=%3 fiso 8859 1%3 fq%3 f presentaci=f3 cap=2 eppt%3 f=[1]
TRANSCRIPT
![Page 1: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/1.jpg)
La Física en l’era del LHC
Oriol Domènech CotsUniversitat Autònoma de Barcelona
![Page 2: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/2.jpg)
Programa
• Les teories de la física que descriuen la natura.
• Problemes i limitacions dels models físics actuals.
• El LHC.
• Importància del LHC en la comprensió de l’univers.
![Page 3: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/3.jpg)
Les Forces Fonamentals
La nostre comprensió de la natura es basa en el coneixement de les quatre interaccions fonamentals:
![Page 4: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/4.jpg)
Les Teories de la Natura
Per tal de descriure aquestes quatre forces fonamentals disposem de dues teories:
• Model Estàndar: aquest model explica la natura a escala subatòmica.
• Relativitat general: teoria que descriu l’univers a gran escala.
![Page 5: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/5.jpg)
El Model Estàndar
El model estàndar és la teoria que descriu el comportament de les partícules fonamentals
![Page 6: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/6.jpg)
El Model Estàndar
La nostre visió de l’àtom i dels seus constituents és complexa però profunda.
![Page 7: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/7.jpg)
Model Estàndar
El model estàndar descriu amb èxit 3 de les 4 forces fonamentals de la natura.
![Page 8: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/8.jpg)
Model Estàndar
La visió moderna de com actuen aquestes forces és a través de l’intercanvi de bosons
Electromagnetisme
Fotó
![Page 9: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/9.jpg)
Model Estàndar
Força Nuclear Forta
Força Nuclear Dèbil
![Page 10: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/10.jpg)
Model Estàndar
Aquesta teoria ha canviat la nostra concepció de la natura a nivell sub-atòmic, així com la nostra manera d’entendre la matèria.
![Page 11: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/11.jpg)
Model Estàndar
També ha canviat la nostra manera de veure les interaccions entre partícules.
![Page 12: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/12.jpg)
Relativitat General
La relativitat general és la teoria que descriu l’univers a gran escala
![Page 13: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/13.jpg)
Relativitat General
Aquesta teoria ha canviat radicalment la nostre concepció l’espai i el temps i la nostra visió de l’univers.
La gravetat s’entén com una
deformació de l’espai-temps
provocada per la presència
de massa
![Page 14: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/14.jpg)
Relativitat General
Els planetes segueixen trajectòries “rectes” en l’espai corvat, són les anomenades geodèsiques.
![Page 15: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/15.jpg)
Relativitat General
Altres conseqüències d’aquesta teoria són:
• L’únivers és finit
• L’univers no és estàtic sinó
que es troba en expansió
![Page 16: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/16.jpg)
Relativitat General
La relativitat general, per tant, descriu perfectament bé la quarta força fonamental de la natura, la gravetat.
![Page 17: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/17.jpg)
Problemes principals
• No existeix una visió unificada de les quatre forces fonamentals en el marc d’una teoria única.
Som incapaços d’entendre l’origen de l’univers i els forats negres.
![Page 18: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/18.jpg)
Problemes principals
Tenim teories que unifiquen les 4 forces, però encara no han estat verificades experimentalment:
• Supersimetria i supergravetat• Dimensions Extra• Teories de Gran Unificació (GUT)• (Teoria de Cordes)
![Page 19: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/19.jpg)
Problemes principals
• El Model Estàndar prediu
l’existència d’una partícula
que encara no ha estat
descoberta, el bosó de Higgs.
Aquesta partícula és fonamental
per entendre la massa de la resta
de partícules fonamentals
![Page 20: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/20.jpg)
Problemes principals
• L’expansió accelerada de l’univers només s’explica si acceptem l’existència de la matèria fosca i l’energia fosca. No obstant, desconeixem per complet ambdues coses.
![Page 21: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/21.jpg)
Problemes principals
• Materia fosca: S’ha detectat la seva existència a partir d’observacions en galaxies espirals, però no se sap quina és la seva naturalesa
![Page 22: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/22.jpg)
Problemes principals
• Energia fosca: Tot i que sabem que és la responsable del 74% de l’energia total de l’univers desconeixem per complet el seu origen.
La teoria més acceptada avui en dia proposa que l’energia fosca és una energia constant que omple tot l’espai (Constant Cosmològica).
![Page 23: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/23.jpg)
LHC
El LHC és un accelerador de partícules ubicat a la ciutat de Ginebra, en les instal·lacions del CERN
![Page 24: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/24.jpg)
LHC
• El LHC fa colisionar protons amb antiprotons per tal d’obtenir una gran quantitat d’energia, que posteriorment es transformarà en noves partícules.
![Page 25: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/25.jpg)
LHCPer tal de realitzar les col·lisions s’envien 3.000 paquets formats per 100.000 milions de partícules. Quan dos paquests es creuin només es produiran, de mitjana, 20 col·lisions.
No obstant els paquests es creuen 30 milions de vegades per segon. Això vol dir que cada segon es produiran 600 milions de colisions protó-antiprotó
![Page 26: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/26.jpg)
LHC
• Les partícules s’acceleren en una órbita circular, per mitjà de forts camps magnètics. Aquests camps magnètics es generen a través d’imants superconductors, els quals es troben a una temperatura de 1.9 Kelvin (-271º C).
![Page 27: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/27.jpg)
LHC
• A través de les colisions protó-antiprotó haurem de ser capaços de generar el bosó de Higgs, que és la partícula que falta per tal de completar el Model Estàndar.
• També haurem de ser capaços de distingir quina teoria hi ha més enllà del Model Estàndar i la Relativitat General (Supergravetat, Dimensions Extra, GUT, ???)
![Page 28: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/28.jpg)
LHC
• Podrem explorar en l’origen de la materia i l’energia fosca. Aquest fet és crucial per entedre el nostre univers donat que entre les dues sumen un 96% de la seva energia/massa total.
![Page 29: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/29.jpg)
LHCSi completem aquests objectius podrem:
• Entendre l’univers des del punt de vista d’una teoria més Entendre l’univers des del punt de vista d’una teoria més fonamentalfonamental
• Entendre que és realment la matèria i energia fosquesEntendre que és realment la matèria i energia fosques• Comprendre les lleis de la física just després del Big BangComprendre les lleis de la física just després del Big Bang
![Page 30: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/30.jpg)
LHC
Algunes curiositats sobre el LHC:
• L’anell del LHC té un perímetre de 27 km, excavat a una profunditat d’entre 50 I 150 metres.
• Els (anti-) protons són accelerats fins al 99.9999991% de la velocitat de la llum.
• El cost total del projecte s’estima en uns 6.000 milions d’euros.
![Page 31: =%3 Fiso 8859 1%3 Fq%3 F Presentaci=F3 Cap=2 Eppt%3 F=[1]](https://reader035.vdocumento.com/reader035/viewer/2022062705/55671472d8b42a8e528b5752/html5/thumbnails/31.jpg)
LHC
• En aquest projecte hi participen 10.000 científics i enginyers de 100 universitats i laboratoris diferents (entre els quals hi ha universitats i institucions españoles com l’Institut de Física d’Altes Energies, IFAE)