加速器と素粒子物理での超?低レイヤー
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第2回カーネル/痴惭探検队蔼つくば(丑迟迟辫://飞飞飞.办别谤苍别濒惫尘.辞谤驳/颈尘补-尘补诲别-苍辞-尘补迟辞尘别/办别谤苍别濒冲惫尘冲迟蝉耻办耻产补冲2)で话をした超低レイヤーネタ。
![そして実験結果は
26
ヒッグス粒子の質量は、
125.5±0.2±0.6 [GeV]
2013年3月
H→ γγ H→ ZZ
引用：CERN アトラス実験グループ](https://image.slidesharecdn.com/kernelvmacceleratorpp-141030092322-conversion-gate02/85/-26-320.jpg)
加速器と素粒子物理での超?低レイヤー
- 1. 加速器と素粒子物理での超?低レイヤー (3時間で作った手抜き^h^h^hイントロ版) 2014/10/18 ＠ichimiyar 1
- 2. 自己紹介 ? Twitter: @ichimiyar です。 ? つくば市の某加速器研で加速器をやってます。 ? つくばエクスプレスが走る前から、つくば市に 来てました(＠関西の学生時代)。 ? 高速バスが最高1時間 に6本走った時代… ? 上りのバスは東京駅ま で4時間以上掛かったり、 関西に帰れなくなる事も … http://yaplog.jp/koidebus/archive/63より借2 用。
- 3. 自己紹介2 ? 震災後、周りの物理屋＊は御用学者扱いさ れたのに、私は小物過ぎて誰も御用学者扱 いしてくれなかった。(; ;) ? なので、Twitterアイコンで自己主張 3 ＊物理学研究者の自称の一つ。
- 4. 自己紹介2 ? 震災後、周りの物理屋＊は御用学者扱いさ れたのに、私は小物過ぎて誰も御用学者扱 いしてくれなかった。(; ;) ? なので、Twitterアイコンで自己主張 ? でも、3年経って飽きたのでFacebookアイコン にする（実名垢） 4 ＊物理学研究者の自称の一つ。
- 5. 超低レイヤー(?) ? 以前のkernel/vmで@cosmo__ さんが 5
- 7. 低レイヤーだよね。 7
- 8. vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv > 量子力学（第一原理計算)< > （分子状態を計算) < ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 8
- 9. 甘い！ 9
- 10. vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv > 時代は素粒子！ < ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 10
- 11. 2012年7月4日 ヒッグス粒子発見の発表 新聞がトップ記事として伝えた 引用：CERN アトラス実験グループ11
- 12. 12 2012年7月4日CERNはヒッグス粒子（らしきもの）を観測したと発表 （http://cdsweb.cern.ch/record/1462525 より抜粋）引用：CERN アトラス実験グループ
- 13. 2013年ノーベル物理学賞受賞者の発表 ピーター?ヒッグス（イギリス） フランソワ?アングレール（ベルギー） 受賞理由： 2013年10月8日 万物に質量を与えるヒッグス粒子の存在を 理論的に予言した（1964年）。 引用：CERN アトラス実験グループ
- 14. 水（H2O） 酸素（O） 陽子（p） 電子（e） 中性子（n） クォーク 14 クォーク 分子原子素粒子 引用：CERN アトラス実験グループ
- 15. 強い力 磁気力 マックスウエル 電気力 弱い力 地上重力 天体重力 電磁気力 弱い力 重力 量子色力学 電弱理論 一般相対論 大統一? 力の統一= 物理学者の夢 ? 高いエネルギー 宇宙のはじめ ニュートン 現在 15 ヒッグス…… 20 世紀19世紀17世紀 引用：CERN アトラス実験グループ
