Woozo is dat joot, der ELLA

Transkript

1 Deutsches Museum, Bonn den 18. Novem Woozo is dat joot, der ELLA Herbi Dreiner Universität Bonn

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3 ÜBERBLICK Geschichte solcher Maschinen: Prof. Dr. Kar Was genau ist der LHC? Und was, bzw wie, kan messen? Prof. Dr. Vo HIER: Was ist Elementarteilchenphysik? Wieso finden wir es interessant?

4 WARUM BAUEN WIR SO EINE UND TEURE MASCHINE?

5 . Fragen der Kinder Was passiert, wenn ich eine Möhre immer w

6 PRUTSCH!

7 BLICK NACH INNEN: ÜBERRASCHENDE ENTDEC 1896 Bequerel entdeckt Radioaktivität (Uransalze α β γ Strahlen Bestimmte Materialien, die einfach da sitzen, gebe Unbeeinflußt von Außen Unterschiedliches Verhalten beim Durchgang durc Was sind diese Strahlen? Wo kommt die Energie Oder: Watt juckt misch datt denn?

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9 KATHODENSTRAHLE Spannung zwischen zwei Metallplatten in Glaskolb Gas leuchtet diffus...schon im 18. J Auf die Bühne:... Johann Wilhelm Heinrich GEI 1857 Quecksilber Vakuum Pumpe Druck mehr als 1000 Mal kleiner wohl definie

10 KATHODENSTRAHLE Was sind diese Kathodenstrahlen? 1869 Hittorf (Bonn): kommen von Kathode, also d J. J. Thompson zeigt: Geschwindigkeit kleiner als Strahl abgelenkt durch elektrische ( E) und magne Etwas elektrisch geladenes liegt vor

11 KATHODENSTRAHLE Mit gekreuzten E und B Feldern kann man messen Ladung Masse = e m 1897 W. Kaufmann (Berlin) und J.J. Thompson Messungen von e m April, 1897: W. Kaufmann stellt fest, dass e m una

12 Entdeckung des Elektro Geburtsstunde der Elementarteilchenphysik: e m sehr viel größer als bei Wasserstoff (1800 Mal e größer? m kleiner? Beides? April 1897: J.J. Thompson postuliert ein Korpusk 1899 Thompson mißt die Ladung e in dem er in die Spuren zählt, und die Teilchen einsamme mißt.

13 . J.J. Thompson

14 BLICK NACH INNEN: Elektron nach heutiger Auffassung ein Elementart Watt es överhopt en Elementarteilschen? Ein Schritt zurück: Tidenkräfte, Ebbe und Flut

15 Tidenkräfte Abstand Erde-Mond: km Radius Erde: km ( 1.7 % von Abstan Radius Mond: km Anziehungskraft-Unterschied (Mondnahe Seite - M 1/ der normalen Erdanzi Effekt ist so groß, weil das Wasser so leicht beweg

16 WICHTIG Wenn sich ausgedehnte Objekte sind die Kräfte anders als bei p förmigen Objekten.

17 Elementarteilchen Ist das Elektron punktförmig? Oder hat es eine A Elektronen stoßen sich elektrisch ab Schiesse Elektronen aufeinander...so dass sie sich g Falls sie endliche Ausdehnung haben, verhalten punktförmige Teilchen

18 LEP-Beschleuniger Dort haben wir Elektronen und Positronen auf etw gebracht. Verhalten sich wie punktförmige Teilchen! Soweit wir wissen sind Elektronen Elementarteilc

19 Elementarteilchen sind (auch) Licht ist eine Welle, aber besteht auch aus Teilch (Einstein, 1905, siehe später) Elektronen sind Wellen Die maximale Auflösung hängt nicht von den L Sondern von der Wellenlänge Wellenlänge 1 Energie

20 Abriss der Geschichte kleinsten 1909 Rutherford Streuung Atomkern, Proton 1932 Chadwick entdeckt das Neutron 1964 Zweig; Gell-Mann schlagen Quarks vor (The 1969 Experimente am SLAC bestätigen Quarks (Friedmann, Kendall, Taylor) e u d Elektronen Quarks: up & Daraus ist unsere Welt aufgebaut

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22 (Elementar)-Teilchen können

23 Dat Neutrino Wat soll n mir d Niels Bohr: glaubt Energieerhaltung ist verletzt 1930: Wolfgang Pauli postuliert das Neutrino 1956: Cowan & Reines, Direkte Beobachtung des E

24 Elementarteilchen Antitei Zu jedem Teilchen gibt es ein Antiteilchen Notwendigerweise aus (Paul Dirac 1928): Spezielle Relativitäts Theorie Quanten Sind auch alle experimentell beobachtet worden. Positron: 1932, C. Anderson Antiproton: 1955, Segré & Chamberlin Antineutron: 1956, Cook, Lambertson, Picc

25 (Elementar)-Teilchen können erze E = mc 2 [Energie von Elektron] > [Masse M

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27 3 Familien: Quarks und Lep u d c s t b ν e e ν µ µ ν τ τ... immer schwerer...

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29 4 Kräfte zwischen Teilchen/K Gravitation Elektromagnetische Kraft (Gamma Strahlen) Starke Kraft (Alpha Strahlen) Schwache Kraft (Beta Strahlen)

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34 OFFENE FRAGEN im STANDAR Warum ist die elektrische Ladung der Quarks gen Elektrons? Wieso dieses merkwürdie Massenspektrum? Warum 3 Familien? Warum vier Kräfte? Warum 19 freie Parameter? Wieso soviel mehr Materie im Universum? Dunkle Materie?

35 WOHER KOMMT DIE MA HIGGS MECHNISMUS Symmetrien liegen Kräften zu Grunde: SU(3) x SU Explizite Masse bricht Symmetrie führt zu Wi

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39 Zusammenfassun