Das Unsichtbare sichtbar, und das Unmögliche möglich machen Die Forschung am

Transkript

1 Das Unsichtbare sichtbar, und das Unmögliche möglich machen Die Forschung am Prof. Günther Dissertori ETH Zürich

2 Big Bang Proton Atom Radius of Earth Earth to Sun Radius of Galaxies Universe cm courtesy : F. Pauss

3 Big Bang Proton Atom Radius of Earth Earth to Sun Radius of Galaxies Universe cm courtesy : F. Pauss

4 Big Bang Proton Atom Radius of Earth Earth to Sun Radius of Galaxies Universe cm courtesy : F. Pauss

5 Big Bang Proton Atom Radius of Earth Earth to Sun Radius of Galaxies Universe Super-Mikroskop cm courtesy : F. Pauss

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8 G. Dissertori ETH Zürich NASA - WMAP

9 13.7 Milliarden Jahre G. Dissertori ETH Zürich NASA - WMAP

10 Grosse offene Fragen 6 courtesy : F. Pauss

11 Grosse offene Fragen Das Universum ganz kurz nach dem Big Bang 6 courtesy : F. Pauss

12 Grosse offene Fragen Das Universum ganz kurz nach dem Big Bang Eigenschaften des neu entdeckten Higgs Boson, weitere neue Teilchen? 6 courtesy : F. Pauss

13 Grosse offene Fragen Das Universum ganz kurz nach dem Big Bang Eigenschaften des neu entdeckten Higgs Boson, weitere neue Teilchen? was ist Dunkle Materie? 6 courtesy : F. Pauss

14 CERN s Mission courtesy : F. Pauss

15 CERN s Mission Verschiebung der Grenzen des Wissen courtesy : F. Pauss

16 CERN s Mission Verschiebung der Grenzen des Wissen Entwicklung neuer Technologien courtesy : F. Pauss

17 CERN s Mission Verschiebung der Grenzen des Wissen Entwicklung neuer Technologien Ausbildung der Wissenschaftler und Ingenieure von morgen courtesy : F. Pauss

18 CERN s Mission Verschiebung der Grenzen des Wissen Entwicklung neuer Technologien Ausbildung der Wissenschaftler und Ingenieure von morgen Menschen zusammenbringen courtesy : F. Pauss

19 Der Large Hadron Collider Eines der grössten, globalen wissenschaft. Projekte aller Zeiten G. Dissertori ETH Zürich 8

20 Der Large Hadron Collider Eines der grössten, globalen wissenschaft. Projekte aller Zeiten G. Dissertori ETH Zürich 8

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24 CMS ATLAS LHCb ALICE

25 CMS ATLAS LHCb ALICE 3 Gb/sec - Datenvolumen pro Jahr ~25 Petabytes

26 CMS ATLAS LHCb ALICE 3 Gb/sec - Datenvolumen pro Jahr ~25 Petabytes

27 Wozu?

28 Beispiel: World Wide Web interes'ng, but vague vor ~25 Jahren entwickelt: nicht vorhersehbar, dass es unsere moderne Kommunikationsgesellschaft revolutionieren würde

29 Wir bestehen aus Teilchen

30 Wir bestehen aus Teilchen Teilchen interagieren mit anderen Teilchen werden absorbiert, streuen, modifizieren die Materie erzeugen messbare Signale

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32 Externe Strahlung (Teilchen), z.b. Röntgenstrahlen, Protonenstrahlen

33 Externe Strahlung (Teilchen), z.b. Röntgenstrahlen, Protonenstrahlen Wechselwirkungen Absorption Energiedeposition Modifikation biologischer Materie

34 Externe Strahlung (Teilchen), z.b. Röntgenstrahlen, Protonenstrahlen externer Detektor Wechselwirkungen Absorption Energiedeposition Modifikation biologischer Materie Bildgebung und Krebstherapie mit externer Strahlung Röntgen, CT, Protontherapie

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36 Injizierter Radiotracer Wechselwirkung Aussendung von Teilchen

37 externer Detektor Injizierter Radiotracer Wechselwirkung Aussendung von Teilchen externer Detektor Bildgebung mit interner Strahlung PET, SPECT (im Prinzip auch fmri)

38 D.h. Ihr nächster Röntgen- Termin ist ein Teilchenphysik- Experiment!

39 D.h. Ihr nächster Röntgen- Termin ist ein Teilchenphysik- Experiment! Beschleuniger Target Teilchen- Strahl Detektoren Daten- Analyse

40 D.h. Ihr nächster Röntgen- Termin ist ein Teilchenphysik- Experiment! Beschleuniger Target Teilchen- Strahl Detektoren Daten- Analyse

41 Hadronen-Therapie Tumor Zielgebiet Parrinello, CERN

42 Hadronen-Therapie Protonen Tumor Zielgebiet Kohlenstoff- Ionen Strahl geladener Hadronen verliert Energie in Materie Parrinello, CERN

43 Hadronen-Therapie Protonen Tumor Zielgebiet Kohlenstoff- Ionen Strahl geladener Hadronen verliert Energie in Materie Parrinello, CERN Gamma- Strahlen Photons Protonen Kohlenstoff Protons GSI

44 Hadronen-Therapie Protonen Tumor Zielgebiet Kohlenstoff- Ionen Strahl geladener Hadronen verliert Energie in Materie Parrinello, CERN Gamma- Strahlen Photons Protonen Kohlenstoff Protons Erste Idee: Wilson, 1946 GSI

45 Detektoren und Messprinzipien: Beispiel Positron- Emissions- Tomographie (PET) z.b. Glukose, markiert mit radioaktivem Element graphics in part from a presentation by D. Townsend, 2014

46 Detektoren und Messprinzipien: Beispiel Positron- Emissions- Tomographie (PET) E = mc 2 Anti- Materie z.b. Glukose, markiert mit radioaktivem Element graphics in part from a presentation by D. Townsend, 2014

47 Detektoren und Messprinzipien: Beispiel Positron- Emissions- Tomographie (PET) E = mc 2 Anti- Materie z.b. Glukose, markiert mit radioaktivem Element PET/MR: Kombination anatomischer und funktionaler/metabolischer Info graphics in part from a presentation by D. Townsend, 2014

48 Fazit Teilchenstrahlen aus Beschleunigern zur Krebstherapie courtesy : F. Pauss

49 Fazit Teilchenstrahlen aus Beschleunigern zur Krebstherapie Teilchendetektor- Technologie für (bio- )medizinische Bildgebung courtesy : F. Pauss

50 Fazit Teilchenstrahlen aus Beschleunigern zur Krebstherapie Teilchendetektor- Technologie für (bio- )medizinische Bildgebung Grid Technologie für medizinische Datenverwaltung und Analyse courtesy : F. Pauss

51 Noch ein paar Gedanken 6

52 Noch ein paar Gedanken mehr Atome in Ihrem kleinen Finger, als Sterne im gesamten Universum 6

53 Noch ein paar Gedanken mehr Atome in Ihrem kleinen Finger, als Sterne im gesamten Universum wir bestehen aus 13 Milliarden Jahren alten Bausteinen 6

54 Noch ein paar Gedanken mehr Atome in Ihrem kleinen Finger, als Sterne im gesamten Universum wir bestehen aus 13 Milliarden Jahren alten Bausteinen wir bestehen aus Sternenstaub 6