waar is al de antimaterie gebleven?
DESCRIPTION
Waar is al de antimaterie gebleven?. Rob Knegjens. De Large Hadron Collider. Geneve. Wat interessante LHC feiten. Wereld's grootste machine. 27km omtrek 9300 (supergeleide) magneten. Wereld's grootste koeling systeem. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Wat interessante LHC feiten
27km omtrek 9300 (supergeleide) magneten
Wereld's grootste koeling systeem
Wereld's grootste machine
Pre-koeling magneten naar -193.2 C: 10.000 tonne vloeibare stickstof Koeling naar -271.3 C: 120 tonne vloeibare helium
Heetste plek in ons sterrenstelsel Collisie interactie punten 100.000 keer heter dan de kern van de zon 600 million collisies per seconde
periodiek systeemvan Mendeleev
Alles!
Proton
n
P
Neutron
Elektron
Neutron
Wat kun je maken?
De bouwstenen van Materie
periodiek systeemvan Mendeleev
Alles!
Proton
n
P
Neutron
Elektron
Neutron
Wat kun je maken?
De bouwstenen van Materie
Ook de Munsterkerk
Proton (+1)
up
up
down
Neutron (0)
down
down
up
De Elementaire deeltjes
Elektron (-1)
Up (+2/3)
Down (-1/3)
Quarks
Proton (+1)
up
up
down
Neutron (0)
down
down
up
De Elementaire deeltjes
Elektron (-1)
Up (+2/3)
Down (-1/3)
Quarks
Radioactieve beta-verval:
+ + ?elektron (-1)proton (+1)Neutron
Proton (+1)
up
up
down
Neutron (0)
down
down
up
De Elementaire deeltjes
Elektron (-1)
Up (+2/3)
Down (-1/3)
Quarks
Radioactieve beta-verval:
+ + ?elektron (-1)proton (+1)Neutron
Neutrino (0)
Antimaterie
Revoluties begin vorige eeuw:– Relativiteitstheorie
– Quantum Mechanica
Paul Dirac (1928): relativistische quantum theorie!
Anti-materie deeltje:• Zelfde massa• Tegenovergestelde
lading
Voor elk materiedeeltje bestaat een antimateriedeeltje !
Antimaterie
Revoluties begin vorige eeuw:– Relativiteitstheorie
– Quantum Mechanica
Paul Dirac (1928): relativistische quantum theorie!
(iγμ∂μ-m)ψ=0
De anti-deeltjes
Positron (+1)
anti-Up (-2/3)
anti-Down (+1/3)
anti-Quarks
Carl Anderson in 1932(Nobelprijs 1936)
anti-up
anti-up
anti-down
Anti-Proton (-1)
Emilio Segrè and Owen Chamberlain in 1955(Nobelprijs 1959)
Instabiele deeltjes
Up
anti-Down
Pion Up
?Kaon
Mesonen:
En nog veel meer intsabiele deeltjes:Ω, ω, f, ρ, η, Σ, Λ, μ, ...
Lading
+2/3 e
-1/3 e
-1 e
0 e
quark
sle
pto
ne
n
(1956)
u
d
I
e
e
(1895)
t
b
III
(1973)
(2000)
(1978)
(1995)
c
s
II
(1936)
(1963)
(1947)
(1976)
Niet één serie, maar drie!
Materie
De elementaire deeltjes
De elementaire deeltjes
-2/3 e
+1/3 e
+1 e
0 e
u
d
c
s
t
b
e
e
Anti-materie
Lading IIII IILading
+2/3 e
-1/3 e
-1 e
0 e
quark
s
lepto
ne
n
Materie
(1956)
u
d
I
e
e
(1895)
t
b
III
(1973)
(2000)
(1978)
(1995)
c
s
II
(1936)
(1963)
(1947)
(1976)
(1932)
Hoe maak je anti-materie??
e+ e-
Albert Einstein: E=mc2
materie + antimaterie = licht !
(en vice versa)
e+ e-
u
u
Pion
_
Fact en Fictie…
Citaten‘Door deeltjes te laten botsen, kunnen we de bouwstenen van het heelal leren kennen.’
‘Het is de energiebron van de toekomst. Duizendmaal zo krachtig als kernenergie.’
niet waarniet waar
Is een antimaterie bomb mogelijk?Totaal productie van CERN: 10 nano gram 4 uur:
Heeft de natuur een voorkeur?
Andrei Sakharov (1921-1989)
“Sakharov Voorwaarden”
Asymmetrie in interacties van materie en antimaterie
Oerknal
tijd
+1Heelal
Zien wij zo'n asymmetrie?
Elektromagnetische Kracht
Sterke Kracht
Zwakke Kracht
Zwaartekracht
Nee
Nee
Nee
Ja!
De Zwakke Kracht
quark
s
u
d
I
t
b
III
c
s
IIQuarks kunnen van type veranderen
Asymmetrie:
ub ≠ ub_ _
Materie Anti-materie
Meson verval
In de praktijk: hoe vervallen Mesonen:
Asymmetrie:
≠
Materie Anti-materie
s_d ππ
Kaon
sd ππ
anti-Kaon
_
Asymmetrie in Kaon systeem: James Cronin and Val Fitch in 1964(Nobelprijs 1980)
Maar wij zien nog heel weinig asymmetrie...
Met huidige asymmetrie: netto een sterrenstelsel van Materie
De Realiteit in zichtbare heelal:
Materie sterrenstelsels: 170 miljard
Anti-materie sterrenstelsels: 0 ?
Zoektocht naar meer asymmetrie
bs_
B Mesonen
Gebruik zwaardere Mesonen!
Nodig: deeltjesversneller met hoge energie!
Albert Einstein: E=mc2
Proton Proton
B mesonanti-B meson
energie elektronen en fotonen
Muon detector
energie quark-deeltjes
positie en impuls geladen deeltjes
Magneet
Pion/Kaon onderschijden
mens
het grootste fototoestel op aarde
energie elektronen en fotonen
energie quark-deeltjes
positie en impuls geladen deeltjes
magneetmuon detector
magneet
Gravitationele lens
Donkere materie
Donkere materie is “doorgeschoten”: te zien met gravit. lens
Normale materie is “afgeremd”: te zien met X-rays
Botsende melkwegstelsels
Nobelprijs voor Kobayashi & Maskawa
• KM voorspelden in 1972 de 3de generatie quarks om kleine verschillen in materie en anti-materie te verklaren
Toshihide Maskawa Makoto Kobayashi
Verschil materie, anti-materie: Nobelprijs 2008
b
s
s
b
“Box” diagram: ΔB=2
b s
μ
μ
“Penguin” diagram: ΔB=1
Pech: 19 september
Sector 34
Test magneten op volle krachtKortsluiting tussen 2 magneten
Groot helium lek.Meerdere magneten zijngerepareerd