Євген Мартинов: "Що таке великий адронний колайдер"
Download as pptx, pdf0 likes690 views
Документ описывает физику высоких энергий и работу Большого адронного коллайдера (LHC) в CERN, включая основные взаимодействия и элементарные частицы. Он освещает достижения CERN с момента его основания в 1954 году, а также современные эксперименты, проводимые с помощью LHC, и приглашение ученых со всего мира. Упоминается также об использовании распределенных вычислительных ресурсов для обработки данных, получаемых в результате столкновений частиц.
Євген Мартинов: "Що таке великий адронний колайдер"
- 1. 15.12.20091Физика высоких энергий и Большой АдронныйКоллайдер
- 3. Четыре типа фундаментальных взаимодействий Гравитационное (все частицы)Электромагнитное (все заряженные частицы)Слабое (лептоны, мезоны, барионы) Сильное (барионы, мезоны = адроны) 15.12.20093К началу 70-х годов прошлого века было открыто несколько сотен (!!!) элементарных (???) частиц
- 4. 15.12.20094Единая теория электромагнитных, слабых и сильных взаимодействий - Стандартная теория (модель)Фундаментальные частицылептоныкваркиТ р и ц в е т аПредсказывает существование новой частицы, которая еще не наблюдалась – бозон Хиггса, икоторый тяжелее протона примерно в 120 разП.В. ХиггсСуществуют теории и модели, которые предсказывают много новых частиц, они будут проверяться в экспериментах
- 5. 15.12.20095
- 6. quarkПротоны и нейтроны составлены из трех кварков, пи-мезоны из кварка и антикваркаneutronИз стандартной теории следует, что может существовать новое состояние веществакварк-глюонная плазмаПри достижении очень высокой плотности ядерного вещества (столкновение тяжелых ядер)исчезают «границы» между нуклонами (протонами и нейтронами), образуется новое состояние материи, в котором нет адронов, а есть только кварки и глюоныproton15.12.20096
- 7. ATLAS CMS ALICE LHCbLHCf TOTEMCERN
- 8. ЦЕРН - CERN, ConseilEuropéendelaRechercheNucléaire,EuropeanOrganizationforNuclearResearchwww.cern.chОфициальный день рождения ЦЕРНа - 29 сентября 1954 г.12 стран-участниц ратифицировали договор о создании организацииОсновная задача – исследование структуры материи, фундаментальных её свойств15.12.20098Сегодня ЦЕРН – это 20 стран-участниц, 6ассоциированных членов, 2 наблюдателя
- 9. 15.12.20099В ЦЕРНЕ с 1954 г. было сделано много важнейших научных открытий, но современное понимание Вселенной остаётся не полнымЦЕРН это:~ 2500 научных сотрудников (физики, инженеры, …)
- 10. Более8000 (в год) приглашённых учёных (половина физиков всего мира, изучающих частицы) Они приезжают из500университетов и институтов,представляяболее80национальностей.Столкновения частиц при высоких энергиях являются ключом к дальнейшим открытиям новых, более тяжёлых частиц, позволяют увидеть, что происходит на сверхмалых расстоянияхОбразуется ли при столкновении тяжёлых ядер кварк-глюоннаяплазма – новое состояние вещества?
- 11. Существует ли в природе частица, предсказанная теоретиками: хиггсовский бозон (Higgs boson,)?
- 12. Существуют ли другие частицы, предсказанные теоретиками?В ЦЕРНе имеется мощный компьютерный центр, обеспечивающий информационно-вычислительную поддержку экспериментов и научного процесса.Здесь, в 1989 г. был придуман и впервые реализован (в 1990 г.) World Wide Web, чтобы улучшить и ускорить обмен информацией, которой обмениваются физики, работающие в разных частях всего мира.TimBerners-Lee15.12.200910
- 13. LHC(LargeHadron Collider)15.12.200911Длина кольца: 27 кмГлубина: 70 -100 мТемпература сверхпроводящих магнитов: 1.9К (= -2710С)ФранцияШвейцария4.5 км
- 15. Size: 16 x 26 metersWeight: 10000 tonsSize: 25 x 46metersWeight: 7500tonsПервый пучок протонов в LHC -октябрь 2008 гSize: 16 x 21metersWeight: 12500tonsSize: 15 x 20metersWeight: 4500tons15.12.200913Начало экспериментов - ноябрь 2009 г
- 16. 15.12.200914В шести экспериментах будет производиться 15-20 петабайт(!!!) (15-20 млн. гигабайт)данных в год. Их нужно сохранить и проанализировать. Компьютерный центр ЦЕРНа даже после существенной модернизации последних лет может обеспечить только 30% ресурсов, необходимых для хранения данных и около 20% требуемых вычислительных ресурсовВыбранное решение проблемы – ГРИДГрид – система географически распределенных вычислительных ресурсов (компьютеры, кластеры, компьютерные центры), которыесогласованно решают одну или многие задачи. Вычислительный интернетИдея появилась в 1997 году (Аргоннская физическая лаборатория)
- 17. 15.12.200915Украина не участвовала в строительстве LHC, ноукраинские ученые и инженеры внесли вклад в создание двух детекторов: СMS иALICEДля детектора СMS былисозданы специальные сцинтилляционные материалы (ИСМА НАН Украины)Для ALICE спроектированы и изготовлены несколько десятков тысяч микромодулей и микропроводников особого свойства для центральной части детектора - ITS (Internal Track System)(ИТФ им. Н.Н. Боголюбова НАН Украины, Научно-исследовательский технологический институт приборостроения, Харьков)В обоих случаях – технологии высочайшего мирового уровня.Физики и ИТ специалисты участвуют в работе WLCG (Worldwide LHC Computing Grid ) – объединяет в единую вычислительную сеть более 100 тыс. компьютеров (компьютерных кластеров) сотен физических центров и лабораторий всего мира).Грид для СMS - ХФТИГрид для ALICE – ИТФ (КНУ, ИСМА, КПИ) Около 35 человек из Украины активно участвовали в подготовке экспериментов на LHC в ЦЕРНе.
