Tallinna Polütehnikum Large Hadron Collider Referaat Tallinn 2014 Suur Hadronite Põrguti (Large Hadron Collider) on Euroopa Tuumauuringute Keskuse osakestekiirendi Prantsusmaa ja Sveitsi piiril Genfi lähedal. Kiirendi paikneb keskmiselt 100 meetri sügavusel asuvas rõngakujulises umbes 27-kilomeetrise ümbermõõduga tunnelis. See on maailma suurim ja võimsaim kiirendi ning üks suuremaid ja kallimaid inimese loodud rajatisi. Selle peamine ülesanne on tuvastada ülisuure energiani kiirendatud laetud osakeste (prootonite ja raskete ioonide)
organisatsioonidel vaatleja staatus. Ülevaade... CERN koosneb kahest peamisest ja mitmest väiksematest aladest. Esimene peamine ala asub Sveitsi linna Meyrin, teine aga Prantsuse linna Prevesan Moen lähedal. Kiirenduse kompleks asub nii maa peal ( kus asuvad vanad kiirendid Linac ja PS), kui ka maa all, sügavusel umbes 100 m ( kus asuvad palju uuemad kiirendid SPS, LHC) Iga päev CERNis töötab umbes 2500 inimest. Suur Hadronite Põrguti See on maailma suurim ja võimsaim kiirendi ning üks suuremaid ja kallimaid inimese loodud rajatisi. Selle peamine ülesanne on tuvastada ülisuure energiani kiirendatud laetud osakeste (prootonite ja raskete ioonide) kokkupõrkel tekkivaid senitundmatuid osakesi. Kiirendi paikneb keskmiselt 100 meetri sügavusel asuvas rõngakujulises umbes 27kilomeetrise ümbermõõduga tunnelis. Kiirendi otsustati rajada 1994. aastal. Ehitust alustati 1998. aastal
• Ei olnud plahvatus olemasolevas ruumis, vaid mateeria, ruumi ja aja ühinetekkimine algsest singulaarsusest • Suurt Pauku ei saa senituntud füüsikateooriate abil kirjeldada • Väljendi "Suur Pauk" võttis kasutusele Fred Hoyle SUURE PAUGU FAASID 1. Plancki aeg ja Suure Ühenduse periood 2. Inflatsiooniline Universum 1 sek 3. Kvarkide periood 4. Topofaas 5. 4 vastasmõju 6. Hadronite perioodi algus 7. Leptonite perioodi algus 8. Tuumasünteesi algus 9. Kiirgusajastu lõpp/ aineajastu algus 10. Taustkiirguse vabanemine 11. Suuremastaabilise struktuuride moodustumine 12. Galaktikate ja tähtede tekkimine 13. Päikesesüsteemi tekkimine Video ALLIKAD • http://arvamus.postimees.ee/227344/piret-kuusk-millest-koosneb- universum • http://evolutsioon.usk.ee/3.htm • http://et
Ühendriikides juba 1938. aastal Tõsine uurimistöö Külma sõja ajal (vesinikpomm) Aatomid rahu nimel konverents (~1950) Energiabarjääri ületamise meetodid Vajalik on energia, mida saab anda mitmel moel: Tuumade kiirendamine Termotuumareaktsioon Külm tuumaühinemine katalüsaatorite abil Tuumade kiirendamine Aatomituumade kiirendamine elementaarosakeste kiirendis Osake-märklaud Osake-osake CERNis (Euroopa tuumauuringute keskus) Large Hadron Collider (LHC) ehk Suur Hadronite Põrkur (1954) Termotuumareaktsioon Tuumadest koosneva plasma kuumutamine temperatuurini, mille puhul tuumad põrkuvad tänu nende soojusliikumisele Tokamak-reaktsioon Plasma kokkusurumine gravitatsiooni poolt, toimub ainult tähtedes Plahvatuslik kokkusurumine Tokamak-reaktsioon Masin, millega toroidaalse (sõõriku-kujulise) magnetvälja abil sulustada plasmat (Tamm ja Sahharov) Lühend vene keelsest väljendist " " Stellaraatorist eristab pints-efekt Bootstrap-vool
Igale osakeste tüübile vastab ruumis teatud väli. See eksisteerib kõikjal ja alati, ka siis, kui vastavaid osakesi polegi. Millised elementaarosakesed osalevad kõikides vastastikmõjudes? Kõik peale footoni (ei osale nõrgas vastastikmõjus) prooton, elektron, neutron, neutriino ja antineutriino. Millistel elementaarosakestel on sisemine struktuur? Liitosakestel prooton ja naeutron. Kvarkmudel. EO käsitlus (teooria), mille kohaselt hadronid (struktuuriga EO) koosnevad kvarkidest. Hadronite elektrilaeng. Liitosake, mille värvilaeng on neurtaalne.
