Predavanje održano u Knjaževcu, 29. oktobra 2009

1. LHC
Godinu dana kasnije
Milan Milošević
www.mmilan.com
www.mmilan.com
Knjaževac, 29. 10. 2009

2. Sadržaj:
➢ Struktura materije
➢ Tipovi akceleratora
➢ Akcelerator LHC i detektori
➢ Fizika TeV-a
➢ LHC pre godinu dana
➢ LHC danas
www.mmilan.com

3. Sadržaj:
➢ Struktura materije
➢ Tipovi akceleratora
➢ Akcelerator LHC i detektori
➢ Fizika TeV-a
➢ LHC pre godinu dana
➢ LHC danas
www.mmilan.com

4. Struktura materije
Credits: http://www.ipp.phys.ethz.ch/
www.mmilan.com

5. Čestice i sile
Credits: http://www.ipp.phys.ethz.ch/
www.mmilan.com

6. www.mmilan.com Credits: http://www.particleadventure.org/

7. Ujedinjenje fizike?
www.mmilan.com

8. Sadržaj:
✔ Struktura materije
➢ Tipovi akceleratora
➢ Akcelerator LHC i detektori
➢ Fizika TeV-a
➢ LHC pre godinu dana
➢ LHC danas
www.mmilan.com

9. Na početku beše atom...
Ernest Rutherford
www.mmilan.com

10. Elektrostatički akceleratori
Robert J. Van der Graaf (1901-1967)
Maksimalni potencijal ~ 20MV
www.mmilan.com

11. Linearni akceleratori (1)
www.mmilan.com

12. Linearni akceleratori (2)
Credit: TESLA, Hamburg, Nemačka
http://www.desy.de
www.mmilan.com

13. Ciklotron i sinhrotron
www.mmilan.com

14. Kolajder
www.mmilan.com

15. www.mmilan.com

16. • SAD:
– TEVATRON (Batavia, Illinois)
– SLC (SLAC, Stanford, California)
– RHIC (Brookhaven, NY)
• EVROPA: -
– LEP, SPS, (LHC) (CERN, Geneve)
– HERA (DESY, Hamburg)
• AZIJA:
– TRISTAN (KEK, Tokyo, Japan)
– BEPC (Peking, China)
www.mmilan.com

17. Primena
Izvor: W. Mondelaers JUAS 2004
www.mmilan.com

18. Sadržaj:
✔ Struktura materije
✔ Tipovi akceleratora
➢ Akcelerator LHC i detektori
➢ Fizika TeV-a
➢ LHC pre godinu dana
➢ LHC danas
www.mmilan.com

19. LHC
Large Hadron Collider
www.mmilan.com

20. www.mmilan.com

21. Video: http://www.youtube.com/watch?v=AHT9RTlCqjQ
www.mmilan.com

22. Malo brojeva:
Luminoznost
Sudar Energija
[cm-2 s-1 ]
LEP e+ - e- 200 GeV 1032
LHC p-p 14 TeV 1034
● Temperatura: 1.8K
● Dužina: 27 km
● 1300 magneta (~ 13 metara, ukupno 24 kilometara)
● Struja: 6500 – 9000 A
● Magnetno polje: 8.5 T
www.mmilan.com

23. (C) Maximilien Brice, CERN
www.mmilan.com

24. 1 eV = 1.6 x 10-19 J
1 TeV = 1.6 x 10-19 x 1012 J
= 1.6 x 10-7 J
1/2 m v2 = 1.6 x 10-7 J,
m = 2 x 10-6 kg
v = 0.4 m/s = 1.4 km/h
www.mmilan.com

25. Snop protona
● Svaki snop 2808 rojeva
●
Svaki roj 1.15×1011 protona, dugačak nekoliko
centimetara
● Prečnik nekoliko mm, tačka sudara ~16 mikrometara
● Početna brzina čestica 0.999997828 c
● Dostižu maksimalnu brzinu 0.999999991 c
www.mmilan.com

