CERN-Masterclass Hands on Particle Physics : Tagesprogramm

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1 CERN-Masterclass Hands on Particle Physics : Tagesprogramm 10.00: Begrüßung : Vorträge (HS 1 201, NEW 15) 10.30: Ein Universum voller Teilchen (M. zur Nedden) Einführung in die Teilchenphysik 11.45: Das Unsichtbare sichtbar machen (U. Schwanke) Detektoren und Wechselwirkung von Teilchen mit Materie : Mittagessen (Oase) : PC-Übung (im Schrödinger - Zentrum) : Pause : Vorträge: Elementarteilchenphysik in Berlin und Brandenburg Von Berlin nach Genf, Afrika und zum Südpol : Europaweite Videokonferenz (Schüler) (Schrödinger-Zentrum) bzw. Diskussion über Teilchenphysik an der Schule 18.00: Ende Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

2 Personen Adelheid Sommer, DESY Zeuthen Dr. Martin zur Nedden, HU Berlin Dr. Ullrich Schwanke, HU Berlin Dr. Oliver Kind, HU Berlin Ruth Herberg, Michelangelo Giorgi, Rocco Mandrysch, Holger Schulz, Jan Taudin und Andreas Hartmetz (all HU Berlin) Veronika Fetting, HU Berlin Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

3 Ein Universum voller Teilchen Einführung in die Elementarteilchenphysik Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

4 Rutherfords Atommodell m 10-8 m Kern : Atom = 1 : das Atom ist (fast) leer! Und das Atom ist nicht unteilbar es besteht aus Elektronen und dem Kern Sind diese wiederum fundamental? Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

5 Der Aufbau der Materie 1/ /10 1/ /10 1/1.000 ~ 0,01 m Kristall 10-9 m Molekül m Atom m Atomkern m Proton <10-18 m Quark, Elektron Stecknadelkopf: 10-3 m = 0,001m Elektron, Quark: <10-18 m = 0, m Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

6 Streuversuche: Unsichtbares Sichtbar machen E.Rutherford: Struktur der Atome durch Streuversuche Goldatome in einer Folie Rutherford Applet Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

7 Experimente mit Teilchenstrahlen Teilchenstrahlen höchster Energie notwendig, denn mit steigender Energie E (bzw. Impuls p) der Projektile steigt die Fähigkeit, kleine Strukturen Δx zu erkennen Δx Δp = ħ (Heisenberg) die Fähigkeit, neue schwere Teilchen zu erzeugen E = mc 2 (Einstein) Streuexperimente: Kollision von Teilchenstrahlen mit Materie Kollision von zwei Teilchenstrahlen Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

8 Teilchen als Kraftvermittler p n n n pn p n p p n n n p p p p p n Austauschteilchen sind die Quanten der Kraftfelder Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

9 Wie sieht man Quarks? Quarks im Proton Quark-Jet Elektron γ/ζ Proton Proton-Elektron Kollisionen bei HERA (DESY): Schwerpunktsenergie von 320 GeV entspricht einer Ortsauflösung von m Elektron Quark-Jet Elektron H1-Detektor Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

10 Erzeugung von Quarks und Antiquarks aus Energie man sieht Bündel neuer Teilchen Warum sieht man keine einzelen Quarks? Jet quark e + e Jet antiquark Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

11 Die starke Kraft: Quantenchromodynamik Quarks erscheinen nur im Verband (Bsp Proton = uud>, Neutron = ddu>) Quarks erscheinen frei beweglich im Verband Eigenschaft der starken Kraft: - die notwendige Energie zum separieren von Quarks wächst mit dem Abstand (Analogie: Federkraft) - Gluonen tragen Farbladung und koppeln aneinander - Quarks sind eingesperrt, es gibt nur farbneutrale Objekte Grund: 3 Ladungen: rot, grün, blau Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

12 Bausteine der Materie: Quarks und Leptonen Stabile Materie: up- und down-quark, Elektronen LADUNG Strukturlose, fundamentale Teilchen: Alle Leptonen 0 Teilchen mit innerer Struktur: Proton, Neutron,. aufgebaut aus Quarks -1 +2/3-1/3 Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

13 Systematik in der Welt der Teilchen Systematik Symmetrien 3 Familien von Quarks und Leptonen Brauchen nur 1. Familie für die stabile Materie: Proton= uud>, Neutron= udd>, Elektron = e + Kraftteilchen γ, W ±, Z 0, 8 Gluonen, Graviton Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

14 Materie und Antimaterie Entdeckung des Positrons = Antielektron Symmetrie der Materie und Antimaterie: Teilchen mit gleicher Masse, aber umgekehrte Ladungen Teilchen-Antiteilchen entstehen als Paar aus Energie und vernichten sich als Paar Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