Sellises probleemses maailmas, on väga inspireeriv vaadata, et inimesed paljudest riikidest töötavad üksmeelselt koos. Ülemaailmne koostöö on olnud oluline, et midagi saavutada. Need füüsikud tulevad enam kui 174st ülikoolist ja laboratooriumist ning kaasavad oma töösse üle 1000 õpilase.Atlas on üks suurimatest koostöö saavutustest, mida on kunagi füüsikateaduses saavutatud. Mis on LHC(Large Hadron Collider)? Suures Hadronite Põrkuris pannakse prootonid kiirendama vastupidises suunas. See on maaalune kiirendiring ümbermõõduga 27km ja asub CERN-i laboratooriumis Genevas, Sveitsis. Kui osakesed põrkuvad Atlase keskel, siis nad toodavad väikeseid ürgenergia tulepalle. LHC taasloob Universumi tekkimise keskkonna, 30 millionit korda sekundis. Varase universumi jäänuseid, mida pole nähtud alates Universumi mahajahtumisest pärast Suurt Pauku 14 miljardit aastat tagasi, purskavad põgusalt ellu uuesti
seega suurima sagedusega ning energiaga elektromagnetiline kiirgus. Gammakiirgus koosneb gammakvantidest ehk suure energiaga (üle 100 keV) footonitest. 10) ÜLESANNE NIHKEREEGLI KOHTA 11) Mis juhtub poolestusajal? Poolestusaeg on aeg, mille jooksul vaadeldavate radioaktiivsete tuumade arv väheneb pooleni esialgses 12) Mille tõttu püsib aatomituum koos? 13) Tuumajõu omadused Tuumajõud mõjuvad ainult hadronite (kvarkidest koosnevate osakeste) vahel. Väga väikeste vahemaade juures on tuumajõud tõukuv. Seetõttu hoiavad nukleonid tuumas teineteisest pisut eemale. 14) Kas radioaktiivne tuum on stabiilne või mitte? 15) Tuumareaktor Reaktsiooni alustamiseks tõstetakse juhtvardad osaliselt aktiivtsoonist välja. Kui on saavutatud planeeritud võimsus, tagatakse k=1-ga, et ahelreaktsioon ei areneks plahvatuseks. Kasutatake teadusuuringutes, laevade
2 Inflatsiooniline universum...................................................................................6 1.3 Kvarkide periood..................................................................................................7 1.4 Topofaas...............................................................................................................7 1.5 Neli vastasmõju....................................................................................................8 1.6 Hadronite perioodi algus......................................................................................8 1.7 Leptonite perioodi algus.......................................................................................8 1.8 Tuumasünteesi algus............................................................................................8 1.9 Kiirguseajastu lõpp ja aineajastu algus................................................................9 1.10 Taustkiirguse vabanemine...........
stringide kvantmehaanikat. See märgib stringiteooria ametlikku sündi. 1971. aasta Supersümmeetria Supersümmeetria leiutati korraga kahes kontekstis: tavalises osakeste välja teoorias ja ka fermionide stringiteooriasse toomise tagajärjena. See tõotab lahendada mitmeid probleeme osakeste teoorias, kuid vajab võrdset arvu fermione ja bosoneid, nii et see ei saa olla täpne looduslik sümmeetria. 1974. aasta Gravitonid Suletud stringe kasutav stringiteooria ei suuda kujutada hadronite füüsikat, sest teise taseme ergastatud spinnil ei ole massi. Viimane teeb selle ideaalseks kandidaadiks seni puudunud kvantgravitatsiooni teooria kohale. See avastus märgib stringiteooria potentsiaalse ühendatud teooriana käsitlemise algust. 1976. aasta Supergravitatsioon Supersümmeetria kombineeritakse gravitatsiooniga, saadakse supergravitatsioon. See progress on eriti tähtis stringiteoorias, kus gravitatsiooni ei saa eraldada ergastusspektrist. 1980. aasta Superstringid
