Der Physik Nobelpreis 2006 John C. Mather (links) und George Smoot (rechts). 1.Vorlesung...
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Der Physik Nobelpreis 2006
John C. Mather (links) und George Smoot (rechts).
1.Vorlesung Teilchenphysik
WiSemester 06/07Michael Kobel
Die Sonne
Wie lange braucht Licht(Photonen) vom Inneren zur Oberfläche der Sonne?
A: 2 Sec
B: 8 Min
C: 12 Monate
D: 100.000 JahreD: 100,000 Jahre
Der „Klang“ des Universums
380,000 Jahre nach dem Urknall:Das Universum wird durchsichtig
13,3 Milliarden Jahre später
COBE
13.700.000.000 Jahre 80 Jahre
Wenn das Universum heute 80 Jahre wäre…
Das Universum ist 80. „Hat“ seit 5 Stunden Homo Sapiens
Ein Neugeborenes,19 Stunden alt.
Erste Schritte mit 13 Monaten
Schulanfang mit 6 Jahren
WMAP 2003
Cobe 1994
Der Kosmische Mikrowellenhintergrund: Ein Baby Photo
• Winzige Temperaturschwankungen: T=2,73 K +- 0,00002 K• “heiße” und “kalte” Flecken = “dichte” und “dünne” Gebiete • genau wie bei Schall Klang des Universums
WMAP Nach Abzug unserer Milchstraße
Entwicklung der Dichtefluktuationen
Die Obertöne des Kosmischen Klangs• Das Ohr hört an Obertönen:
• Art des Instruments• geübtes Ohr: Bauweise
Astrophysiker erkennen an den Ober“tönen“:
•„Form“ des Universums
• Zusammensetzung
Schallwellen messen die Geometrie
Kenne T(380.000 Jahre) und Dichte berechne
)()( FrequenzTυ (Dichte)Geometrie
Geometrie = „Form“ des Universums
flach
negativ gekrümmt
positiv gekrümmt
bestimmt durch seinen gesamten Energieinhalt = Masseninhalt
allgemeineRelativitäts-theorie
bekannter Maßstab
- neg. gekrümmt- flach- pos. gekrümmt
13,3
Mrd
. Li
chtja
hre
Totaler Masseinhalt flat
= 1,01 +- 0,02
3.Atomare Materie als Randerscheinung
Beiträge zur Gesamtenergie
atomare Materie (p,n,e): AM
Sterne, Planeten, Gaswolken, Schwarze Löcher,…-- dämpft den ersten „Oberton“-- verstärkt den zweiten „Oberton“
nichtatomare „dunkle“ Materie (…): DM Ungebundene Elementarteilchen, schwach wechselwirkend -- verstärkten den zweiten „Oberton“
„dunkle“ Energie: VAC
„kosmologische Konstante“ „Vakuumenergie“ unverdünnbar
meinegrößteEselei
=AM+ DM + VAC= 1
Bauweise des Universums • Mikrowellen Hintergrund
+ Supernovae + Element Häufigkeit 5% atomare Materie AM22% nichtatom. Materie DM 73% „dunkle Energie“ VAC
insgesamt flach (
Die Ruhemassen der Bausteine
4
1300
174000
8
150
4200
0,5
1061777
1E-10
0,0000000090,00000005
1E-121E-111E-101E-091E-081E-07
0,0000010,000010,00010,0010,010,1
110
1001000
10000100000
1000000
0 1 2 3 4
Familie
Mas
se (
MeV
/c²)
Up Type
Down Type
Lepton +/-
Neutrino
Überdecken Faktor > 2x1013 !
?
3x105
2x1013
16
Untersuchung der Neutrinomassen
im Kontrast zu ...Rotationsgeschwind.der Sterne um dasGalaxienzentrum
Viele weiter Hinweise auf Dunkle Materie:z.B. Rotationsgeschwindigkeit der Planeten um die Sonne
neue unbekannte Teilchen nötig, ca. 3000 / m³ auch hier im Raum!
Neutrinos könnten höchsten 4% Dunkle Materie erklären (wahrsch. viel weniger)
Diese Vorlesung
• Was sind die eigentlichen elementaren Bausteine der 5% atomaren Materie?
• Durch welche Kräfte werden sie zusammengehalten?
• Wie entstehen und zerfallen sie?
• Das „Standardmodell der Elementarteilchen“
170 Universitäten undInstitute aus 35 Ländern
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Ab 2008: ATLAS Experiment, CERN, Genf mögliche Entdeckung der neuen „dunklen“
Materieteilchen!
Und später vielleicht: Schwarze Löcher?
• HEUTE: 16:40, Physikgebäude, Hörsaal C213DRESDNER PHYSIKALISCHES KOLLOQUIUM
• Gerard `t Hooft, Utrecht (*1946)(Nobelpreis 1999 für den Beweis der mathematischen Konsistenz der „Standard-Modell“-Theorie der Elementarteilchen; Doktorarbeit, 1972)
„Black Holes in Particle Physics“