15 Vom Beschleuniger zum Collider Ein Beschleuniger lenkt einen Strahl von beschleunigten Teilchen auf ein festes Ziel. Collider zwei kombinierte Beschleuniger: Zwei Teilchenstrahlen werden beschleunigt und zur Kollision gebracht: Größere Enerergien werden erreicht Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

16 Nützliche Einheiten für Teilchen Größe: 1 fm = 1 Femtometer ( Fermi ) = m (1 µm = fm) Energie: 1 ElektronVolt = 1eV 1 KiloElektronVolt = 1 kev = 1000 ev 1 MegaElektronVolt = 1 MeV = ev 1 GigaElektronVolt = 1 GeV = ev 1 GeV: viel für ein Teilchen, aber makroskopisch winzig: könnte Taschenlampe (1,6 Watt) für ganze 0, Sekunden zum Leuchten bringen Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

17 Arten von Collidern Elektron-Positron-Collider: Präzisionsmessungen LEP, CERN in Genf bis 2000 (bis 105 GeV pro Strahl) ILC (International Linear Collider) ab 2015(?) Elektron-Proton-Collider: Substrukturmessungen HERA, DESY in Hamburg, bis 2007 (e: 30 GeV, p: 920 GeV) Hadron-Hadron-Collider: Enteckungsmaschienen TEVATRON, FERMILAB in Chicago, bis 2009 (900 GeV pro Strahl) LHC, CERN in Genf (Large Hadron Collider, Proton-Proton) ab 2008 (7000 GeV pro Strahl) Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

18 Die Schwache Wechselwirkung 1. Zerfall eines freien Neutrons: Schwache Wechselwirkung! 2. Nähere Untersuchung an Beschleunigern Quark-Umwandlungsprozess! Entdeckung des Austauschteilchens! Beobachtung von Neutralen Strömen: 3. Genaue Untersuchung der neutralen Ströme f: Fermion Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

19 Das Z-Boson eins der drei Botenteilchen (Austauschteilchen) der schwachen Wechselwirkung elektrisch neutral Zerfällt in Fermionen : Quark-Antiquark-Paare (im Detektor als zwei Jets sichtbar) Lepton-Antilepton-Paare: Neutrino-Antineutrino-Paare: unbekannte Teilchen? Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

20 Erzeugung von Z-Bosonen am Beschleuniger Z 0 -Boson: grosse Masse, resonatne Erzeugung, wenn die Energie gleich der Masse ist Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

21 Zerfallskanäle des Z-Bosons f: Fermion Vorhersage der Theorie: Zerfallswahrscheinlickeit für alle drei Leptonen gleich Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

22 Die Zerfälle des Z-Bosons Was ist eine Zerfallsbreite? Heisenberg'sche Unschärferelation: Masse und Energie sind äquivalent jedes instabile Teilchen hat eine Energieunschärfe, die sich als Massenunschärfe bemerkbar macht Beispiel: W-Boson Punkte: Daten farbige Flächen: theoretische Modelle Z-Boson: Zerfallsbreite 2.5 GeV Lebensdauer s Breite Masse Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

23 Die Zerfälle des Z-Bosons Zerfallsbreite Neues? Messungen: Auszählen der Zerfallsarten: Wieviele Ereignisse in jedem Zerfallskanal? Stimmen die vorhergesagten Verhältnisse? Vergleich mit der Zerfallsbreite: Wieviele Sorten Neutrinos gibt es? Gibt es noch andere (vorher nicht entdeckte) Teilchen, die leichter als die halbe Z-Masse sind? Verifikation der Vorhersagen der Theorie: Zerfall in Leptonen gleich wahrscheinlich ( Leptonuniversalität = Myonen und Taus verhalten sich wie Elektronen) Zerfall in Quarks viel wahrscheinlicher als Zerfall in geladene Leptonen Summe aller Zerfälle ergibt Zerfallsbreite Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

24 Die Vereinheitlichung der Kräfte Big Bang s s GeV GeV 100 GeV s Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

25 Messung der Vereinheitlichung Messsung bei HERA am DESY Hamburg Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

26 Messung der Elektroschwachen Vereinheitlichung Neutraler Strom: EM oder schwache Wechselwirkung Geladener Strom: Nur schwache WW Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

27 Übersicht Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

28 Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

29 Wozu Beschleuniger und Detektoren? Materie um uns herum ist aus Teilchen der ersten Generation/Familie aufgebaut: Protonen, Neutronen, Elektronen, Elektron-Neutrinos alle anderen Teilchen müssen produziert werden : benötige Energie, um die Massen zu erzeugen hochenergetische Beschleuniger notwendig Teilchen sollen nachgewiesen werden: Detektoren (Vortrag U. Schwanke) Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

