Čo prines o prinesú ú experimenty na LHC v CERN … · - EMCAL (’06) 17. Kvark-gluónov ... Test bench in Bratislava Detector Lab. for TPC IROC tests. 32. Installation of the

Praha, December 3rd, 2007 LHC – What Else! Karel Šafařík 1

Čo prinesú experimenty na LHC v CERN pre výskum štruktúry hmoty

a vývoja vesmíru

ČČo prineso prinesúú experimenty na LHC v CERN experimenty na LHC v CERN pre výskum pre výskum šštrukttruktúúry hmoty ry hmoty

a vývoja a vývoja vvesmesmííruru

Prof.

Branislav Sitár,

DrSc.

FMFI UK

Bratislava

ProfProf..

Branislav SitBranislav Sitáárr,,

DrSc.DrSc.

FMFI UKFMFI UK

BratislavaBratislava


Genfer See6000

scientists

Founded in 1954 (12 European Member States)Founded in 1954 (12 European Member States)Founded in 1954 (12 European Member States)

Today:20 European Member States1 Candidate for accession8 Observers:

USA, Japan, Indian, Russia, Israel, Turkey, EU and UNESCO

Today:20 European Member States1 Candidate for accession8 Observers:

USA, Japan, Indian, Russia, Israel, Turkey, EU and UNESCO

World’s largest Particle Physics Laboratory:10 000 Scientists from 62 countries use CERN’s large infrastructure

World’s largest Particle Physics Laboratory:10 000 Scientists from 62 countries use CERN’s large infrastructure


Urýchľovače v CERNe

Energie:

Linac

50 MeV

PSB

1.4 GeV

PS 28 GeV

SPS 450 GeV

LHC 7 TeV

LHC

LHC Dipól

Konštrukcia “Dva v jednom”

Pracovná teplota 1.9 K !Chladnejšie ako vo vesmíre...

Electrical Quality Assurance in the tunnel


VirusAtom

Proton

Big Bang

Radius of Earth

Radius of Galaxies

Earth to Sun

Universe

cmStudy physics laws of first moments after Big Bang

increasing Symbiosis between Particle Physics,Astrophysics and Cosmology

Super-Microscope

LHC

HubbleALMA

VLT

WMAP

99

Častice a sily prírodySily sú

realizované

výmennými časticami –

kvantami poľa

?

Higgsove

časticeVákuum=Higgsov

kondenzát

Zatiaľ neobjavené

10

p-p interakcie v LHCp-p interakcie v LHC

gg

gg

W/ZW/Z

W/ZW/Z


Big Bang

Expansion


Particle mass ?Particle massParticle mass ?

Examples of fundamental questions: Particle Physics and Cosmology

Examples of fundamental questions: Particle Physics and Cosmology

Unification of Forces ?Unification of Forces ?Unification of Forces ?

Dark Matter ?Dark MatterDark Matter ??

Matter-Antimatter Asymmetry?MatterMatter--Antimatter Asymmetry?Antimatter Asymmetry?

Answers to open questionsAnswers to open questionsLHC at CERNLHC at CERN

LHCLHC

Enter a New Era in Fundamental ScienceEnter a New Era in Fundamental Science

Start-up of the Large Hadron Collider (LHC), one of the largest and truly global scientific projects ever, is the most exciting turning point in particle physics.

Start-up of the Large Hadron Collider (LHC), one of the largest and truly global scientific projects ever, is the most exciting turning point in particle physics.

Exploration of a new energy frontier Proton-proton collisions at ECM = 14 TeV

Exploration of a new energy frontier Proton-proton collisions at ECM = 14 TeV

LHC ring:27 km circumference

CMS

ALICE

LHCb

ATLAS

14

ATLAS

High energy event on ATLAS

15

Praha, December 3rd, 2007 LHC – What Else! Karel Šafařík 16ALICE Set-up

HMPID

Muon Arm

TRD

PHOS

PMDITS

TOF

TPC

Size: 16 x 26 metersWeight: 10,000 tons

Added since 1997:-V0/T0/ACORDE- TRD(’99)- EMCAL (’06)