mille olemasolu ennustas esimesena Peter Higgs. See kuulub elementaarosakeste klassi nimega bosonid, mida iseloomustab täisarvuline spinn. Higgsi väli on kvantväli, mille väärtus ei ole null ja mis täidab kogu ruumi. See seletab, miks on sellistel osakestel nagu kvargid ja elektronid mass. Higgsi boson oli kuni 2012. aastani ainuke standardmudeli avastamata osake (graviton ei ole standardmudeli osake). 4. juulil 2012 teatasid Suure Hadronite Põrgutiga töötavad teadlased, et avastasid elementaarosake massiga 125–127 GeV/c2 (gigaelektronvolti), mis tõenäoliselt on Higgsi boson. Liitosakesed - liitosake omab sisemist struktuuri Hadronid Hadronid on tugevale interaktsioonile alluvad kvarkstruktuuriga elementaarosakesed. Hadronid jaotuvad spinnide järgi kahte suurde rühma: poolarvulise spinniga (1/2, 3/2) hadronid on barüonid ja täisarvulise spinniga (0, 1) mesonid. Hadroneid on kahte tüüpi: Barüonid, mis
Keegi ei tea, kuidas nägi universum välja alghetkel või natuke hiljem. Tihedus oli alghetkel 10 94 g/cm3. temperatuur 1032K. Tänapäeva füüsikaseadused algfaasis ei kehtinud. Universumi arengut peale Suurt Pauku on tavaks jagada järgmistesse etappidesse: · Plancki aeg · inflatsiooniline universum · Kvarkide periood · Tropofaas · 4 vastasmõju tekkimine: gravitatsioon, elektromagnetiline vastasmõju, tugev vastasmõju, nõrk vastasmõju. · Hadronite perioodi algus (prootonid, neutronid) · Leptonite perioodi algus · Tuumasünteesi algus · Kiirgusajastu lõpp ja aineajastu algus · Taustkiirguse vabanemine · Suuremate struktuuride tekkimise aeg · Galaktikate ja tähtede tekkimine · Päikesesüsteemi teke. Mis kinnitab Suure Paugu teooriat? · Universum paisub ja jahtub · Reliktkiirguse olemasolu
Tähtede hulka arvatakse ka tuumasünteesi lõpetanud taevakehad (näiteks valged kääbused ja neutrontähed), mis kiirgavad jääksoojuse arvel. Universumi evolutsioon Plancki aeg ja Suure Ühenduse periood Inflatsiooniline Universum Kvarkide periood Topofaas 4 vastasmõju Hadronite perioodi algus Leptonite perioodi algus Tuumasünteesi algus Kiirgusajastu lõpp/ aineajastu algus Taustkiirguse vabanemine Suuremastaabilise struktuuride moodustumine Galaktikate ja tähtede tekkimine Päikesesüsteemi tekkimine
Pärast 1015 s tõusis temperatuur mõningate autorite arvates lühikeseks ajaks nii kõrgele, et kiirgusest sai veel kord tekkida raskeid osakesi. Et aga temperatuur üsna ruttu jälle langes, lagunesid ka need osakesed jälle. Neli vastasmõju Pärast 1012 s oli universum jahtunud 1016 kelvinile. Elektronõrk vastasmõju lagunes nõrgaks ja elektromagnetiliseks vastasmõjuks. Sellega oli algse vastasmõju lagunemine neljaks tuntud fundamentaalseks vastasmõjuks lõpule jõudnud. Hadronite perioodi algus Pärast 106 s oli temperatuur 1013 K. Kvargid ei saanud enam vabade osakestena eksisteerida, vaid ühinesid hadroniteks. Temperatuuri langedes raskemad hadronid lagunesid ning lõpuks jäid üle prootonid ja neutronid ning nende antiosakesed. Prootonite ja neutronite vastastikusel muundumisel tekkis ka suur hulk neutriinosid. Leptonite perioodi algus Pärast 104 s oli temperatuur langenud 1012 kelvinile. Enamik prootoneid ja neutroneid
Ebastabiilsed isotoobid püüdlevad stabiilsuse poole ja lagunevad aja jooksul mõneks stabiilsemaks elemendiks. Elektronkate on aatomi tuuma ümbritsev elektronide pilv. Elektronkate jaguneb elektronkihtideks ja need omakorda alamelektronkihtideks ja orbitaalideks. Keemilised reaktsioonid toimuvad eelkõige valentselektronkihi elektronidega (nn valentselektronidega), mis asuvad aatomi tuumast kõige kaugemal. Tuumajõud mõjuvad ainult hadronite (kvarkidest koosnevate osakeste) vahel. Tuumajõud on laengust sõltumatu. Ta mõjub ühtviisi nii neutronite kui prootonite vahel. Tuumajõud sõltub sellest kas nukleonide spinn on paralleelne või antiparalleelne. Radioaktiivsus, ehk tuumalagunemine on ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneselik lagunemine. Selle protsessiga kaasneb radioaktiivne kiirgus. Samuti nimetatakse radioaktiivsuseks ebastabiilsete elementaarosakeste (nt neutron) lagunemist.
