T Hebbeker Jan 2002 Seminar SS 2002 RWTH

T. Hebbeker Jan. 2002 Seminar SS 2002 RWTH: Moderne Methoden/Experimente der Teilchen- und Astroteilchenphysik Berger, Böhm, Flügge, Grünewald, Hebbeker, Mnich, Struczinski, Wallraff § Elementarteilchenphysik/Astroteilchenphysik § Seminarthemen § Organisation http: //www. physik. rwth-aachen. de/~hebbeker/sem 02. html

Das Standardmodell der Teilchenphysik T. Hebbeker Jan. 2002 Materie: Spin ½ - Fermionen: Leptonen: Quarks: Wechselwirkungen: Spin 1 – Eichbosonen: elektroschwach: stark: Photon g masselos Z-Boson Z 91 Ge. V W-Boson W+ W- 80 Ge. V Gluon g masselos (Fast) alle experimentellen Daten werden akkurat beschrieben!

Teilchenphysik und Astrophysik T. Hebbeker Jan. 2002 Dunkle Materie = Neutralino ? (Supersymmetrie) Teilchenbeschleuniger untersuchen Prozesse s nach dem Urknall Materie- Antimaterie. Asymmetrie ?

Fundamentale Fragen • • • T. Hebbeker Jan. 2002 Gibt es das Higgs-Boson ? 1, 16 Gibt es Korrekturen zum Standardmodell ? 17, 18 Ist die Natur „supersymmetrisch“ ? 10, 16 Haben Neutrinos eine Masse ? 6, 7 Gibt es genau 3 Familien ? Warum ? Verstehen wir die Gravitation ? 10, Dunkle Materie ? 11 Dunkle Energie ? 14 Warum ist das Universum „flach“ ? 13 Wie funktionieren kosmische Beschleuniger ? 19 Gibt es Antimaterie im Universum ? Warum nicht ? . . . 12

T. Hebbeker Jan. 2002 Methoden der experimentellen Teilchenphysik Werkzeuge: • Teilchenbeschleuniger • Teilchendetektoren Unschärferelation: Neue schwere Teilchen (Masse m): HOHE Studium der Kräfte bei hohen Energien: ENERGIE ! (Big Bang!)

Mögliche Seminarthemen (Teilchenphysik) T. Hebbeker Jan. 2002

T. Hebbeker Jan. 2002 (3) Astroteilchenphysik • geladene kosmische Strahlung • hochenergetische Photonen • Neutrinos (Supernovae, Sonne, ? ) • Antimaterie-Kerne ? • Dunkle Materie ?

(4) Grundlagen von Teilchendetektoren (9) Grossdetektoren an Hadronkollidern T. Hebbeker Jan. 2002

T. Hebbeker Jan. 2002 (5) Einführung in Teilchenbeschleuniger

T. Hebbeker Jan. 2002 (6) Atmosphärische Neutrinos (7) Solare Neutrinos Neutrino-Sorten wandeln sich ineinander um! Neutrinos haben Masse !

T. Hebbeker Jan. 2002 (8) Messungen zur CP-Verletzung P 1964: 2001: C Materie-Antimaterie-Asymmetrie!

T. Hebbeker Jan. 2002 (10) Dunkle Materie – Experimentelle und Theoretische Grundlagen Simulation Materieverteilung Universum Halo um Galaxien ?

T. Hebbeker Jan. 2002 (11) Die Suche nach Dunkler Materie – Experimente auf der Erde und im Weltraum CRESST AMS

(12) Suche nach Antimaterie im Weltraum Antigalaxien ? Antisterne ? Antiatome ? Antikerne ! T. Hebbeker Jan. 2002

T. Hebbeker Jan. 2002 (13) Neue Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung Flachheit des Raumes ? Galaxienentwicklung ? . . .

T. Hebbeker Jan. 2002 (14) Messung der kosmologischen Expansion mit Supernovae Typ Ia Helligkeit = „Standardkerze“ Alter

T. Hebbeker Jan. 2002 (15) Gamma Ray Burster mysteriöse kurze (Sekunden - Tage) hochenergetische Ausbrüche extragalaktisch ? Quellen ? Energie ? „Nachglühen“ (sichtbares Licht)

T. Hebbeker Jan. 2002 (16) Suche nach dem Higgs-Boson und anderen neuen Teilchen Higgs: Neutrales Spin-0 Boson Fundamental: erzeugt Masse aller Teilchen ! Erzeugung und Zerfall bei LEP: