Ricerca e scoperte - Esperienza, insegnamento, collaborazione – Tecnologia e innovazione Il laboratorio di fisica delle particelle più grande del mondo.

Presentazione sul tema: "Ricerca e scoperte - Esperienza, insegnamento, collaborazione – Tecnologia e innovazione Il laboratorio di fisica delle particelle più grande del mondo."— Transcript della presentazione:

1 Ricerca e scoperte - Esperienza, insegnamento, collaborazione – Tecnologia e innovazione Il laboratorio di fisica delle particelle più grande del mondo CMS CERN Ferney-Voltaire LHC

2 Per “vedere” la materia

3 servono fasci di luce… Occhi, macchina fotografica Sorgente di luce

4 Al CERN per “vedere” dentro la materia Acceleratori e rivelatori Sorgente di particelle macchina fotografica

5 Il videogioco di oggi: 1.Come funziona il rivelatore? 2.Analizzerete le fotografie di alcune collisioni protone-protone raccolte da CMS per: – Identificare alcune particelle e capire cosa è successo – Conoscere qualcosa sulla struttura del protone dall’analisi di alcuni eventi Al Microcosmo vedremo invece come funziona un acceleratore

6 COSA VEDIAMO NELLA ‘MACCHINA FOTOGRAFICA’ Le particelle ‘stabili’ prodotte nella disintegrazione di particelle ‘instabili’ che possiamo creare nelle collisioni, ad esempio bosoni W+, W-, Z o Higgs: W +     W +  e + + W +  hadrons Ogni particella si allontana dal punto di interazione lasciando un segnale di energia nei rivelatori. I neutrini sono ‘invisibili’: non depositano energia W -   -   W -  e - + W -  hadrons Gli adroni sono fatti di quark: p, n,    , K +, K -,  … Z  e + + e - Z       - H 0  

7

8 UN MUONE

9 UN ELETTRONE

10 UN FOTONE

11 UN ‘ADRONE CARICO’

12 UN ‘ADRONE NEUTRO’

13 Per riconoscere gli eventi: iSpy

14 Un bosone Z che decade in due muoni Caratteristca: due gruppi di signali nei rivelatori esterni (detti rivelatori di muoni)

15 Un bosone W che decade in un muone e in un neutrino (non visto) Caratteristica: segnali nei rivelatori di muoni ed energia mancante nella direzione del neutrino (freccia verde)

16 Misura della carica Curvatura in senso orario = carica positiva

17 Elettroni e muoni (+ neutrini) Un muone (traccia rossa) attraversa tutto CMS e lascia segnali nei rivelatori esterni. L’energia mancante (neutrino) è indicata dalla freccia gialla Un elettrone (traccia gialla) segnali nel calorimetro ECAL. L’energia mancante (neutrino) è indicata dalla freccia gialla

18 Le regole del gioco (metodo scientifico): 1.Fate una previsione per il rapporto di eventi in cui si osserva un W+ e di eventi con un W-, basandovi sulla struttura del protone 2.Classificate eventi W+, W-, Z e contate il numero di eventi W+ e W-, riconoscendo la carica del muone o dell’elettrone 3.Verificate il rapporto e confrontatelo con la previsione

19 1.La previsione I quark di un protone sono “scombussolati” nella collisione e si trasformano in un altro quark emettendo un bosone W up  down : W+ ; down  up : W - Protone: Possibilità di 2 up+ 1 down trasformazione? W+ μ+ Carica = +2/3Carica = -1/3

20 Gioco ideato da David Barney e Marzena Lapka Gruppi di lavoro con: Francesca Cavallari, Pietro Govoni, Arabella Martelli e Andrea Massironi Split into teams – Each team will look at maximum events you can! – Open your Firefox browser with two tabs 1.Event display software http://www18.i2u2.org/elab/cms/event-display 2.Spreadsheet for results http://cern.ch/go/M78V Select the tab “data_16apr” Scroll down to your group number (2 to 11) BUON DIVERTIMENTO!