- 18. 16Внутренняя трековая система (Inner Tracking System)детектора ALICEДетектор ALICEITS15.12.2009
- 19. ЦЕРН 2009 г.21 ноября – 24 ноября:Хроника событийСтарт LHC
- 20. 1st beam2nd beam
- 25. Первое столкновение протонов зафиксировано в ALICE детекторе и успешно обработано он-лайн!
- 26. 22 ноября. Циркуляция двух пучков
- 27. 23 ноября. Первое столкновение
- 29. The ALICE collaboration acknowledges the following funding agencies for their support in building and running the ALICE detector:………..- Ukraine Ministry of Education and Science;…………
- 33. 15.12.200931Физика высоких энергий и космология
- 34. Fundamental research has always been a driving force for innovationA. EinsteinFor GPS to work, we have to take into account the correction due to time dilation. Otherwise, there would be a position error of around 10m after just 5 minutes of travel-time!Relativity100% SCIENCETelephones use electromagnetic waves to communicateElectromagnetism100% SCIENCEJ.C. Maxwell
- 36. CERN LHC
- 39. Welcomebackbeam 1! Thisistheclockwisedirection:Point 2(ALICE experiment)->3->4->5(CMS)->6->7->8(LHCb)->Point1 (ATLAS).Its' circulating6:51 AM Nov 21st fromHootSuiteNiceanimationofabeamsplashintheLHCbexperiment. Lookattheirpage: http://ow.ly/EjUB#CERN#LHC6:59 AM Nov 21st fromHootSuiteThishasbeenagreat 24 hoursforthe LHC. Nowthesystemscommissioningbegins, sowe’llbetweetinglessoftenforawhile. #CERN#LHC7:19 AM Nov 21st fromHootSuiteThanksforfollowingus, andforallthesupport. We’llkeepyoupostedifanythinginterestinghappens. http://ow.ly/EkbB#CERN#LHC7:23 AM Nov 21st fromHootSuiteThatwasagoodnightforthe LHC withperiodsofquietbeam. Nextstep - sameagainfortheotherbeam. 12:59 AM Nov 22nd
- 40. RT @CMSexperiment: LHC Beam 2 restartingafteralongpause. Oneshotseenin CMS! #CMS#LHC#CERN5:45 AM Nov 22nd
- 41. Theanticlockwisebeamisnowinandcirculating... workingonimprovingthebeamlifetime#CERN#LHC6:28 AM Nov 22nd
- 42. Goodmorningfrom CERN. Overthreedays, the LHC hashadtwobeamscirculatingwithgoodlifetimes. It'sagoodsolidstart. #CERN#LHC12:23 AM Nov 23rd fromHootSuiteTWO BEAMS ARE CURRENTLY CIRCULATING IN THE LHC! #CERN#LHC4:25 AM Nov 23rd fromHootSuite
- 43. It'sbeenaneventfuldayat CERN. Itstartedwithtwocirculatingbeamsandendedwithfirstcollisionsinfourdetectors. #CERN#LHC11:39 AM Nov 23rdTherewasapressconferenceearlierintheday, takingstockofwhathappenedovertheweekendhttp://bit.ly/7TXLWH. #CERN#LHC12:04 PM Nov 23rdCERN'spressreleasehaspicturesofsomeofthefirstcollisionshttp://bit.ly/8U6DVX. #CERN#LHC12:38 PM Nov 23rd
- 44. The#LHCacceleratedabeamto 540 GeVovernight. Herearethepictureshttp://bit.ly/4Njuxf. #CERN12:46 AM Nov 24thЦЕРН 2009 г.21 ноября – 24 ноября:Хроника событийстарт LHC