30 Warum hohe Energien? Energie = Kraft Weg Energie = Masse c 2 1 Elektronenvolt = Energie eines Elektrons nach Durchlaufen einer Spannung 1 Volt Energie: - Abtasten von Strukturen - Aufbrechen von Strukturen - Erzeugung von neuer Materie: E=mc 2 Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

31 Mit einem elektrischen Feld! Wie beschleunigt man ein Teilchen? Dies ist nur möglich mit elektrisch geladenen Teilchen! Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

32 Wie lenkt man ein Teilchen? Mit einem Magnetfeld! Teilchenbahn sehr starke Magnetfelder notwendig: hoher Stromverbrauch nur möglich mit supraleitenden Magneten magnetisches Feld Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

33 Der Fernseher ein kleiner Beschleuniger Energie der Elektronen: ca Elektronenvolt (ev) (d.h. Elektronen werden mit Volt Spannung beschleunigt) Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

34 Mikroskope der Teilchenphysik: Beschleuniger Haben Sie auch daheim! Funktionsprinzip: Simulation Linearbeschleuniger: Fermilab, Chicago (in Betrieb) DESY, Hamburg (in Planung) Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

35 Verschiedene Arten von Beschleunigern Simulation Linearbeschleuniger: Speicherring: Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

36 LEP: Der Large Electron Positron Collider Opal Delphi L3 Aleph Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

37 LHC am CERN Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

38 Blick in den LEP-Tunnel LEP-Tunnel: Umfang von 27 km Wenige Zugänge: lange Transportwege Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

39 LEP: Magnete und Beschleuniger Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

40 Beschleuniger-Systeme am CERN Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

41 Neue Teilchen enstehen... Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

42 ... und sollen nachgewiesen werden! Wie kann man unsichtbare Teilchen überhaupt sehen???? Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

43 Teilchenphysik in Berlin/Brandenburg Experimente an Beschleunigern: DESY Hamburg: Experiment ZEUS am ep-speicherring HERA (bis 2007) CERN in Genf Experiment ATLAS am pp-speicherring LHC Enge Zusammenarbeit mit DESY Zeuthen Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

44 Teilchenphysik in Berlin/Brandenburg Experimente der Astroteilchenphysik: Hochenergetische Gamma-Strahlung Experiment H.E.S.S. In Namibia Neutrino-Astrophysik Experiment Amanda/Ice Cube am Südpool Enge Zusammenarbeit mit DESY Zeuthen Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

45 Offene Fragen Das Standard-Modell der Teilchenphysik hat bis jetzt allen experimentellen Tests standgehalten. Dennoch ist vieles unverstanden: Woher kommt die Masse (Higgs-Teilchen)? Gibt es eine fundamentale Kraft? Welche Symmetrie liegt unserer Welt zugrunde? Gibt es zusätzliche Dimensionen? Kennen wir alle Teilchen (Supersymmetrie)? Um Neues zu entdecken, muss man neue Dinge tun: Der Large Hadron Collider (Proton-Proton) mit den Experimenten ATLAS und CMS am Europäischen Forschungszentrum CERN in Genf Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

46 Ursprung der Masse: Higgs-Teilchen Hatten gesehen: perfekte Symmetrie ohne Masse Kräfte beschreibbar durch Eichtheorien: Forderung: Austauschteilchen müßen masselos sein Erfüllt für Photon und Gluon, Aber nicht für W- und Z-Bosonen Konsequenz: Symmetrie muss gebrochen sein Symmetriebrechung erzeugt neues, massives Feld: Higgs-Feld Konsequenz der Symmetrie-Brechung: W- und Z-Bosonen werden massiv Erzeugung von Massen durch Kopplung an das Higgs-Feld Teil des Standard-Modelles, noch nicht entdeckt Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

47 Erweiterung des Standard-Modelles Super-Symmetrie Fermion electron quark photon Boson Boson selectron photino Fermion squark Super-Symmetrie vereinigt Bosonen mit Fermionen Kraft mit Materie Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

48 Supersymmetrie Vereinigt die Grundkräfte und liefert M X ~ GeV τ p ~ a einen Vereinigungs-Punkt bei M X = GeV! Proton-Lebensdauer > expt. Grenze leichtestes SUSY-Teilchen Dunkle Materie im Universum! beseitigt mathemat. Inkonsistenzen M X ~ GeV τ p ~ a in der Theorie m Pl Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

