Kinderuni 2011 Besuch im Teilchenzoo Claudia-Elisabeth Wulz Institut für Hochenergiephysik der ÖAW...
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Kinderuni 2011 Besuch im Teilchenzoo Claudia-Elisabeth Wulz Institut für Hochenergiephysik der ÖAW & TU Wien c/o CERN, Genf Juli 2011
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Kinderuni 2011
Besuch im Teilchenzoo
Claudia-Elisabeth WulzInstitut für Hochenergiephysik der ÖAW & TU Wien c/o CERN, Genf
Juli 2011
Kinderuni 2011
Woraus bestehst du? Woraus bestehen die Sterne?Woraus besteht dans ganze Weltall?
Was hält das Universum zusammen?War das Universum immer schon so, wie es heute ist?Wird das Universum sich verändern?
Wie können Teilchenbeschleuniger wie der LHC (Large Hadron Collider) beitragen,um Antworten auf diese Fragen zu finden?
Kinderuni 2011
Bausteine der Materie• Die bekannte
Materie besteht aus ATOMEN
• Atome bestehen aus Protonen, Neutronen und Elektronen
• Protonen und Neutronen bestehen aus Quarks
• Protonen und Neutronen gehören zu den Hadronen
Protonen
Neutronen
Elektronen
C.-E. Wulz 3
Kinderuni 2011C.-E. Wulz 4
Wie kann ich die Bausteine finden? Kann ich sie vielleicht
anschauen?
Kinderuni 2011C.-E. Wulz 5
Lichtmikroskop
Rastertunnelmikroskop
Ele
ktr
on
en
mik
roskop
Joghurt-Bazillen
EHEC-Bakterien
Goldatome
Kinderuni 2011
URKNALL
LHC
Bekannte und vielleicht
neue Teilchen?ELEKTRON
QUARK
ATOMKERN
PROTON, NEUTRON
Radius der Erde
RNS Moleküle, Viren
Radius des sichtbaren Universums
HUBBLE TELESKOP
TEILCHENSTRAHLEN ATO
M
Das UNIVERSUM
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Wir brauchen also verschiedene Geräte, um verschiedene Größen von Dingen beobachten zu können.
Teilchenbeschleuniger können die winzigsten Bausteine des Universums erforschen.
Mikroskope für das Allerkleinste:Beschleuniger
C.-E. Wulz
Kinderuni 2011
Hast du zu Hause einen Teilchenbeschleuniger?
C.-E. Wulz 7 Kinderuni 2011
Kinderuni 2011
Von der Fernsehröhre bis zum LHC
C.-E. Wulz
Elektronen aus einem erhitzten Draht fliegen zum Plus-Pol (Gitter). Einige fliegen durch die Löcher und treffen auf einen fluoreszierenden Schirm. Dabei entsteht das Bild.
Magnete lenken den Teilchenstrahl ab und bündeln ihn.
C.-E. Wulz Kinderuni 20118
Kinderuni 2011C.-E. Wulz
Batteriebeschleuniger
Batterie
Proton
(+)
http://microcosm.web.cern.ch/microcosm/RF_cavity/ex.html
Batterien im richtigen Moment umgepolt!
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C.-E. Wulz 10CERN – Linac 2
Driftröhren
LHC Protonenquelle
C.-E. Wulz 10 Kinderuni 2011
Kinderuni 2011C.-E. Wulz 11
LHC Hochfrequenzkavität
“Batterie”
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LHC Magnete
Blau: Kreisbahn
Rot: Bündelung
C.-E. Wulz 12
Proton Proton
Digitalkamera:
Detektoroder
Experiment
C.-E. Wulz 13 Kinderuni 2011
Kinderuni 2011C.-E. Wulz 14
ATLAS-Experiment
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CMS-Experiment
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Moriond, March 2011
“Ereignis” im CMS-Experiment
Spuren von Teilchen, die bei der Kollision im LHC entstanden sind
C.-E. Wulz 16 Kinderuni 2011
QuarksLepton
uud = Protonudd = Neutron
Bausteine für alles “Greifbare”
z.B. Menschen, Tiere, Sterne, Planeten, …
up
down Elektro
n
C.-E. Wulz17
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Building an Atom
Protonen Neutronen
Multiply by billions and billions and billions and billions…
HeliumatomElektronen
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Building an Atom
protons neutrons
Multiply by billions and billions and billions and billions…
electrons
Helium Atom
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Building an Atom
protons neutrons
Multiply by billions and billions and billions and billions…
electrons
Helium Atom
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Protonen Neutronen
Multiply by billions and billions and billions and billions…
Elektronen
Heliumatom
Wir bauen ein Atom
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Building an Atom
protons neutrons
Multiply by billions and billions and billions and billions…
electrons
Helium Atom
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Ergebnis – das Universum!
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Das ist aber nicht das Ende der Geschichte………
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Beschleunigerenergie
E=mc2Aus der Energie der Kollision ist etwas Neues
entstanden, das es einmal gegeben hat, das aber heute nicht mehr von alleine existiert!
C.-E. Wulz25
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Vor 13.7 Milliarden Jahren gab es mehr Teilchen im Universum als jetzt …
up
down
charm
strange
top
bottom
electron muon tau
electron neutrino
muon neutrino tau neutrino
Quarks Leptonen
C.-E. Wulz26
Kinderuni 2011
Kinderuni 2011
Der LHC ist eine Zeitmaschine!
C.-E. Wulz 27
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Was hält Proton, Neutron und die Atomkerne zusammen?
Kinderuni 2011C.-E. Wulz 29
Was hält Proton, Neutron und die Atomkerne zusammen?
TEILCHENAUSTAUSCH IST FÜR KRAFT VERANTWORTLICH!
Der Austausch von GLUONEN!
PROTON
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Dunkle Materie
C.-E. Wulz 30
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Dunkle Materie(23%)
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Dunkle Energie(73%)
Bekannte Materie(4%)
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Das Universum
dehnt sich aus
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Entwicklung des Universums
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Funkenkammer
Teilchen aus dem Weltall
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