fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/fec-i_01.pdf · elektricitet magnetizam s...
TRANSCRIPT
![Page 1: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/1.jpg)
Fizika elementarnih čestica UVODNO PREDAVANJE
“Da spoznam, što u samoj srži
Na okupu taj svijet drži” (Goethe)
http://www.phy.pmf.unizg.hr/~picek/fec.html
Fizika realnog svijeta,
§1.1
Identificiranje
elementarnih čestica i
temeljnih sila, §1.2
I. Picek, FEČ, 1997.
(100. godišnjica)
Standard Model of
particle physics, §1.1
Interactions of
particles, §1.2
“dualni udžbenik”
M. Thomson, MPP, 2013
![Page 2: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/3.jpg)
Što je fizika elementarnih čestica?
“Particle physics is a modern name for the long quest to understand the laws of nature” (E.Witten, Split’08)
Postignuće: STANDARDNI MODEL temeljnih čestica i sila
“The Standard MODEL is the most complete mathematical THEORY ever developed” (F.Wilczek)
![Page 4: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/4.jpg)
STANDARDNI MODEL ČESTICA I SILA oslanja se na
6 KVARKOVA i 6 LEPTONA (12
ČESTICA TVARI) 12 PRIJENOSNIKA
SILA NOVOOTKRIVENI
HIGGSOV BOZON (PROBLEM TeV SKALE KAO IZAZOV ZA LHC)
![Page 5: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/6.jpg)
DZ 1.1:Koji dijagrami odgovaraju legitimnim vrhovima SM-a?
![Page 7: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/7.jpg)
DZ 1.2: Opišite ukratko “svoje otkriće” s polustoljetne liste od 21 Nobelovih nagrada vezanih uz standardni model
![Page 8: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/8.jpg)
Novije Nobelove nagrade (opisane u MFL-u)
G.‘t Hooft & M.Veltman 1999. “za rad koji je rasvijetlio kvantnu strukturu elektroslabih međudjelovanja u fizici”; MFL 2/198, 74
R. Davis & M. Koshiba 2002. “za pionirske doprinose astrofizici, posebice za detekciju kozmičkih neutrina”; MFL 3/211, 176
D. Gross, D. Politzer & F. Wilczek 2004. “za otkriće asimptotske slobode u teoriji jakog međudjelovanja”; MFL 2/218, 91 (poster HFD-a)
J. Mather & G. Smoot 2006. “za otkriće da kozmička mikrovalna pozadina ima oblik zračenja crnog tijela, te za otkriće njezine anizotropije; MFL 2/226, 104
![Page 9: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/9.jpg)
Yoichiro Nambu 2008. “za otkriće mehanizma spontanog narušenja simetrije u subatomskoj fizici” & Makoto Kobayashi i Toshihide Maskawa “za otkriće porijekla narušene simetrije koja predviđa postojanje barem triju obitelji kvarkova u prirodi” ; MFL 3/235, 208
Saul Perlmutter, Adam Riess i Brian Schmidt 2011 “za otkriće ubrzanog širenja svemira” ; MFL 2/246, 93
François Englert & Peter W. Higgs 2013. “za teorijsko otkriće mehanizma koji doprinosi našem razumijevanju porijekla masa subatomskih čestica, nedavno potvrđenom otkrićem predviđene fundamentalne čestice, eksperimentima ATLAS i CMS na CERN-ovom velikom hadronskom sudarivaču LHC-u” ; MFL 2/254, 13
![Page 10: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/11.jpg)
Era otkrića elementarnih čestica u kozmičkom zračenju
![Page 12: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/12.jpg)
Eksplozija otkrića čestica
po uvođenju akceleratora
![Page 13: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/13.jpg)
OČUVANE VELIČINE i KLASIFIKACIJA FERMIONA &
![Page 14: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/14.jpg)
KLASIFIKACIJA BOZONA
![Page 15: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/15.jpg)
SLOJEVI MODERNOG DETEKTORA
![Page 16: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/16.jpg)
DETEKCIJA ČESTICA – pljuska sekundarnih čestica u kalorimetru
![Page 17: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/18.jpg)
Gdje je tu elementarnost?
![Page 19: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/19.jpg)
Svođenje na svijet kvarkova i leptona
![Page 20: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/20.jpg)
Temeljne čestice obične tvari
![Page 21: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/21.jpg)
ČAROBNI OKUS u slijedu uspostavljanja simetrije KVARKOVA i LEPTONA
ZEMALJSKA TVAR
ETERIČNA (STRANA)
1937 mion
1947 stranost
ČAROBNI OKUS
(Niu,Mikumo,Maeda’71
-Kobayashi&Maskawa’74)
.. OKUS LJEPOTE ..
![Page 22: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/22.jpg)
Nove
generacije
temeljnih
čestica
![Page 23: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/23.jpg)
Dovođenje na fizikalnu scenu
čestica iščezlih u prvim trenucima
svemira (t-kvark na Fermilabu 1995)
![Page 24: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/24.jpg)
Atomska domena (Bohrov polumjer)
rođenje kvantne fizike (čestica ili val?)
Bohrov polumjer
![Page 25: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/25.jpg)
Kulonski potencijal
od izmjene fotona
![Page 26: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/26.jpg)
Izmjena (loptanje) česticom
Yukawinim prijenosnikom sile
![Page 27: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/27.jpg)
Nukleonsko međudjelovanje
od izmjene mezona (rezidualna jaka sila)
![Page 28: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/28.jpg)
Dva bitna načela: kvantno i relativističko
![Page 29: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/29.jpg)
Prilagodba sustava jedinica
![Page 30: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/30.jpg)
Heavyside-Lorentzove jedinice
![Page 31: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/31.jpg)
Jedinice, koje po Plancku, vrijede “za sve civilizacije i za sva vremena”
![Page 32: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/32.jpg)
Prirodni sustav jedinica
![Page 33: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/33.jpg)
Vježba 1 (FEČ, str. 37)
![Page 34: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/34.jpg)
Zanemariva gravitacija u svijetu elementarnih čestica (FEČ, str. 12)
![Page 35: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/35.jpg)
Vježba 2: Pomoću triju fundamentalnih konstanti (h,c,GN)
izvrijednite Planckovu duljinu, masu i vrijeme (LP,MP,TP )
![Page 36: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/36.jpg)
Razotkrivanje novog, baždarnog načela
Baždarna prethistorija (Boškovićevi
točkasti izvori sila)
Ideal QED-a
EW ujedinjenje kao novi iskorak
QCD kao zasebni sektor SM-a
![Page 37: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Fizika elementarnih čestica - phy.pmf.unizg.hrpicek/FEC-I_01.pdf · Elektricitet Magnetizam S Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton) (J.C. Maxwell, 1860. ) +-N Zemaljska](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081722/5a7cc2197f8b9a2e358cf991/html5/thumbnails/39.jpg)
Elektromagnetizam
Slaba sila
Elektroslaba Intermedijalni bozoni W, Z
(1970.-83. )
g g
n
p
e -
n e
Elektricitet
Magnetizam
Elektromagnetizam Elektromagnetski valovi (foton)
(J.C. Maxwell, 1860. )
+ -
N S
Zemaljska mehanika Univerzalna gravitacija
Inercijalna odn. Gravitacijska
masa
(I. Newton, 1687. )
Nebeska mehanika
Ujedinjenje sila
Ispitivanje sve manjih
dimeznija
UJEDINJENI OPIS ?