Abbiamo scoperto il bosone di Higgs. Scienza Estate giugno 2013

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1 Abbiamo scoperto il bosone di Higgs Scienza Estate giugno 2013

2 La materia è fatta di atomi Elettroni, in orbite ben definite N. Bohr, Premio Nobel 1922 Un nucleo, formato da protoni e neutroni

3 Dall atomo al quark

4 Il protone non è elementare.. Ma è composto da tre particelle più piccole, i quarks. Gell-Mann diede questo nome ai componenti del protone (~1964): Three quarks for Muster Mark! James Joyce, Finnegan s Wake Il protone= uud Il neutrone=ddu

5 Matter particles Il modello standard delle particelle Force particles Tutta la materia è fatta di quarks e di leptoni. Quarks e leptoni sono fermioni dal nome del fisico italiano Enrico Fermi. In particolare noi siamo fatti di quarks u,d e di elettroni.

6 Matter particles Il modello standard delle particelle Force particles Quarks e leptoni interagiscono mediante 4 forze fondamentali e la loro massa viene dalla particella di Higgs. I mediatori delle 4 forze e la particella di Higgs sono bosoni dal nome del fisico indiano Bose. I bosoni W,Z sono stati scoperti da Carlo Rubbia al CERN, premio Nobel 1983.

7 Il bosone di Higgs Nel modello standard, le particelle non hanno massa. Per avere massa nella teoria, Peter Higgs, insieme ad altri 5 teorici, ha ipotizzato nel 1964 un meccanismo che prevede l esistenza di questa nuova particella. Una persona con importanza incontra resistenza (acquista massa ) Peter Higgs

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9 4 luglio 2012 scoperta di una nuova particella al CERN con le caratteristiche del bosone di Higgs

10 4 luglio 2012 scoperta di una nuova particella al CERN con le caratteristiche del bosone di Higgs

11 Abbiamo ancora tante domande I quark e leptoni, sono gli ultimi componenti della materia? Cosa è successo pochi istanti dopo il Big Bang? Esiste la supersimmetria? Perchè nel mondo prevale la materia sull antimateria? Esistono altre dimensioni oltre alle 4 dimensioni spazio-tempo? Perchè la materia ordinaria è solo il 4%?...

12 Il CERN e il Large Hadron Collider (LHC)

13 CERN, centro di ricerca subnucleare a Ginevra dove lavorano circa fisici da tutto il mondo. Dicembre 2012, conferito al CERN lo stato di osservatore all ONU, come esempio di collaborazione scientifica tra i paesi.

14 Il CERN e l LHC LHC, acceleratore protone-protone di circa 27 km di circonferenza

15 LHC I protoni si scontrano con una velocità che è il % di quella della luce, e questo avviene 40 milioni di volte al secondo Nei tubi del fascio, il vuoto è 1/10 di quello sulla luna. I magneti sono superconduttori ad una temperatura di -271 gradi C.

16 Quattro esperimenti sotto terra

17 Le collisioni protone-protone L energia dei protoni accelerati si trasforma in altre particelle, ad energie e frequenze mai viste finora E = mc 2 c= km/sec

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19 Il rivelatore ATLAS è grande come una cattedrale ed è un vero capolavoro di tecnologia. È come una macchina che fotografa la collisione, facendo circa 300 foto al secondo.

20 Il rivelatore CMS

21 Il tracciatore di Silicio di CMS Firenze ha partecipato alla sua costruzione. L Italia contribuisce come manpower e finanziamenti al 15% di CMS

22 CERN: Where the WEB Was born Nel 1989, Tim Berners Lee lavorava al CERN quando inventò il web, insieme a Robert Cailliau vago ma interessante, gli disse il suo capo di allora

23 La prossima rivoluzione: la GRID Una rete di computers e reti, sparsi in tutto il mondo e collegati come nella rete elettrica

24 Grazie per la vostra attenzione! E se capitate a Ginevra per turismo, prendete il tram 18 dalla stazione di Cornavin per il CERN e visitate la mostra Microcosmo e il Globe (sono gratis e molto interessanti)

25 Il modello standard: le 4 forze

26 Forza= scambio di bosoni Come due pattinatori sul ghiaccio che si scambiano una palla, le particelle si scambiano un bosone Ad es. forza elettromagnetica tra due elettroni

27 16 miliardi di anni fa il Big Bang, cosa è successo nei primi istanti?

28 Siamo solo il 4% nell Universo, cos è il resto? Esperimento WMAP che ha misurato la radiazione di fondo nel cosmo, risultato del Big Bang