON b,
R. SANTONICO c, h, R. SEVER a, F.R. STANNARD f, P. TOLUN a, D.N. TOVEE c, e, p. VILAIN b, 3,
PHYSICS LETTERS
J.H. WlCKENS b, 4 and G. WlLQUET b, 3
15 January 1979
a Middle East Technical University, Ankara, Turkey
b Inter-University Institute for High Energies, ULB- VUB, Brussels, Belgium
c CERN, Geneva, Switzerland
d University College, Dublin, Ireland:
e University College London, England
OBSERVATION OF A SECOND CHARMED PARTICLE PRODUCED BY A HIGH ENERGY
f Open University, Milton Keynes, England
g Istituto di Fisica dell 'Universit3 di Pisa and Istituto NazionaleNEUTRINO
di Fisica Nucleare,
di Pisa, Italy
ANDSezione
DECAYING
AFTER A FEW TIMES 10 -13 s
h Istituto di Fisica dell'Universit?z di Roma and Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma, Italy
A n k di
a r Fisica
a - BrusselsE R N - diU.C.
D u bItaly
l i n - U.C. London - Open University - P i s a - R o m a - Torino Collab oration
i Istituto di Fisica dell'Universit?z di Torino andlstituto Nazionale
Nucleare, CSezione
Torino,
Türk bilim insanlarının CERN’deki faaliyetleri
Moreover, an event has been observed In a neutrino
The hfetimes of charmed particles have recently
interaction occurring in emulsion which was interpretbeen predicted by Cabibbo and Maiam
[1] to
about
Received
19beDecember
1978
ed as the production and subsequent decay of a charm7 X 10 -13 s. From the failure to resolve two vertices
The production
and decay
of a charmed
particle
been10observed
in a v induced rea
ed particle
with lifetime
a fewhas
times
-13 s [6,7].
in dxmuon events produced by high energy
neutrino
analysis
of the
decay,
flightthetime
of the
determined to b
This
letterthe
reports
finding
of particle
a second has
suchbeen
event
interactions, two bubble chamber kinematical
groups have set
an
in an emulsion stack exposed m front of BEBC to the
upperhmlt for such hfetlmes at about 10 -12 s [2,3].
wide-band neutrino beam at the CERN SPS.
On the other hand, some recent emulsion data on the
Moreover,
an event has b
The
hfetimes
of
charmed
particles
have recently
The experimental
set-up is illustrated
schematically
hadro- and photoproductlon of new particles have
in
fig.
1.
The
stacks
E
made
up
of
pellicles
of
Ilford
interaction occurring in
seemed to indicate lifetimes
around
10 -14 s or
been
predicted
byeven
Cabibbo and Maiam [1] to be about
K5 to
andresolve
G5 emulsion
of thickness 600/am
were
less [4,5]. Such lifetimes are
ed as
thelocated
production and
7 Xscarcely
10 -13reconcilable
s. From the failure
two vertices
m front o f the beam window of BEBC. The chamber
with the theoretical expectations for charmed particles.
ed particle with lifetime
in dxmuon events produced by high energy neutrino
was filled with hquld hydrogen and operated m a 3.5T
This letter reports the fi
a Middle East Techmcal Umverslty,
Ankara
interactions,
two bubble chamber
groups
have set
an
magnetm
field Tracks
of secondary
particles from
b Inter-University Institute for High Energies, ULB-VUB,
in an emulsion
stack exp
upperhmlt for such hfetlmesneutrino
at about
10 -12 soccurmg
[2,3]. in the emulsion
interactions
were
Brussels
wide-band
observed
and measured
in BEBC
the posi-neutrino beam
On the other hand, some recent
emulsion
data on
the to predict
c CERN, Geneva
d Umversity College, Dublin hadro- and photoproductlon tions
of
the
interaction
vertices.
The
distance
Thebetween
experimental set
of new particles have
e University College London, London
the upstream edge of the stacks and the chamber liquid
in fig. 1. The stacks E m
seemed to indicate lifetimes around 10 -14 s or even
f Open University, Milton Keynes