26. Detektori
● ATLAS (A Toroidal LHC AparaturuS)
● CMS (Compact Muon Solenoid)
● ALICE (A Large Ion Colider)
● LHCb (Large Hadron Collider beauty)
● TOTEM (TOTal Elastic and diffractive
cross section Measurement)
● LHCf (Large Hadron Collider forward)
www.mmilan.com

27. ● Dužina 46m, prečnik
25m.
● Najveći detektor čestica
ikad konstruisan
● Masa: 7000 tones
Credits: http://public.web.cern.ch ● Lokacija: Meyrin,
Switzerland.
ATLAS
www.mmilan.com

28. ATLAS u tri minuta
Video: http://www.youtube.com/watch?v=ckARmttkTS4
www.mmilan.com

29. Postavljanje cevi kroz koju prolazi snop (Maximilien Brice, © CERN)
www.mmilan.com

30. www.mmilan.com ATLAS detector, jul 2007 (Claudia Marcelloni, © CERN)

31. Spuštanje jednog od dva “mala točka”, detkor muona. (Claudia
www.mmilan.com Marcelloni, © CERN)

32. ● Dužina: 21m, prečnik 15m.
● Masa: 12 500 tones
● Lokacija: Cessy, France.
Credits: http://public.web.cern.ch
CMS
www.mmilan.com

33. CMS (Compact Muon Solenoid) experiment Tracker Outer Barrel.
(Maximilien Brice, © CERN)
www.mmilan.com

34. Insertion of the tracker in the heart of the CMS detector.
www.mmilan.com
(Maximilien Brice, © CERN)

35. Detektovanje čestica
http://public.web.cern.ch/PUBLIC/en/Research/Detector-en.html
www.mmilan.com

36. Video: http://www.youtube.com/watch?v=cyILaED5sBE
(deo, ~3. min)
www.mmilan.com

37. ● Dužina: 26m, prečnik
16m
● Masa: 10 000 tona
● Lokacija: St Genis-
Pouilly, France.
● Detektor teških jona
(Pb-Pb sudari)
Credits: http://public.web.cern.ch
● Gustina materije →
“Big Bang”
ALICE
www.mmilan.com

38. ● Dužina: 21m, visina: 10m,
širina 13m
● Masa: 5600 tona
● Lokacija: Ferney-Voltaire,
France
● Narušenje CP simetrije u
sistemima sa b kvarkom
● Objašnjenje odsustva
antimaterije u prirodi
Jedno od osnovnih
LHCb
●
pitanja!
www.mmilan.com

39. TOTEM detector
Dužina: 440 m, prečnik 5 m
Masa: 20 tona
Lokacija: Cessy, France (blizu CMS-a)
Dimenzije protona, merenje luminoznosti, “pomoć” CMS-u, itd
LHCf detector
Dimenzije: dva detektora, dužina 30 cm, visina 80 cm, širina 10 cm
Masa: po 40 kg
Lokacija: Meyrin, Switzerland (blizu ATLAS)
140m ispred i iza ATLAS-a, kalorimetar koji meri energiju kreiranih čestica (pod malim uglom)
www.mmilan.com

40. www.mmilan.com

41. Obrada rezultata
U ovome
•Pretraga: 1 u
1013
•Jedna osoba na
1000 “Zemlji”
Treba pronaći
www.mmilan.com

42. Koliko podataka?
● 40 miliona sudara u sekundi
● 100 značajnih sudara u sekundi
● 1MB podataka po sudaru → “snimanje”
0.1 GB/s
●
1010 zabeleženih sudara godišnje → 10
PB/godišnje
www.mmilan.com

43. Balloon
Gde smestiti podatke
(30 Km)
1 MB CD stack with
Digitalna fotografija 1 year LHC data!
(~ 20 Km)
1GB = 1024MB
DVD film
1TB = 1024GB Concorde
Sva godišnja izdanja (15 Km)
knjiga (u svetu)
1PB = 1024TB
Rezultat LHC-a
1EB = 1024PB
Godišnja “proizvodnja”
informacija na planeti
Mt. Blanc
(4.8 Km)
www.mmilan.com

