LHC: inizio di una nuova era

Presentazione sul tema: "LHC: inizio di una nuova era"— Transcript della presentazione:

1 LHC: inizio di una nuova era
Primo Levi , 19 Aprile 2010 Marco Poli Lener, LNF-INFN

2 L’atomo all’inizio del ‘900
L’atomo di Thompson L’atomo quantistico L’atomo di Rutherford e Bohr Il nucleo oggi La struttura del nucleo

3 e u s c t Il Modello Standard d b m ne n n g g W Z ? Fermioni Bosoni I
elettrone ne e-neutrino d down up u I m muone n m-neutrino s strange c charm II t tau n t-neutrino b bottom top III g gluone Gravità il fantasma dell’opera Quarks g fotone Mediatori di Forze Z bosone W Leptoni Dopo protone, neutrone ed elettrone furono scoperte (nei raggi cosmici) o prodotte (dagli acceleratori) molti altri tipi di particelle; le loro proprieta’ erano tali da poterle organizzare in modo regolare (come Mendeleev aveva fatto per gli atomi) Tale regolarita’ fece pensare alla presenza di costituenti ancora piu’ elementari che vennero cercati e trovati. Questi costituiscono I “mattoni” del Modello Standard delle Particelle” Anche in questo caso, l’esistenza di una regolarita’ (organizzazione di famiglie “uguali” ma via via piu’ pesanti) porta a pensare che esistano costituenti “ancora piu’ fondamentali” che, pur essendo stati cercati agli acceleratori e nell’Universo, per ora non sono stati ancora trovati. Sono escluse dall’attuale MS le interazioni gravitazionali; anche questo e’ un indizio di un “qualcosa di piu’ elementare e generale” da scoprire (ampliamenti del MS, teoria delle stringhe, GUT, etc…) Famiglie di materia Bosone di Higgs ?

4 Mediatori di FORZE COSA TIENE INSIEME UN ATOMO? L’ INTERAZIONE (FORZA)
ELETTROMAGNETICA COSA TIENE INSIEME UN NUCLEO? L’ INTERAZIONE (FORZA) NUCLEARE FORTE COSA FA DECADERE IL NEUTRONE? L’ INTERAZIONE (FORZA) NUCLEARE DEBOLE

5 Un problema aperto energie maggiori  indietro nel tempo Anni 70
Le forze forte, elettromagnetica, debole, e gravitazionale possono essere unificate a grandi energie ? Anni 70 21 secolo energie maggiori  indietro nel tempo

6 La Storia dell’Universo
cosmologia A partire dalle “cose” che ci circondano e vediamo (dunque anche le stelle), l’uomo ha cercato di studiare e capire “l’infinitamente grande” e “l’infinitamente piccolo” L’infnitamente grande permette di studiare l’infinitamente piccolo: andare a studiare oggetti e fenomeni sempre piu’ lontani nel tempo equivale a studiare “ambiti” sempre piu’ piccoli. fisica sub-nucleare fisica nucleare astrofisica chimica biologia

7 Composizione dell'Universo
Non sappiamo di cos'e' fatto 95% dell'Universo

8 Fisica a LHC (1) Cos'è la massa? Sappiamo come misurarla, ma da cosa è determinata? Qual è l'origine della massa? In particolare, esiste il bosone di Higgs?? Perché le particelle elementari presentano masse diverse? In altri termini, le particelle interagiscono con il campo di Higgs? Quali sono le caratteristiche della violazione CP che possono spiegare la asimmetria tra materia e antimateria, cioè la quasi assenza di antimateria nell'universo?

9 Fisica a LHC (2) Sappiamo ora che il 95% della massa dell‘universo non è costituita da materia simile a quella che conosciamo da tempo. Di che si tratta? In altre parole, cosa sono la materia oscura e l'energia oscura? Esistono le particelle supersimmetriche (SUSY)? Esistono le extradimensioni previste da vari modelli emersi dalla teoria delle stringhe? E possiamo "vederle" in qualche modo? Verificare sperimentalmente la teoria delle stringhe?

10 La musica dell'Universo?
Teoria delle Stringhe La musica dell'Universo?

11 diversi stati di oscillazione della stringa  particelle diverse
Le particelle sono veramente puntiformi ? Teoria delle Stringhe ulteriore livello microscopico: particelle non sono puntiformi, ma piccoli (10-33 cm) anelli oscillanti diversi stati di oscillazione della stringa  particelle diverse

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13 Large Hadron Collider

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15 Problemi 19 Settembre

16 Large Hadron Collider

17 P. Campana

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19 P. Campana

20 Large Hadron Collider

21 P. Campana

22 P. Campana

23 P. Campana

24 P. Campana

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26 P. Campana

27 I misteri del 210 secolo Perche’ le particelle
hanno massa? Alla ricerca del bosone di Higgs. Di cosa e’ fatto l’universo? Universo = 4%materia + 73%energia oscura %materia oscura Alla ricerca della materia ed energia oscura. Mare di Higgs Perche’ le particelle compaiono in tre famiglie? Alla ricerca del “sapore” delle particelle. Le particelle note sono veramente elementari? Alla ricerca di nuove particelle sub-sub-atomiche. La forza di gravita’ che ruola gioca? Alla ricerca delle supersimmetrie e delle multidimensioni My talk consist: In an introduction. In a description of the radiation tolerant FPIX chip developed at Fermilab. In a briefly review of radiation effect in CMOS devices with more detailed regarding radiation induced SEE’s. In a look to the experimental setup of 200MeV proton irradiation tests with chip prototypes. In a discussion of the results on … On the impact on the BTeV pixel vertex detector. The conclusions and what next will close the talk. Sarà superato il Modello Standard ?

28 P. Campana