Are we all made of stardust?

Είμαστε τελικάφτιαγμένοι από αστερόσκονη;

Θεόδωρος ΜερτζιμέκηςΤομέας Πυρηνικής Φυσικής & Στοιχειωδών Σωματιδίων

Friday, March 16, 12

καταρχάς...

Καλωσήλθατε!


Γιατί είμαστε εδώ σήμερα;


Θεόδωρος Μερτζιμέκης • http://v.gd/nuclear • tmertzi

περίγραμμα

εισαγωγή

Πυρηνική Φυσική: ένα πρωτογενές αντικείμενο

ένας γνωστός άγνωστος: ο πυρήνας

είμαστε τελικά από αστερόσκονη;

ποιοι δρόμοι ανοίγονται;


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


το άτομο


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


o πυρήνας

Π.Τσαρδακλή, Πυρήνας, 2010


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


o πυρήνας

Π.Τσαρδακλή, Πυρήνας, 2010


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


αλχημείαπρωτόλεια επιστημονική μέθοδος σε συνδυασμό με μυστικισμό

φιλοσοφική Λίθος, πανάκεια, μετατροπή σε Χρυσό

κι όμως η αλχημεία υπάρχει!


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


ραδιενέργεια

ανακαλύφθηκε το 1895

άνοιξε ένα νέο κόσμο στη Φυσική

χρήσιμη αλλά και επικίνδυνη. επικίνδυνη αλλά και χρήσιμη

Henri Becquerel


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


οι πρώτοι σύγχρονοι αλχημιστές

Curie

Wu

Goeppert-Mayer

Rutherford

Bohr

Fermi


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


τα ισότοπα

τα στοιχεία χαρακτηρίζονται από το Ζ (Χημεία!)

τα ισότοπα χαρακτηρίζονται από το Α

γιατί είναι τόσο σημαντικά τα ισότοπα;

Σήμερα γνωρίζουμε πάνω από 3000 ισότοπα~25% ανακαλύφθηκε τα τελευταία 15 χρόνια


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


αστάθεια ισοτόπων

η πλειοψηφία των ισοτόπων που ξέρουμε σήμερα είναι ασταθή (ραδιενεργά)

η μεταστοιχείωση συμβαίνει!

όλη η ύλη του σύμπαντος είναι αποτέλεσμα μεταστοιχειώσεων


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear

Θεόδωρος Μερτζιμέκης • http://v.gd/nuclear • tmertziFriday, March 16, 12

http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


ακτινοβολίες

β

α

γ


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


σχάση


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


σύντηξη


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


πρωτόνια - νετρόνια

στην καρδιά των ισοτόπων βρίσκονται οι δομικοί λίθοι: πρωτόνια - νετρόνια

αν εξαιρεθεί το φορτίο, τότε δε διαφέρουν μεταξύ τους. Μιλάμε πλέον για νουκλεόνια.

οι ιδιότητες των νουκλεονίων και των αλληλεπιδράσεών τους είναι στο κέντρο της έρευνας της Πυρηνικής Φυσικής


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


δυνάμεις στον πυρήνα

στη μικροσκοπική κλίμακα του πυρήνα έχουμε την ισχυρή πυρηνική δύναμη και την ασθενή πυρηνική δύναμη

μέχρι το τέλος της δεκαετίας του ’80 νομίζαμε ότι γνωρίζαμε το 90% των φαινομένων του πυρήνα

1987: δημιουργείται η πρώτη ασταθής δέσμη ---> ένας νέος κόσμος γεννιέται


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


terra incognita


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


terra incognita


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


τυπικό πείραμα

δέσμη

στόχος

ακτινοβολία

ανιχνευτής

μπαμ!


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


ραδιενεργές δέσμες

δέσμη

στόχος

ραδιενεργοί πυρήνες

δευτερογενής επιτάχυνση

RIB


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


RIBμικροί χρόνοι ζωής!

παραγωγή πυρήνων πολλές τάξεις μεγέθους συγκριτικά με σταθερές δέσμες

απαιτείται τεχνολογία αιχμής

επιταχυντές

ανιχνευτές

τεχνικές


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


RIBμικροί χρόνοι ζωής!

παραγωγή πυρήνων πολλές τάξεις μεγέθους συγκριτικά με σταθερές δέσμες

απαιτείται τεχνολογία αιχμής



τεχνικές


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear




http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear




http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


FRIB


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


SPIRAL2


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


ISOLDE@CERN


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


RIKEN


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


FAIR2


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


Ωραία όλα αυτά, αλλά

ΤΙ ΨΑΧΝΟΥΜΕ;


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


βασικά ερωτήματα σήμερα

ποια είναι η φύση των πυρηνικών αλληλεπιδράσεων;

τι συμβαίνει στα εξωτικά συστήματα;

από τι είναι φτιαγμένα τα άστρα;


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


πυρηνική δομήανταγωνισμός p-n

εξωτικές αναλογίες νετρόνια/πρωτόνια

γνωρίζουμε ελάχιστα για το μορφή παίρνει η ισχυρή δύναμη στα άκρα του ισοτοπικού πίνακα


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear






http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear






http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear






http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


μαγικοί αριθμοί

το πρότυπο των φλοιών συνοδεύεται από μαγικούς αριθμούς νουκλεονίων

με την έλευση των ραδιενεργών δεσμών παρατηρούμε ΤΕΛΕΙΩΣ διαφορετικούς αριθμούς στις ακραίες καταστάσεις (και άρα ΝΕΑ φαινόμενα)

Goeppert-Mayer


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


πυρηνική αστροφυσική

συγκεκριμένες διεργασίες έχουν δημιουργήσει όλα τα στοιχεία

στα άστρα αυτό συμβαίνει συνέχεια!

μπορούμε να προσομοιώσουμε τα άστρα;


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


άστρα στο εργαστήριο

r-process

rp-process

s-process

κύκλος CNO

σύντηξη στον ήλιο

αστέρες νετρονίων

υπερκαινοφανείς ---> αστερόσκονη!

Reaction network


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


σύνδεση με άλλες κλίμακεςυπάρχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον σε θεωρητικό επίπεδο για τη σύνδεση με μικρότερες κλίμακες.

συγκρούσεις βαρεών πυρήνων στον LHC (Pb+Pb)


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


εφαρμογές - ενέργεια


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


εφαρμογές - ιατρική


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


εφαρμογές - περιβάλλον

ραδόνιο

χρονολόγηση ορυκτών

επιπτώσεις πυρηνικών ατυχημάτων

μελέτη σεισμικών ρηγμάτων

αρχέγονα ραδιενεργά

γεωνετρίνα

...


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


εφαρμογές - ανάπτυξη/ασφάλεια

http://www.iaea.org/technicalcooperation/Home/Mulitmedia/Videos/index.html


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


"We are stardustWe are billion years old carbon

We are golden..."

~ Joni MitchellWoodstock 1969

“People they come togetherPeople they fall apartNo one can stop us now'Cause we are all made of stars”

~ Moby, 2002


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear


http://v.gd/nuclear

http://v.gd/nuclear

Education

Are we all made of stardust?