was about 40 cm. A large multiwlre proportional chamg Istituto di Flsica dell'Umversit~
dl
Plsa,
lshtuto
Nazxonale
K5
and G5 emulsion of
less [4,5]. Such lifetimes areber
scarcely
reconcilable
(D) covering
the BEBC entrance window and made
di Flslca Nucleare-sezlone dl Plsa
m front
o f the
the beam win
with
the theoretical
expectations
for charmed
up of three
planes withparticles.
2 mm wire spacing
ensured
h lstltuto dl Flslca dell'Universit~
di Roma,
lstituto Nazlonale
filledsyswith hquld hy
di Flstca Nucleare-sezione dx Roma
correlation of the BEBC and emulsion was
reference
a Middle
EastIstituto
Techmcal
Umverslty,
I lstltuto dI Flslca dell'Umversit~
dl Tormo,
Nazmnale
tems.Ankara
This correlation has been made by
locating
m
magnetm field Tracks o
dI Flsica Nucleare-sezlone dibTormo
Inter-University Institute for High
Energies,
ULB-VUB,
chamber
D as well
as m BEBC 2000 high
energy muons
neutrino
interactions oc
I Now at Laboratorl Nazionah Frascati,
Italia
Brussels
crossing
the
whole
apparatus.
By
this
method,
the posi2 Now at INFN - Mllano, Italia
observed
and measured i
c CERN, Geneva
tion of chamber D, and consequently the emulsion
3 Chercheur qualifi6 FNRS - Belgique
of located
the interaction v
stacks E, m the BEBC reference frame tions
could be
.l Chercheur IISN - Belgique d Umversity College, Dublin
C. ANGELINI g, P. BAGNAIA h, G. BARONI h, J.H. BARTLEY e, G. BERTRAND-COREMANS b,
V. BISI l, A. BRESLIN d, E.H.S. BURHOP c,e, F. CARENA c,i, R. CASALI g, G. CIAPETTI h,
M. CONVERSI c,h, D.H. DAVIS e, S. DI L1BERTO h, M.L. F E R R E R c,h 1, C. FRANZINETTI l,
D. GAMBA
L. GODFREY
e, D. KEANE
d, E.
Two new examples of production by neutrinos and subsequent
decay of l,charged
charmed hadrons
are reported.
To-LAMANNA h, A. MARZARI l, F. MARZANO h
g, A.
d,particles
A. NAPPI
PALAZZ1-CERRINA e,h 2, R PAZZI g, S. PETRERA h,
gether with two similar events reported previously they show V.
thatMOGGI
the lifetime
of MONTWILL
charged charmed
is in g,
theC.neighbourhood of 5 X 10 -13 s, as expected from current theoretical
models.
One of the new
events
is identified
as aROMERO
baryon
G.M.
PIERAZZ1NI
g, G.
ROMANO
h, A.
l, j. SACTON b, R. SANTONICO c,h, R. SEVER a,
A÷c of mass 2.295 +- 0.015 GeV/c 2 which undergoes the decay process A÷c -~ pTr+K- with a proper decay time (7.3 -+0.1)
F.R. STANNARD f, P TOLUN a, D.N. TOVEE e,c, p. VILAIN b 3, J.H. WICKENS b 4
X 10 -13 s.
and G. WILQUET b 3
Received 30 April 1979
n
n
n
Türkiye’de deneysel yüksek enerji fiziği 1966’da
ODTÜ’de başlıyor.
90’larda Boğaziçi ve Çukurova üniversitelerinin de
Chorus ve Charm gibi deneylere katılmasıyla genişliyor.
Şu anda aktif olduğumuz araştırmalara örnekler:
n LHC deneyleri: ATLAS ve CMS
n CERN Axion Solar Telescope
n CLIC hızlandırıcı ArGe
existence19
ofDecember
charmed 1978
baryons remains meagre [5].
As yet, nearly three years after charmed particles
Received
According to current theoretical ideas [6], charmed
were identified in e+e - collisions at SPEAR [1 ], no
The production
and decay
of a charmed
particle
particles
are all expected
to have
lifetimes,
r c, ofhas
thebeen observed in a v induced reaction in nuclear emulsion From a
conclusive measurement of their lifetime has been
kinematical analysis of the decay, the flight time of the particle has been determined to be a few times I0 -13 s.
same order o f magnitude. These can be evaluated on
made, and rather conflicting results have been reported,
the basis o f the elementary quark/~ decay c ~ s + e ÷
in fact, from experiments based on different tech+
v
e
by
substituting
the
mass
m
c
of
the
c-quark
into