kogemustest tuttavat aegruumi, siis arvati, et ülejäänud 6 või kokku keerdunud. 7 mõõdet on nii pisikeseks kokku keerdunud, et me ei märka neid; meie teadvusse jõuavad vaid suured ja ligikaudu tasased mõõtmed. Siiamaani pole veel tehtud ühtegi vaatlust, mille seletamiseks oleks vajatud lisamõõtmeid. Kuid pole võimatu, et neid täheldatakse Genfi hiidkiirendil suurel hadronite põrkkiirendil ehk kollaideril. Kuid eri mudelite vahel on olemas ootamatud vastavused, mida nimetatakse duaalsusteks. Duaalsused näitavad, et kõik mainitud mudelid on sisuliselt võrdväärsed. Teisisõnu, nad kõik esindavad ühe, M-teooriaks nimetatava teooria eri aspekte. Veel näitavad duaalsused, et kõik viis superstringide teooriat kirjeldavad ühte ja sama füüsikalist pilti ja ühtlasi seda, et nad on füüsikaliselt ekvivalentsed supergravitatsiooniga
Sageli on mõned või koguni kõik p mõõtmed rõngaspinna ehk toorina kokku keerdunud. märka neid; meie teadvusse jõuavad vaid suured ja ligikaudu tasased mõõtmed. Siiamaani pole veel tehtud ühtegi vaatlust, mille seletamiseks oleks vajatud lisamõõtmeid. Kuid pole võimatu, et neid täheldatakse Genfi hiidkiirendil suurel hadronite põrkkiirendil ehk kollaideril. Kuid eri mudelite vahel on olemas ootamatud vastavused, mida nimetatakse duaalsusteks. Duaalsused näitavad, et kõik mainitud mudelid on sisuliselt võrdväärsed. Teisisõnu, nad kõik esindavad ühe, M-teooriaks nimetatava teooria eri aspekte. Veel näitavad duaalsused, et kõik viis superstringide teooriat kirjeldavad ühte ja sama füüsikalist pilti ja ühtlasi seda, et nad on füüsikaliselt ekvivalentsed supergravitatsiooniga
Teine faasisiire 1035 s peale Universumi tekkehetke, osakeste energia väärtusel 1015 GeV ja temperatuuril 1028 K, viis Universumi Suure Ühenduse ajastust elektronõrga mõju ajastusse. Suur ühendinteraktsioon lahknes elektronõrgaks ja tugevaks. Aine esines veel kvark-gluuonplasmana (vabad kvargid). Kolmas faasisiire 1010 s peale Universumi tekkehetke osakeste energia väärtusel 100 GeV ja temperatuuril 1015 K, viis Universumi elektronõrga mõju ajastust hadronite ja leptonite ajastusse. Kvargid hakkasid ühinema hadroniteks (sh. prootoniteks ja neutroniteks) ning jäid neisse vangi, elektronõrk mõju lahknes nõrgaks ja elektromagnetiliseks, tekkisid leptonid (sh. elektronid ja positronid). Neljas faasisiire ca 1 s peale Universumi tekkehetke osakeste kineetilise energia väärtusel 1 MeV ja temperatuuril 1010 K, lõpetas kiirgusdominantse ajastu. Algas footonite ajastu. Elektronid ja positronid
Teine faasisiire 1035 s peale Universumi tekkehetke, osakeste energia väärtusel 1015 GeV ja temperatuuril 1028 K, viis Universumi Suure Ühenduse ajastust elektronõrga mõju ajastusse. Suur ühendinteraktsioon lahknes elektronõrgaks ja tugevaks. Aine esines veel kvark-gluuonplasmana (vabad kvargid). Kolmas faasisiire 1010 s peale Universumi tekkehetke osakeste energia väärtusel 100 GeV ja temperatuuril 1015 K, viis Universumi elektronõrga mõju ajastust hadronite ja leptonite ajastusse. Kvargid hakkasid ühinema hadroniteks (sh. prootoniteks ja neutroniteks) ning jäid neisse vangi, elektronõrk mõju lahknes nõrgaks ja elektromagnetiliseks, tekkisid leptonid (sh. elektronid ja positronid). Neljas faasisiire ca 1 s peale Universumi tekkehetke osakeste kineetilise energia väärtusel 1 MeV ja temperatuuril 1010 K, lõpetas kiirgusdominantse ajastu. Algas footonite ajastu. Elektronid ja positronid
annaabi.ee 