- 17. 周長26.6 km 主な実験装置 ATLAS CMS ALICE LHCb 計画承認1994 建設完成2008 建設費～１兆円 LHC ( Large Hadron Collider ) 引用：CERN アトラス実験グループ
- 18. トンネル周長27km エネルギー7+7=14 TeV 8TeV (57 %) ルミノシティ1034 cm-2s-1 7.7×1033 (77 %) 陽子数/バンチ1.15×1011 1.6×1011 (139 %) ビームバンチ数2808 1380 (50 %) ATLAS C M S ALICE LHCb LHC 加速器と実験装置 設計値達成値（%）2012.8.25現在 引用：CERN アトラス実験グループ 2011/4/21 18
- 19. 加速器の主要素：超伝導電磁石 1232 台の超電導電磁石がビームを曲げる。 引用： 19 CERN アトラス実験グループ
- 20. 建設中のアトラス実験装置2005年11月 引用： 20 CERN アトラス実験グループ
- 21. 陽子ビームバンチの形状と衝突 バンチ数は1380個 リング全体で44 兆個の陽子 ～14 cm 0.3mm (衝突点では16 mm) 21 160億個の陽子 衝突回数：毎秒２千万回 アトラス実験で観測された陽子バンチ衝突イベント 15個のpp衝突が見えている 引用：CERN アトラス実験グループ
- 22. 日本?英?米などで製造されたシリコン検出器 22 シリコンセンサー 浜松ホトニクス 回路組立 栃木セイコー フレキ回路基板 日本メクトロン（茨城県） 引用：CERN アトラス実験グループ
- 23. 見つかったヒッグス粒子の候補イベント https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AtlasPublic/EventDisplaysFromHiggsSearches を参照 23 H-> Z Z -> m m m m ４本のミュー粒子（赤線）が発生してる。 H -> g g ２つのガンマ線が発生してる。 引用：CERN アトラス実験グループ
- 24. シミュレーションでの予想結果 24 2光子崩壊での不変質量分布。黒点がアトラスのデータ で、赤点線がヒッグス粒子がない場合の予想分布。 126GeV付近に盛り上がりが見える（矢印） 4レプトンへ崩壊での不変質量分布。赤が ヒッグス粒子以外からの予想分布、ヒッグス 粒子の質量が125GeVの場合の予想分布。 データ（黒点）はヒッグス粒子が存在する場 合の分布とよく合っている（矢印） 皆さんおなじみの「ファインマン?ダイアグラム」 引用：CERN アトラス実験グループ他
- 25. 素粒子シミュレーションの流れ ? 各ファインマン?ダイアグラムに対応する素過程を イベントジェネレータにより生成させる。（Alpgen, Pythia, Sherpa, MC@NLOなど) – Parton Showerの生成(Pythia old/new PS, Herwig/Jimmyなど) ↓ ? 検出器シミュレータにより、素過程から来る各種 粒子が検出器をどのように反応させるかを計算 する。(Geant4, FLUKA, EGS4/5など) – ビジュアライザも重要なツール。 25 時間不足につき、今回は省略m(_ _)m キーワード： モンテカルロ(MC)、並列処理、データグリッド(クラウド コンピューティング）、ビックデータ、etc..
- 26. そして実験結果は 26 ヒッグス粒子の質量は、 125.5±0.2±0.6 [GeV] 2013年3月 H→ γγ H→ ZZ 引用：CERN アトラス実験グループ
- 27. まとめ ? 素粒子物理は究極の低レイヤー（物理）。 ? 今、ホット（物理）な世界。 ? 巨大な実験装置を用いて、究極の理論を探す「山師 的(金鉱掘り）な」一面も。 – 実験期間が長いので、博士号が取りにくい時期も ? 測定データは5-6PByte/年とビックデータ。 – グリッドコンピューティング（今で言うクラウド？） – 実データ解析とシミュレーションは共に大きな計算。 ? シミュレータでの計算は1事象約5?6分。 – イベントジェネレータ＋検出器シミュレータ ? 数万CPUを同時に動かしてスループットを上げる。 27