Przewodnik po LHC.pdf

(4341 KB) Pobierz
104023188 UNPDF
Spis treści
faq
Fizyka cząstek
1
Podstawowe
informacje o LHC
15
Akcelerator
27
Detektory
37
Środowisko
49
10 fascynujących faktów
o LHC
55
Dodatek 1
56
Dodatek 2
57
i
Przewodnik po LHC
104023188.051.png 104023188.052.png 104023188.053.png 104023188.054.png 104023188.001.png 104023188.002.png 104023188.003.png 104023188.004.png
104023188.005.png 104023188.006.png 104023188.007.png 104023188.008.png 104023188.009.png 104023188.010.png 104023188.011.png 104023188.012.png
Fizyka cząstek
faq
Potęgi dziesięciu
Potęgi dziesięciu są powszechnie używane w izyce i technologii
informacji. W praktyce są to skróty dla bardzo małych i bardzo
dużych liczb.
Potęga
dziesięciu
Liczba
Skrót
10 –12
10 –9
10 –6
10 –3
10 –2
10 –1
10 0
10 1
10 2
10 3
10 6
10 9
10 12
10 15
0,000000000001
0,000000001
0,000001
0,001
0,01
0,1
1
10
100
1000
1 000 000
1 000 000 000
1 000 000 000 000
1 000 000 000 000 000
p (piko)
n (nano)
m (mikro)
m (milli)
k (kilo)
M (mega)
G (giga)
T (tera)
P (peta)
1
Przewodnik po LHC
104023188.013.png 104023188.014.png 104023188.015.png 104023188.016.png 104023188.017.png 104023188.018.png 104023188.019.png 104023188.020.png 104023188.021.png 104023188.022.png 104023188.023.png
Wewnątrz atomu
Fizyka cząstek bada najmniejsze obiekty występujące w Naturze.
Zaglądając do wnętrza tych bardzo małych i fundamentalnych
obiektów cofa się również bardzo daleko w czasie, bo aż do kilku
chwil po Wielkim Wybuchu. Poniżej przedstawione są wymiary
kilku obiektów, którymi zajmuje się izyka cząstek:
atom : 10 -10 m
jądro : 10 -14 m
kwarki :< 10 -19 m
Kwarki
Jeżeli protony i neutrony
miałyby średnicę 10 cm,
wówczas kwarki i elektrony
miałyby wielkość mniejszą
niż 0,1 mm, a cały atom
miałby średnicę około 10 km.
Więcej niż 99,99% atomu to
pusta przestrzeń.
Nukleon
u
u d
Proton
Elektron
J dro
Atom
Cz steczka
Materia
2
Przewodnik po LHC
104023188.024.png 104023188.025.png 104023188.026.png 104023188.027.png 104023188.028.png 104023188.029.png 104023188.030.png 104023188.031.png 104023188.032.png 104023188.033.png 104023188.034.png 104023188.035.png 104023188.036.png 104023188.037.png 104023188.038.png 104023188.039.png 104023188.040.png 104023188.041.png 104023188.042.png
Jednostki energii w izyce
W izyce stosuje się wiele jednostek energii. Dżule, kalorie i kilo-
watogodziny są jednostkami używanymi w różnych kontekstach.
Tylko dżul należy do międzynarodowego układu jednostek
(SI), ale wszystkie jednostki są między sobą powiązane poprzez
współczynniki konwersji. W izyce cząstek najczęściej używaną
jednostką energii jest elektronowolt (eV) i jego wielokrotności: keV
(10 3 eV), MeV (10 6 eV), GeV (10 9 eV) i TeV (10 12 eV). Elektronowolt
jest ‘wygodną’ jednostką, ponieważ w jednostkach powszechnie
używanych, energie cząstek - z którymi mają do czynienia
izycy - są bardzo małe. Jeżeli weźmiemy jako przykład LHC, to
całkowita energia zderzenia wynosi 14 TeV, co czyni to urządzenie
najpotężniejszym w świecie. Jeżeli tę wartość energii zamienimy
na dżule, to otrzymamy:
14 x 10 12 x 1,602 x 10 –19 = 22,4 x 10 –7 dżuli.
Jest to bardzo mała ilość energii w porównaniu na przykład do en-
ergii obiektu ważącego 1 kg i spadającego z wysokości 1 m, która
wynosi: 9,8 dżuli = 6,1 x 10 19 elektronowoltów.
Deinicja elektronowolta pochodzi z prostego stwierdzenia,
że pojedynczy elektron przyspieszony przez różnicę potencjałów
1 wolta ma dyskretną wartość energii E=qV dżuli, gdzie
q jest ładunkiem elektronu w kulombach, a V jest różnicą
potencjałów w woltach. Stąd: 1 eV = (1,602 × 10 –19 C)
x (1 V) = 1,602 x 10 –19 J.
3
Przewodnik po LHC
104023188.043.png 104023188.044.png 104023188.045.png 104023188.046.png 104023188.047.png 104023188.048.png 104023188.049.png 104023188.050.png
Zgłoś jeśli naruszono regulamin