44. http://gridmap.cern.ch
www.mmilan.com

45. Sadržaj:
✔ Struktura materije
✔ Tipovi akceleratora
✔ Akcelerator LHC i detektori
➢ Fizika TeV-a
➢ LHC pre godinu dana
➢ LHC danas
www.mmilan.com

46. (credit: CERN & Alan Walker/AFP/Getty Images)
www.mmilan.com

47. www.mmilan.com

48. Zadaci:
● Higsova čestica
● Ujedinjenje interakcija
● Supersimetrija
● Antimaterija i narušenje simetrije
● Tamna materija i energija
● Ekstradimenzije
www.mmilan.com

49. Credits: http://www.valdostamuseum.org/hamsmith/cosm.html
www.mmilan.com

50. www.mmilan.com

51. www.mmilan.com

52. Sadržaj:
✔ Struktura materije
✔ Tipovi akceleratora
✔ Akcelerator LHC i detektori
✔ Fizika TeV-a
➢ LHC pre godinu dana
➢ LHC danas
www.mmilan.com

53. Credits: http://lhc-operation.web.cern.ch/
www.mmilan.com

54. www.mmilan.com http://www.newscientist.com/gallery/dn16254-damage-that-derailed-higgs-hunt

55. Sadržaj:
✔ Struktura materije
✔ Tipovi akceleratora
✔ Akcelerator LHC i detektori
✔ Fizika TeV-a
✔ LHC pre godinu dana
➢ LHC danas
www.mmilan.com

56. Popravka (1)
● Zagrejati na sobnu temperaturu
● Popraviti 53 superprovodna magneta
oštećena septembra 2008
● Izbušiti sigurnosne otvore (od 8 inča), na
polovini od 1323 magneta, koji
omogućavaju kontrolu pritiska
● Instalirati sigurnosni sistem 1000 puta
veće osetljivosti
www.mmilan.com

57. Popravka (2)
● Proveriti i popraviti sve kontakte između
magneta
● Ohladiti ponovo ceo sistem na ~1K
● Pojačati struju u magnetima do 6000A
(potrebno nekoliko nedelja)
● Testirati ceo sistem i sistem za
“izbacivanje” protona (za 1/5000 deo sec)
www.mmilan.com

58. 24-25. oktobar 2009
www.mmilan.com http://lhc-commissioning.web.cern.ch/lhc-commissioning/

59. Čemu sve to služi...
Jules Piccard (University of Basel), "Svetu će biti potrebno
1880 godine instalirao je prvu samo pet kompjutera"
telefonsku liniju u gradu, od kuće do
instituta. Ponosno je svoj uspeh Thomas J. Watson, IBM
pokazao kolegama, ali dobio je
odgovor: “Izgleda odlično, ali
sumnjam da će ikada imati
"Kućni računari nisu
praktičnu primenu”.
potrebni"
"640 kB je maksimum Ken Olsen, DEC (nekada
memorije koji će ikada biti vodeći proizvođač
potreban" miniračunara)
Bill Gates, Microsoft
… a još i ne radi?
www.mmilan.com

60. Nema razloga za paniku :)
Video: http://www.youtube.com/watch?v=5qQTeJ1-YT8
www.mmilan.com

61. Pitanja?
● Homepage: http://www.mmilan.com
● E-mail: mm@mmilan.com
● http://www.facebook.com/mmilann
● http://www.facebook.com/univerzum
● http://www.twitter.com/mmilann
● http://www.slideshare.net/mmilan81
Objavljeno pod Creative Commons "Attribution-Noncommercial-Share Alike" 3.0 Licencom, ukoliko nije
drugačije naglašeno. To znači da je sadržaj moguće kopirati, distribuirati i remiksovati sve dok se ne koristi u
komercijalne svrhe i naveden je link ka originalnom izvoru.
www.mmilan.com