17

Kvark-gluónová

plazma v zloženom jadre

18

Rekonštrukcia zrážky jadier Pb s energiou 287 TeV v Alice

Zrážka Pb

–

Pb

pri 2,76 TeV/NN v ALICE

Bratislava, December 1st, 2010 19

Zrážka Pb

–

Pb

pri 2,76 TeV/NN v ALICE nízkoenergetické

častice


Zrážka Pb

–

Pb

pri 2,76 TeV/NN v ALICE nízkoenergetické

častice


Zrážka Pb

–

Pb

pri 2,76 TeV/NN v ALICE vysokoenergetické

častice


Zrážka Pb

–

Pb

pri 2,76 TeV/NN v ALICE vysokoenergetické

častice


Zrážka Pb

–

Pb



Zrážka Pb

–

Pb



Štúdium kvark-gluónovej

plazmy v CERN

• Detailné

štúdium vlastností

nového stavu hmoty kvark- gluónovej

plazmy

• Vysoká

multiplicita

nabitých častíc. Vznikne

aj vyše 10 000 častíc pri

zrážke

Pb-Pb

• Kvark-gluónová

plazma má

vlastnosti ako perfektná, nízkoviskózna

kvapalina

• Pozoruje sa potlačenie jetov

(jet

quenching) –

potlačenie procesu hadronizácie

-

signatúra QGP

• Štúdium fázového prechodu a uväznenia (confinement) kvarkov –

v prírode sa voľné

kvarky

nenachádzajú

• Produkcia antijadier

H, D, T v ALICE


Experimentálne ciele na LHC v CERN

Objav Higgsovho bozónuObjav supersymetrických častícHľadanie temnej hmotyHľadanie temnej energieHľadanie mikro čiernych dierHľadanie extradimenziíŠtúdium kvark – gluónovej plazmyProdukcia antijadier - ALICE Produkcia antivodíka – exp. ALPHA, ATRAPŠtúdium asymetrie hmota - antihmota


Slovakia and CERN

Participating Institutes in Participating Institutes in ALICE:ALICE:

Comenius University Bratislava Comenius University Bratislava (Prof. (Prof. Branislav Sitar)Institute of Experimental Physics of the Slovak Academy of Sciences, Košice

(Prof. Ladislav Sandor)

TPC: BratislavaBratislavaProduction and Production and

test of 26 readout test of 26 readout chamberschambers

at Bratislava at Bratislava Detector Detector

LaboratoryLaboratory

TPC:TPC:

ready for transport to cavern

Pixel detector:Košice

Electronics for readout

Pixel detector installation

Slovakia and CERN

Participating Institutes in Participating Institutes in ATLAS:ATLAS:

Comenius University Bratislava Comenius University Bratislava ((DocDoc. . Stanislav Tokar)Institute of Experimental Physics of the Slovak Academy of Sciences, Košice

(Doc. Dušan Bruncko)

Electronics cards for LAr endcap calorimeter:

Košice

Tile calorimeter:Tile calorimeter:BratislavaBratislavaIron tiles produced Iron tiles produced in Dubnicain Dubnica

Tile calorimeter in test beam

Lifting devices for calorimeter modules produced in Prešov

30

Výroba ALICE TPC IROC komôr

v Detektorovom laboratóriu na FMFI UK Bratislava

Winding machine Production of IROC in a high precision Assembly system

31

Test bench in Bratislava Detector Lab. for TPC IROC tests.

