La fisica delle Particelle... alla scoperta dei costituenti fondamentali della natura Visita delle scuole superiori – Lecce Marzo 3-4 2004.

Presentazione sul tema: "La fisica delle Particelle... alla scoperta dei costituenti fondamentali della natura Visita delle scuole superiori – Lecce Marzo 3-4 2004."— Transcript della presentazione:

1 La fisica delle Particelle... alla scoperta dei costituenti fondamentali della natura Visita delle scuole superiori – Lecce Marzo 3-4 2004

2 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce2/18 Sommario Introduzione »Le particelle elementari »I misteri del 21 0 secolo Il nuovo microscopio dei fisici »Introduzione »Il collisionatore LHC e lesperimento ATLAS »I rivelatori RPC per Atlas costruiti a Lecce

3 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce3/18 Introduzione Le particelle elementari ? 10 -9 m molecola dacqua 10 -10 m atomo di idrogeno 10 -15 m protone < 10 -18 m quark 10 -3 m goccia dacqua elettrone fotone gluone Materia conosciuta Forze conosciute: Elettromagnetica Nucleare forte Nucleare debole neutra Nucleare debole carica

4 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce4/18 Introduzione Le forze fondamentali Elettromagnetica Nucleare forte Nucleare debole

5 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce5/18 La forza di gravita che ruola gioca? Alla ricerca delle supersimmetrie e delle multidimensioni Introduzione I misteri del 21 0 secolo Perche le particelle hanno massa? Alla ricerca del bosone 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. … Di cosa e fatto luniverso? Universo = 4%materia + 73%energia oscura +23%materia oscura Alla ricerca della materia ed energia oscura. Mare di Higgs

6 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce6/18 Sommario Introduzione »Le particelle elementari »I misteri del 21 0 secolo Il nuovo microscopio dei fisici »Introduzione »Il collisionatore LHC e lesperimento ATLAS »I rivelatori RPC per Atlas costruiti a Lecce

7 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce7/18 Il nuovo microscopio Introduzione p Acceleratore di particelle Rivelatore di particelle Quark top = 10 -17 m Energia =10 12 V Luce naturale Microscopio Occhio umano Cellula = 10 -6 m Potere risolutivo = 1/Energia Energia =1V

8 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce8/18 Sommario Introduzione »Le particelle elementari »I misteri del 21 0 secolo Il nuovo microscopio dei fisici »Introduzione »Il collisionatore LHC e lesperimento ATLAS »I rivelatori RPC per Atlas costruiti a Lecce

9 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce9/18 Il nuovo microscopio Lacceleratore LHC Particelle subatomiche (dominavano le fasi iniziali del big-bang) create in laboratorio con gli acceleratori di particelle LHC (2007): collide fasci di protoni accelerati a 7 milamiliardi di Volt.

10 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce10/18 Il nuovo microscopio Lacceleratore LHC Scarica elettrica: estrae elettroni e ioni da materiali isolanti Collisione ad alta energia: materializza particelle dal vuoto I materiali sono costituiti da elettroni e ioni Il vuoto e costituito da particelle virtuali E=mc 2 In entrambi i processi unelevata quantita di energia e liberata in un piccolo spazio

11 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce11/18 Il nuovo microscopio Lapparato sperimentale ATLAS Web Cam pp B muone fotone elettrone adroni

12 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce12/18 Il nuovo microscopio Collaborazione internazionale

13 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce13/18 Il nuovo microscopio - LHC e ATLAS: selezione eventi interessanti 800 milioni di collisioni al secondo. Solo una decina con lampi interessanti. E come cercare un ago in un pagliaio.

14 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce14/18 Il nuovo microscopio - LHC e ATLAS: Calcolatori e programmi Migliaia di calcolatori e di sofisticati programmi analizzano in tempo reale gli eventi: 1)Eventi a bassa energia scambiata sono scartati 2)Eventi ad alta energia scambiata sono salvati per successive analisi. La sezione di Lecce e incaricata dei programmi di ricostruzione dei muoni

15 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce15/18 Sommario Introduzione »Le particelle elementari »I misteri del 21 0 secolo Il nuovo microscopio dei fisici »Introduzione »Il collisionatore LHC e lesperimento ATLAS »I rivelatori RPC per Atlas costruiti a Lecce

16 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce16/18 Il nuovo microscopio Rivelatori RPC( Piatti Piani Resistivi ) Piatti di bachelite Graphite electrodes Entrata Gas Strisce di lettura Uscita Gas Alta tensione Particella ionizzante Una particella ionizzante crea una coppia elettrone-ione nel volume di gas. Lelettrone si muove sotto lazione del campo elettrico e crea una scarica localizzata. La scarica viene rivelata per pick-up elettrico dalle strisce di lettura. x y

17 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce17/18 Il nuovo microscopio Rivelatori RPC( Piatti Piani Resistivi ) La sezione di Lecce sta costruendo i circa 1000 rivelatori RPC necessari allo spettrometro di muoni dell esperimento ATLAS. I rivelatori RPC, prima della spedizione al CERN di Ginevra per essere installati su ATLAS, vengono certificati utilizzando i muoni presenti nei raggi cosmici. Uno sciame provocato da un raggio cosmico primario.

18 Mar 3-4 2004Laboratorio alte energie INFN - Lecce18/18 … per concludere DOMANDA: Cosa e piu eccitante? OPPURE PARTECIPARE ALLAVVENTURA DEL MONDO DELLE PARTICELLE? GUIDARE UNA MACCHINA SPORTIVA