Moreover, an event has been observed In a neutrino
niques [ 2 - 4 ] . Also the experimental evidence for the
The hfetimes of charmed particles have recently
the formula
muon and
decay.
One obtains
for about
the ininteraction occurring in emulsion which was interpretbeen predicted
by for
Cabibbo
Maiam
[1] to be
F e = (rnc/rn,)5
(1/r,),
ed as the production and subsequent decay of a charm7 X 10clusive
-13 s. electronic
From the decay
failurerate
to resolve
two vertices
i Now at Laboratori Nazionali INFN, Frascati, Italy.
where m , and r , are the mass and lifetime o f the
ed particle with lifetime a few times 10 -13 s [6,7].
2 Now at Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di in dxmuon events produced by high energy neutrino
muon. Allowing
for chamber
first-ordergroups
gluon have
effects
This letter reports the finding of a second such event
interactions,
two bubble
setand
an the
Milano, Italy.
finitefor
mass
of the
s-quark,
Cabibbo10et
al. shave
recent- in an emulsion stack exposed m front of BEBC to the
3 Chercheur qualifi6 FNRS, Belgium.
upperhmlt
such
hfetlmes
at about
-12
[2,3].
4 Chercheur IISN, Belgium.
obtained
wide-band neutrino beam at the CERN SPS.
On thelyother
hand,[7]some recent emulsion data on the
150
428
47
hadro- and photoproductlon of new particles have
seemed to indicate lifetimes around 10 -14 s or even
less [4,5]. Such lifetimes are scarcely reconcilable
with the theoretical expectations for charmed particles.
a Middle East Techmcal Umverslty, Ankara
b Inter-University Institute for High Energies, ULB-VUB,
Brussels
c CERN, Geneva
d Umversity College, Dublin
g Istituto di Flsica dell'Umversit~ dl Plsa, lshtuto Nazxonale
h lstltuto dl Flslca dell'Universit~ di Roma, lstituto Nazlonale
di Flstca Nucleare-sezione dx Roma
I lstltuto dI Flslca dell'Umversit~ dl Tormo, Istituto Nazmnale
dI Flsica Nucleare-sezlone di Tormo
I Now at Laboratorl Nazionah Frascati, Italia
2 Now at INFN - Mllano, Italia
3 Chercheur qualifi6 FNRS - Belgique
.l Chercheur IISN - Belgique
The experimental set-up is illustrated schematically
in fig. 1. The stacks E made up of pellicles of Ilford
K5 and G5 emulsion of thickness 600/am were located
m front o f the beam window of BEBC. The chamber
was filled with hquld hydrogen and operated m a 3.5T
magnetm field Tracks of secondary particles from
neutrino interactions occurmg in the emulsion were
observed and measured in BEBC to predict the positions of the interaction vertices. The distance between
the upstream edge of the stacks and the chamber liquid
was about 40 cm. A large multiwlre proportional chamber (D) covering the BEBC entrance window and made
up of three planes with 2 mm wire spacing ensured the
correlation of the BEBC and emulsion reference systems. This correlation has been made by locating m
chamber D as well as m BEBC 2000 high energy muons
crossing the whole apparatus. By this method, the position of chamber D, and consequently the emulsion
stacks E, m the BEBC reference frame could be located
428
g Istituto di Flsica dell'Umversit~ dl Plsa, lshtuto Nazxonale
h lstltuto dl Flslca dell'Universit~ di Roma, lstituto Nazlonale
the upstream edge of the
was about 40 cm. A larg
ber (D) covering the BEB
up of three planes with 2
TÜRKİYE VE CERN
CMS:
Çukurova
ODTÜ
Boğaziçi
İTÜ
ATLAS:
Boğaziçi
Ankara
ATLAS ve CMS deneyleri çatısında LHC çalışmalarına katılım
ATLAS Türkiye temsilcisi: Prof. Dr. Metin Arık ve Prof. Dr. Serkant Çetin
CMS Türkiye temsilcisi: Prof. Dr. Erhan Gülmez
48
TÜRKİYE VE CERN
Türkiye sathına yayılmış çalışmalar…
49
Not: CMS’e üye üniversitelere
yakın zamanda İTÜ de katıldı.
