E quindi? Quello che (ancora) non sappiamo dell Universo. Barbara Sciascia (LNF-INFN)

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1 Barbara Sciascia (LNF-INFN) 15 marzoo 2017 International Masterclass 2017 Laboratori Nazionali di Frascati - INFN E quindi? Quello che (ancora) non sappiamo dell Universo 1

2 Acceleratori di particelle Accelerazione al plasma [Molto altro è stato discusso ieri da D. Alesini] 2

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5 Positron Emission Tomography (PET) Courtesy of Siemens 5

6 Materia e Antimateria Dirac Anderson 6

7 Materia e Antimateria Credits: Hitoshi Murayama 7

8 Radiazione cosmica di fondo WMAP, Planck,

9 Materia e Antimateria Credits: Hitoshi Murayama 9

10 Materia e Antimateria Credits: Hitoshi Murayama 10

11 [Dalla lezione di V. Barone] Violazione di CP 11

12 [courtesy of Jim Cronin] Violazione di CP Layout of dipion spectrometer to detect K L! π + + π - 12

13 [courtesy of Jim Cronin] Violazione di CP 13

14 [courtesy of Jim Cronin] Violazione di CP 14

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16 Angeli e Demoni Creazione di atomi di anti-materia: la prima volta 9 atomi in 3 settimane, oggi decine di migliaia al giorno. 10 milioni di miliardi di volte per riempire un palloncino (cioè molti miliardi di anni) Potere distruttivo: con 0.5 g di anti-materia stesso effetto di una bomba nucleare da 20 kton, ma ci metteremmo miliardi di anni per produrla è poco probabile che chiunque voglia aspettare così a lungo. Costi: l anti-materia ha solo 1 decimiliardesimo dell energia usata per produrla. Tutta l anti-materia finora prodotta al CERN potrebbe fornire energia per una lampadina per pochi minuti. 16

17 [Dalla lezione di V. Barone] CKM Credits: Asimmetrie 17

18 Modello Standard Credits: Asimmetrie 18

19 Modello standard della chimica 19

20 Credits: Asimmetrie 20

21 Credits: Asimmetrie 21

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25 [Dalla lezione di V. Barone] Modello Standard 25

26 Modello Standard 26

27 Modello Standard? Credits: Asimmetrie 27

28 Credits: Asimmetrie [PDG 2014: Materia ordinaria 5% Materia oscura 27% Energia oscura 68%] 28

29 Materia e Materia Oscura 29

30 Materia e Materia Oscura 30

31 Materia e Materia Oscura 31

32 Modello Standard Cosmologico Credits: Asimmetrie 32

33 Materia e Materia Oscura Credits: Asimmetrie 33

34 Lo zoo oscuro Credits: Asimmetrie 34

35 Inflazione Credits: Asimmetrie 35

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39 supernova stella di neutroni buco nero Credits: Asimmetrie 39

40 [Dalla lezione di V. Barone] Relatività generale 40

41 Relatività generale 41

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44 Credits: Asimmetrie Gravitational lensing 44

45 Pulsar PSR [Hulse e Taylor] Credits: Asimmetrie 45

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48 GW

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52 Credits: Asimmetrie 52

53 Credits: Asimmetrie Teoria delle stringhe (?) 53

54 Buco nero a LHC? Accusa: Difesa: en/lhc/safety-en.html 54

55 Buco nero a LHC? Buchi neri: non necessari né previsti da nessuna teoria; in alcune teorie esotiche solo un limite superiore alla possibilità che si formino. In ogni caso, come ESCLUDERE la possibilità di un disastro ambientale? Evidenza empirica dai Raggi Cosmici - In 5 miliardi di anni10 22 urti/a sulla Terra con energia superiore a LHC - In10 anni di operazione per LHC: LHC (p-p) Solo la Terra /10 17 =10 5, ma aggiungendo le stelle della Galassia simili al Sole: /10 17 = Aggiungendo le altre galassie 55

56 Approfondimenti Libri: L universo elegante di B. Greene, Einaudi La legge fisica di R.P.Feynman, Adelphi I primi tre minuti di S. Weinberg, Mondadori. La particella di Dio di L.Lederman, Mondadori Particelle familiari di M. Delmastro, Laterza Asimmetrie, rivista semestrale dell INFN ( in particolare AS6 [acceleratori], AS7 [antimateria], AS8 [bosone di Higgs], AS11 [simmetrie], AS14 [massa], AS16 [1964], AS18 [#NuovaFisica], AS21 [next] TED talks ( cercate B. Cox, B. Greene. Corsi universitari online:

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60 Mediatori delle forze 60

61 LHC 61

62 Energia a LEP LA LUNA LEP a mezzanotte e circa ~300 µm piu lungo che a mezzogiorno e ± vedono meno campo magnetico E e piu piccola Variazioni fino a~ 20 MeV ma l effetto e ben capito e viene corretto 62

63 PET Wikimedia Commons 63

64 Leonardo da Vinci (Royal library Windsor) Ostinatamente curiosi 64

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66 Arno Penzias e Robert Wilson 66

67 Credits: Asimmetrie CKM 67

68 Il bosone di Higgs 68

69 Il bosone di Higgs 69

70 GW

71 GW

72 La forza della tradizione Introduction 1 Figure 2: Ahistoricalperspectiveofvaluesofafewparticleproperties tabulated in this Review as a function of date of publication of the Review. A full error bar indicates the quoted error;a thick-lined portion indicates the same but without the scale factor. 72

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74 Vedere le particelle? [ 74

75 Modello Standard: 130 anni di scoperte 75

76 Emmy Noether 76

77 William Gosset Credits: Asimmetrie 77

78 Credits: Asimmetrie 78

79 Teorie efficaci e scale di energia 79

80 Fisica delle alte energie m zanzara = 1 g v zanzara = 1 m/s LHC(2015): 13 TeV E zanzara = 10-3 J = ev = TeV 80

81 Supersimmetria Credits: Asimmetrie 81