Tesi Laurea Specialistica Ingegneria Informatica. Alessandro Andreosè
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 1 Fisica delle Particelle Elementari Orientamento del Corso di Laurea...
-
Upload
vico-petrucci -
Category
Documents
-
view
220 -
download
0
Transcript of Open Day 2002 Michele Pauluzzi 1 Fisica delle Particelle Elementari Orientamento del Corso di Laurea...
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 1
Fisica delle Particelle ElementariFisica delle Particelle Elementari Orientamento del Corso di Laurea SpecialisticaOrientamento del Corso di Laurea Specialistica Demócrito (c. 460 – 370 a. C.):Demócrito (c. 460 – 370 a. C.):
– “Siamo costituiti da un numero infinito di particelle differenti, invisibili ed indivisibili, eterne ed immutabili”
Studio dei costituenti fondamentali della materiaStudio dei costituenti fondamentali della materia– Particelle verso il sempre piu’ piccolo
Atomi Atomi Elettroni e Nucleoni Elettroni e Nucleoni Quark Quark …? …?– Forze fondamentali
Gravitazione, ElettroMagnetismo, Gravitazione, ElettroMagnetismo, Forza nucleare debole (radioattivita’), Forza nucleare debole (radioattivita’), Forza nucleare forte (interazioni dei nucleoni), …?Forza nucleare forte (interazioni dei nucleoni), …?
Fisica Fisica pura pura fondamentale fondamentale– Ricadute dirette a lungo termine? ElettroMagnetismo!– Tecnologie all’avanguardia Ricadute tecnologiche
WWW (WEB) inventato al CERN nel 1990WWW (WEB) inventato al CERN nel 1990 Il piu’ grande magneteIl piu’ grande magnete Il piu’ grande magnete superconduttore nello spazioIl piu’ grande magnete superconduttore nello spazio Applicazioni mediche delle tecnologieApplicazioni mediche delle tecnologie ……
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 2
Storia delle ParticelleStoria delle Particellehttp://wwwps.lnf.infn.it/particle/http://wwwps.lnf.infn.it/particle/
500aC -1550 dC500aC -1550 dCTeoria atomicaTeoria atomica
1550-19001550-1900La meccanica classicaLa meccanica classica
1900-19641900-1964La teoria quantisticaLa teoria quantistica
1964-…..1964-…..Il sapere attuale Il sapere attuale ((Modello Standard e oltreModello Standard e oltre))
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 3
Tem
piT
empi
LunghezzeLunghezze
Energie
Energie
Universo
Universo
Particelle
Particelle
Big Bang Gravità
Quark-Gluon Plasma Nucleare forte
Nucleare debole
Protoni e neutroni
Protoni e Nuclei leggeri
Atomi Galassie MolecoleDNA
10-43 sec 10-32 sec 10-10 sec 10-4 sec 100 sec 300KY 15GY 10-35 m 10-32 m 10-18 m 10-16 m 10-15 m 10-10 m 1019 GeV 1016 GeV 102 GeV 1 GeV 1 Mev 10 eV ??? LHC LEP Astronomia
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 4
Esperimenti di Fisica delle Esperimenti di Fisica delle ParticelleParticelle
Infinitamente piccolo Infinitamente piccolo altissime energie e velocita’ altissime energie e velocita’
Acceleratori grandiAcceleratori grandi– CERN:
27 Km diametro 27 Km diametro percorso 10000 volte al sec.percorso 10000 volte al sec.
Collaborazioni grandiCollaborazioni grandi– Ca.2000 persone
Rivelatori grandiRivelatori grandi– Case di 4 piani– Magneti piu’ pesanti della Torre Eiffel
Dati “grandi”Dati “grandi”– 5Mld di persone che fanno 10 telefonate
contemporanee
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 5
Acceleratori ed EsperimentiAcceleratori ed Esperimenti
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 6
Esperimento di Esperimento di (Astro-)Particelle(Astro-)Particelle
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 7
Un evento di fisica particellareUn evento di fisica particellare
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 8
Dettaglio di un esperimento al CERNDettaglio di un esperimento al CERN
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 9
Fisica delle Astro-ParticelleFisica delle Astro-Particelle Fisica delle ParticelleFisica delle Particelle: studio dell’ : studio dell’
infinitamente piccoloinfinitamente piccolo Astronomia, Cosmologia e Astro-Fisica Astronomia, Cosmologia e Astro-Fisica
Studio dell’Universo e dell’ Studio dell’Universo e dell’ infinitamente grandeinfinitamente grande
Fisica delle Astro-ParticelleFisica delle Astro-Particelle– Problemi fondamentali di cosmologia
trattati con teoria delle particelle e con rivelatori di particelle
– Problemi fondamentali di particelle studiati con il piu’ grande acceleratore dell’Universo
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 10
Esperimenti di Esperimenti di Fisica delle Astro-ParticelleFisica delle Astro-Particelle
Condotti nello spazioCondotti nello spazio– Palloni, satelliti, shuttle, stazione spaziale…
Universo: acceleratore naturaleUniverso: acceleratore naturale– Eventi anche ad altissima energia
Eventi sempliciEventi semplici Rivelatori “semplici”Rivelatori “semplici”
– Limiti di dimensioni e peso Collaborazioni “limitate”Collaborazioni “limitate”
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 11
Genesi di un EsperimentoGenesi di un Esperimento
Teoria e fenomenologia
Analisi datiAnalisi dati
Acquisizione datiAcquisizione dati
CostruzioneCostruzione
SimulazioneSimulazione
Ricerca Ricerca e sviluppoe sviluppo
EsperimentoEsperimento
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 12
Fisica delle Particelle a PerugiaFisica delle Particelle a Perugia 2 sotto-orientamenti2 sotto-orientamenti
– Fisica delle Particelle (storica)– Fisica delle Astro-Particelle
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 13
Fisica a PerugiaFisica a Perugia 2 strutture 2 strutture (come a livello nazionale)(come a livello nazionale)
– Universita’ - DipartimentoPersonale ricercatore con compiti didatticiPersonale ricercatore con compiti didattici
– INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)
Personale dedicato alla ricercaPersonale dedicato alla ricercaMaggior parte dei finanziamentiMaggior parte dei finanziamentiAssociati Associati
– Tutto il personale universitario afferente alla fisica Tutto il personale universitario afferente alla fisica delle Particelledelle Particelle
– Stretta interdipendenza/collaborazione
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 14
INFNINFN Centro di Ricerca NazionaleCentro di Ricerca Nazionale Laboratori e SezioniLaboratori e Sezioni Personale dipendente e associatoPersonale dipendente e associato Gruppi di RicercaGruppi di Ricerca
– Gruppo I: Fisica agli Acceleratori Gruppo storicoGruppo storico Predominante fino a qualche anno faPredominante fino a qualche anno fa
– Gruppo II: Fisica passiva Spazio, Laboratori sotterranei…Spazio, Laboratori sotterranei…
– Gruppo IV: Fisica Teorica– Gruppo V: Ricerca e Sviluppo; Spin Offs
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 15
Esperimenti in corso a PerugiaEsperimenti in corso a Perugia Gruppo I: Fisica “Attiva” Gruppo I: Fisica “Attiva”
(Acceleratori)(Acceleratori)– CMS– NA48– BABAR
Gruppo II:Fisica “Passiva”Gruppo II:Fisica “Passiva”– AMS– GLAST– VIRGO
Attivita’ di gruppo VAttivita’ di gruppo V
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 16
CMSCMS
Obiettivi fisiciObiettivi fisici– La storia dell’universo
10-32s (I.Forte) B-Physics B-Physics violazione CP violazione CP
AntimateriaAntimateria
– Forze fondamentali GUT-SupersimmetrieGUT-Supersimmetrie
– Costituenti elementari della materia
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 17
CMS @ Perugia: Silicon TrackerCMS @ Perugia: Silicon Tracker
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 18
Esperimento NA48Esperimento NA48CERNCERN
Studia una simmetria della Studia una simmetria della natura, detta natura, detta CPCP, usando fasci , usando fasci di particelle, dette kaonidi particelle, dette kaoni
La simmetriaLa simmetria CP CP è legata alla è legata alla differenza differenza
MATERIAMATERIA--ANTIMATERIAANTIMATERIAche si osserva nell’universoche si osserva nell’universo
Calorimetro al Krypton liquidoCalorimetro al Krypton liquido 10 m3 (~22 t) di kripton liquido
(elemento raro)alla temperatura di 120 K
Misura posizione ed energia di fotoni ed elettroni che, attraversandolo, interagiscono con esso
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 19
Misura di parametri della violazione di CP (differenza fra materia e Misura di parametri della violazione di CP (differenza fra materia e antimateria) antimateria) sinsin22
Misura di vite medie e rapporti di decadimento di mesoni con beauty (B) e Misura di vite medie e rapporti di decadimento di mesoni con beauty (B) e charm (D). charm (D). PERUGIA PERUGIA
Es.: a PG studio dei decadimenti: BEs.: a PG studio dei decadimenti: B0 0 D D*+ *+ D DSS*- *- , B, B0 0 D D*+ *+ D D*-*-
……………………..