TÜRKİYE VE CERN
Hadron kalorimetresi
Dedektör İnşaasına Katkılar
CMS ALTIN ÖDÜLÜ
Hadron kalorimetresine üstün katkılarından
dolayı, EAE Makina Sanayi A.Ş. (İstanbul) ve
Makine Freze Kalıp (Bursa) 2003‘de CMS Altın
Ödülü’ne layık görüldüler.
Dayanaklar
50
Son Söz - Bundan sonra nereye?
V.E.Özcan
51
Maddenin yeni bir hali olan kuarkgluon plazmanın araştırılması.
0.7
0.6
0.5
0.4
CKM
md & ms
md
fitter
ICHEP 10
sin 2
K
sol. w/ cos 2 < 0
0.3
K
Vub
0.2
Vub
0.1
0.0
-0.4
Evrenimiz:
23% karanlık madde
-0.2
0.0
0.2
SL
0.4
0.6
0.8
1.0
Anti-madde:
Nerede? Neden her
yerde madde var
da antimadde yok?
Yerçekimi:
Neden bu
kadar zayıf?
Neden kuantum
mekaniği ile
uyuşturmak bu
kadar zor?
V.E.Özcan
52
SM’den Yanıtlar => Yeni Sorular…
SM’in içinde veya SM’i kullanarak yapılan hesaplara göre:
Doğallık problemi: Higgs bozonunun kütlesi eğer
parametrelerin inanılmaz bir oyunu yoksa sonsuza gidiyor.
SM’de CP kırılmasının miktarı yeterli değil: Neden antimadde
çok az?
SM’de hiç olmayanlar:
3 kuvvetin birleşmesi (GUT).
Ya yerçekimi?
Niye üç aile?
Karanlık enerji?
Bir sürü “giren” parametreler. Neden md>mu? Neden me<mn-mp?
V.E.Özcan
53
SM’den Yanıtlar => Yeni Sorular…
SM’in içinde veya SM’i kullanarak yapılan hesaplara göre:
Doğallık problemi: Higgs bozonunun kütlesi eğer Süpersimetri?
parametrelerin inanılmaz bir oyunu yoksa sonsuza gidiyor.
SM’de CP kırılmasının miktarı yeterli değil: Neden antimadde
çok az?
Acaba CKM üçgeni kapanıyor mu? Yeni
çeşni?
SM’de hiç olmayanlar:
Teknirenk? E6? SUSY?
3 kuvvetin birleşmesi (GUT).
QCD testleri.
Ya yerçekimi? Ek boyutlar? Mikrokaradelikler?
Niye üç aile?
Başka ağır fermiyonlar var mı?
Karanlık enerji?
Higgs bozonunun vakumu?
Bir sürü “giren” parametreler. Neden md>mu? Neden me<mn-mp?
V.E.Özcan
53
Tüm bu parçacıklar temel mi?
İşin fanatik taraftarları için...
LHC ve ATLAS’ın ne yaptığını
24 saat izlemek için:
Actual live events from ATLAS:
http://atlas-live.cern.ch/
Accessible from http://atlas.ch/
LHC’nin ilk sayfası tabir edilen internet sayfası:
http://op-webtools.web.cern.ch/op-webtools/vistar/vistars.php?usr=LHC1
Actually we had a beam dump right
after this screenshot was taken!
Bu sayfada görülenlerin nasıl yorumlanacağı?
http://cdsweb.cern.ch/journal/CERNBulletin/2010/12/News%20Articles/1248907?ln=en
V.E.Özcan
54
Bu yolculukta aslında hep beraberiz.
Bizi izlemeye devam edin!
V.E.Özcan
55
Yedekler
56
CERN HIZLANDIRICILARI
57
KURUCU ÜLKELER
•
CERN kurucusu olan
ülkeler:
•
58
Almanya, Birleşik
Krallık, Belçika,
Danimarka, Fransa,
Hollanda, İsveç,
İsviçre, İtalya,
Norveç,Yugoslavya,
Yunanistan
A WORD ABOUT SAFETY
1.4×1010 eV pp collisions ≃ 1017 eV
fixed-target
•
Total flux/sec of cosmic
rays(E>1017eV) = 2.5×104
•
100 thousand full LHC
experimental programs done only
on Earth in 4.5×109 years…
Relativistic micro blackholes: Need Hawking radiation to be
wrong, CPT to be violated, somehow be produced electrically
neutral and stay so. Even then, rejected by presence of white
dwarfs & neutron stars!
59
Details in J. Ellis et al, arXiv:0806.3414
•
l
e
m
e
T ilim
B
(BEKLENMEDİK) YAN
GETİRİLERE BİR ÖRNEK
zonu
o
b
sZ
a
s
s
a
ri
H
e
l
m
ü
ç
öl
o
insan
yetiştirme
bilimsel
hedef
beklenmedik
çabuk kazanç
ası
r
a
r
a
l
Ulusa liği
işbir
aşılması gereken
teknolojik engeller
ilgi
b
ı
s
a
ar
r
e
l
ü
t
i
ww
enst
w
:
ı
m
ı
paylaş
60
Zaman
i
j
lo
o
n
k
Te
uzun vadedeki
kazanç
ia
d
e
p
i
wik
let
e-dev t
re
a
c
i
t
e
r
nte
i
l
e
s
i
kiş
rı
a
l
a
f
y
a
net s

CERN: Avrupa Nükleer Araştırma Teşkilatı

Transkript

Benzer belgeler

The Holy See

Untitled

HABER - HHB Expo

Hasan Aksaygın Natalie Czech Mariechen Danz

İtalya Etkinlik Takvimi için tıklayınız.