49 Wozu den LHC? Steigerung der Schwerpunktsenergie (Energie, die zur Erzeugung neuer Teilchen zur Verfügung steht) von 1800 GeV auf GeV Erlaubt die Entdeckung neuer Teilchen sowie den Zugang in bislang unerforschte Bereiche im Standard Modell der Teilchenphysik: Higgs (Standard Modell) Supersymmetrische Teilchen (Erweiterung des Standardmodelles) Enorme Steigerung der Luminosität (ein Maß für die Rate der Teilchenkollisionen) um einen Faktor 100 Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

50 Herausforderungen beim LHC Strahlen enthalten viele Protonen bei sehr hoher Energie: extrem gute Kontrolle notwendig Magnete: sehr große Felder (9 Tesla) notwendig: Supraleitung! LEP-Tunnel: kompakte Bauweise komplett neues Design! Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

51 Das Forschungszentrum CERN in Genf Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

52 Die Magnete des LHC 8.4 Tesla Erstes komplettes LHC Element (~ 120 m ) : 6 Diople + 4 Quadrupole Erfolgreicher Test bei voller Leistung (12 ka) Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

53 Installation des LHC Magnete werden - abgesenkt - transportiert - verbunden Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

54 Tests der Dipole im Tunnel Installationsrate: Max. 20 Dipole pro Woche Installation Abgeschlossen zu Beginn Erfolgreiche Hoschstromtests - Unfall bei einer Verbindung im September 2008 Dipol-Verbindungen Dipole installation in the tunnel Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

55 ATLAS: weltweite Kollaboration (Status Oktober 2005) 34 Länder 153 Institute 1650 Wissenschaftler (1330 mit PhD) Neue Mitglieder 2005: UN La Plata, U Buenos Aires (Argentina) TU Dresden, U Giessen (Germany) U Oregon, U Oklahoma (USA) Neue Mitglieder seit 2006: Humboldt-Univesität zu Berlin, DESY, SLAC, New York U (USA) Albany, Alberta, NIKHEF Amsterdam, Ankara, LAPP Annecy, Argonne NL, Arizona, UT Arlington, Athens, NTU Athens, Baku, IFAE Barcelona, Belgrade, Bergen, Berkeley LBL and UC, Bern, Birmingham, Bologna, Bonn, Boston, Brandeis, Bratislava/SAS Kosice, Brookhaven NL, Bucharest, Cambridge, Carleton, Casablanca/Rabat, CERN, Chinese Cluster, Chicago, Clermont-Ferrand, Columbia, NBI Copenhagen, Cosenza, INP Cracow, FPNT Cracow, Dortmund, JINR Dubna, Duke, Frascati, Freiburg, Geneva, Genoa, Glasgow, LPSC Grenoble, Technion Haifa, Hampton, Harvard, Heidelberg, Hiroshima, Hiroshima IT, Indiana, Innsbruck, Iowa SU, Irvine UC, Istanbul Bogazici, KEK, Kobe, Kyoto, Kyoto UE, Lancaster, Lecce, Lisbon LIP, Liverpool, Ljubljana, QMW London, RHBNC London, UC London, Lund, UA Madrid, Mainz, Manchester, Mannheim, CPPM Marseille, Massachusetts, MIT, Melbourne, Michigan, Michigan SU, Milano, Minsk NAS, Minsk NCPHEP, Montreal, McGill Montreal, FIAN Moscow, ITEP Moscow, MEPhI Moscow, MSU Moscow, Munich LMU, MPI Munich, Nagasaki IAS, Naples, Naruto UE, New Mexico, Nijmegen, BINP Novosibirsk, Ohio SU, Okayama, Oklahoma, LAL Orsay, Osaka, Oslo, Oxford, Paris VI and VII, Pavia, Pennsylvania, Pisa, Pittsburgh, CAS Prague, CU Prague, TU Prague, IHEP Protvino, Ritsumeikan, UFRJ Rio de Janeiro, Rochester, Rome I, Rome II, Rome III, Rutherford Appleton Laboratory, DAPNIA Saclay, Santa Cruz UC, Sheffield, Shinshu, Siegen, Simon Fraser Burnaby, Southern Methodist Dallas, NPI Petersburg, Stockholm, KTH Stockholm, Stony Brook, Sydney, AS Taipei, Tbilisi, Tel Aviv, Thessaloniki, Tokyo ICEPP, Tokyo MU, Toronto, TRIUMF, Tsukuba, Tufts, Udine, Uppsala, Urbana UI, Valencia, UBC Vancouver, Victoria, Washington, Weizmann Rehovot, Wisconsin, Wuppertal, Yale, Yerevan Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