32

Installation of the Alice TPC

Slovak physicists and engineers took part in Alice TPC installation at CERN

The LHC Computing Grid – orig. by R. Otto, CERN

• More than 140 computing centres

• Over 100 000 CPU• CERN (Tier-0) • eleven Tier-1s

• 35 countries involved• million computing jobs

a day

World LHC Computing Grid (WLCG)

34

Počítačová

farma

FMFI pripojená

na WLCG

Rok 2010: 360 procesorov, 240 Terabytov

dátové

úložisko

Prínosy spolupráce pre priemysel SR Prenos

technológií

• Slovenské

podniky sa aktívne zapájajú

do dodávok technologických zariadení

do CERN –

v databáze CERN je okolo 55 slovenských podnikov

• Návratnosť

investícií

do CERN v posledných rokoch je vysoká

–

okolo 2,5• V tomto ukazovateli sme na druhom mieste

v CERN

• Najväčší

dodávatelia: SES Tlmače

–

stovky kryogénnych

nádob pre LHC• VVÚ

ZŤS Košice –

presné

ukladanie magnetov do LHC

• Spoluprácou s CERN získavajú

naše firmy know-how

o najmodernejších technológiách, čo môžu uplatniť

aj pri iných projektoch

• Slovensko má

ako členská

krajina CERN nárok na všetky vynálezy a technológie vyvinuté

v CERN • Prenosu technológií

z CERN do členských krajín sa venuje veľká

pozornosť

35

Slovakia and CERNContributions from Slovakia Industry to LHC projectContributions from Slovakia Industry to LHC project

Robots carry LHC magnets and align them with magnet support

jacks made by VVÚ ZTS KošiceBlue cryostat for

LHC dipoles produced at SES

Tlmače

LHC award to ZTS

Návratnosť

investícií do CERN 2,6 v posledných troch rokoch

Návratnosť

investícií do CERN 2,6 v troch posledných rokoch

Prínosy spolupráce pre vzdelávanie

• Každý rok sa obhajuje niekoľko diplomových prác a PhD

dizertácií

na výskume spojenom s CERN

• V CERNe

je každoročne na krátkodobých pobytoch okolo 20-25 študentov

• V CERNe

pracuje na dlhodobých kontraktoch 23 väčšinou mladých Slovákov

• V roku 2010 bolo vďaka grantovej

schéme Ministerstva školstva SR na polročných pobytoch v CERNe

24 študentov –

pracovali s najlepšími fyzikmi v CERNe. Výsledky sú

vynikajúce. • Táto schéma bude pokračovať

• Študenti pracujú

na najväčšej počítačovej sieti na svete –

LHC Computing

Grid, dáva im to prakticky neobmedzené

výpočtové

kapacity.

• Z CERNu

máme bezplatne celú

počítačovú

knižnicu, ktorú

by si Slovensko nemohlo dovoliť

37


The Mission of CERNThe Mission of CERN

• Push back

the frontiers of knowledgeStructure of the matterStructure of the matterSecrets of the Big Bang

• Develop

new technologiesInformation technology -

the Web and the GRIDLarge scale use of superconductivityDevelopment of accelerator technologiesDevelopment of future energy sources –

help to ITERMedicine -

diagnosis and therapy

• Train

scientists and engineers of tomorrow

• Unite

people from different countries and cultures

39

Ďakujeme za podporu:Vedeniu UK

Ministerstvu školstvaVedeniu FMFI UKKolegom z KJFBSvojim blízkym

ĎĎakujeme za podporu:akujeme za podporu:Vedeniu UKVedeniu UK

Ministerstvu Ministerstvu šškolstvakolstvaVedeniu FMFI UKVedeniu FMFI UKKolegom z KJFBKolegom z KJFBSvojim blSvojim blíízkymzkym

40

Európska stratégia časticovej fyziky

• Európska komisia a CERN podpísali zmluvu o spolupráci

• CERN koordinuje európsku stratégiu časticovej fyziky (ESPP)• Rada CERN schvaľuje Európske projekty

• Hlavným projektom

ESPP je LHC

• CERN koordinuje projekty v oblasti podzemných neutrínových laboratórií

v Európe

• CERN koordinuje projekty astro-časticovej

fyziky

• CERN plánuje účasť

v International

Liner

Collider

(0.5 –

1 TeV)

• CERN pripravuje projekt nového lineárneho urýchľovača CLIC (3 TeV)

Documents

Čo prines o prinesú ú experimenty na LHC v CERN … · - EMCAL (’06) 17. Kvark-gluónov ... Test bench in Bratislava Detector Lab. for TPC IROC tests. 32. Installation of the