Il rivelatore BaBarIl rivelatore BaBarSLAC (Stanford – CA)SLAC (Stanford – CA)
Le varie parti (tracciatore, camere a fili, calorimetro … ecc.) sono disposte in strati successivi intorno al punto d’interazione
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 20
AMS AMS (Alpha Magnetic Spectrometer)(Alpha Magnetic Spectrometer)
10gg volo precursore nel 1998 sullo shuttle Discovery 2004-2007: stazione spaziale internazionale
SpettrometroSpettrometro: Particelle : Particelle campo campo magnetico magnetico curvatura curvatura segno carica segno carica
RicercaRicerca– Antimateria nei raggi cosmici– Materia oscura– Studio raggi cosmici…
x
xxx
x
x
+ materia - anti materia
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 21
AMS Silicon Tracker @ PerugiaAMS Silicon Tracker @ Perugia
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 22
http://wwwospg.pg.infn.it/glast.htm
Alla Scoperta del Cielo nei Raggi Gamma
CrabCrab
CygnusRegion
3C2793C279
GemingaGeminga
VelaVela
Cosmic RayCosmic RayInteractionsInteractions
With ISMWith ISM
LMCLMC
PKS 0528+134PKS 0528+134
PKS 0208-512PKS 0208-512PSR B1706-44PSR B1706-44
GLAST: Esempio di connessione tra Astrofisica & Fisica delle Alte Energie
Origine dei raggi Cosmici Ricerca della Materia Oscura Radiazione di Fondo CBMW Gravità quantistica Struttura a Larga Scala Universo primordiale
Emissione ad alta energia nell’Universo:–Pulsar–AGN–Gamma Ray Burst–…..
GLAST:Gamma Ray Large Area Telescope
Open Day 2002 Michele Pauluzzi 23
IL LAT- La costruzione/test in ITALIA/Perugia
Contributo di Perugia
IL Software IL Software a Perugiaa Perugia: Glast LAT Light Simulator: Glast LAT Light Simulator
Open Day 2002 Michele Pauluzzi
Un Onda Gravitazionale e’ una perturbazione dello
Spazio-Tempo. Come un onda marina si propaga nel mare e fa variare la posizione di una barca sulla superficie, cosi’ un’onda Gravitazionale si propaga nel vuoto e fa variare la distanza tra due oggetti dotati di massa.
Manca ancora oggi l’evidenza diretta della loro esistenza.
Sorgenti di grande massa buchi neri
Sistemi molto sensibili per misurare variazioni di distanza tra 2 oggetti Interferometri
Le Onde Gravitazionali portano informazioni da regioni molto lontane nello spazio e quindi molto indietro nel tempo.
1) Che cosa sono le Onde Gravitazionali1) Che cosa sono le Onde Gravitazionali
Esperimento VIRGOEsperimento VIRGOAlla ricerca di onde Alla ricerca di onde gravitazionaligravitazionali