56 Ein Teil der ATLAS-Kollaboration Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

57 Die unterirdische Kaverne des ATLAS Detektors Länge = 55 m Breite = 32 m Höhe = 35 m Tiefe = 100 m Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

58 Das ATLAS-Areal überirdisch gesehen Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

59 Der Atlas Detektor hat unerreichte Größe ATLAS ist höher als das Bürogebäude mit 5 Stockwerken Durchmesser Barrel Toroid Länge Gesamtlänge Totales Gewicht 25 m 26 m 46 m 7000 t Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

60 Der ATLAS-Detektor: Übersicht Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

61 Die kompakte Schwester: Der CMS Detektor Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

62 Der ATLAS Detektor im Aufbau Beginn 2004 Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

63 Der ATLAS Detektor im Aufbau Absenkung und Montage der Muon-Toroid Magnetspulen Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

64 Der ATLAS Detektor 2007/08 Montage des Spurkammersystemes Und der Kalorimeter Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

65 Der ATLAS Detektor 2007/08 Instalation der Muon- Endkappen Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

66 Teilchenkollisionen bei LHC und Selektion 7.5 m 25 ns Selektion von 1 aus Ereignissen Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

67 Anforderungen an den Trigger σ rate WW-Rate Untergrund WW-Rate: ~ 1 GHz BC-Rate: 40 MHz Speicher-Rate: ~ 200 Hz Speicher-Rate online -Reduktion: % Trigger: Daten-Aufnahme-Entscheidung Entdeckungen E T Leistungsfähiger Trigger unabdingbar: Selektion der seltenen Ereignisse aus der extrem untergrundreichen LHC Umgebung Physik-Trigger Technische Trigger Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

68 Grid: Weltweiter Datenfluss Riesige Datenflut: Nur mittels weltweit verteilten Rechenzentren verarbeitbar. Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

69 Weltweite Computer-Vernetzung Die Anzahl der Zentren entspricht der, die zum Betrieb von LHC notwendig ist: extrem komplexe Betriebsbedingungen Aktive Zentren Zentren in Vorbereitung In LCG-2: 250 Zentren, 32 Länder ~50,000 Prozessoren ~20,000 TB Speicherplatz Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

70 Physikalische Fragestellungen beim LHC Elektroschwache Symmetriebrechung? - Suche nach dem Higgs Boson µ + H Z µ - p µẕ µ + p p γ H γ p Erweiterung des Standardmodelles? - Suche nach SUSY oder anderer BSM-Physik Was noch? - Schwere Quarks, QCD, Elektro-schwache Prozesse: Physik des Standard-Modelles p q q g ~ χ~ 0 2 e - ~ q q~ ν e χ 1 - q p µ + µ ~ χ 0 1 Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

71 Beispiel: Higgs-Ereignis H ZZ 4 l e, µ Optimaler Kanal zur Entdeckung des Higgs-Teilchens bei LHC g g t H Z (*) Z e, µ e, µ e, µ m Z Zu erwartendes Higgs-Signal nach 1 Jahr Messen Simulation eines H µµ ee Ereignisses in ATLAS Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

72 Higgs Ereigniss: Radiale Projektion Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

73 Higgs Ereigniss: Longitudinale Projektion Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

74 Beispiel: Supersymmetrische Teilchen Dieses Teilchen (Neutralino) ist ein guter Kandidat für die dunkle Materie im Universum LHC Entdeckungspotential Messzeit Massenbereich 1 Monat ~ 1.3 TeV 1 Jahr ~ 1.8 TeV 3 Jahre ~ 2.5 TeV Obergrenze ~ 3 TeV Neutralinomassen bei LHC messbar Entdeckung von SUSY und Messung der Neutralinomasse am LHC kann das Problem der kalten dunklen Materie im Universum lösen. Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

75 Erste Strahlen in LHC am 10. September 2008 Spurkammersystem Erste Strahlen im Beschleuniger (September 2008) Untergrundreaktionen Ereignis-Display Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

76 Cosmische Ereignisse bei ATLAS Testmessungen mit kosmischen Teilchen (Myonen): - sehr guter Test aller Detektorsysteme in Echtzeit - wichtiger Referenzpunkt zur Eichung - erfolgreiche Tests von Oktober bis Dezember 2008 Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

77 Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass

78 Zusammenfassung große Beschleuniger sind nötig, um kleinste Teilchen zu erzeugen große Detektoren sind notwendig, um die Teilchen und ihre Zerfallsprodukte zu vermessen es gibt immer noch Neues zu entdecken und Rätsel zu lösen Martin zur Nedden, HU Berlin CERN MasterClass