il cern e i segreti dell'universo
alla scoperta del mondo infinitamente piccolo
Papetti Eugenia, Bellani Francesco, Rusconi Enrico e Pagliara Luca
START
indice
Storia del CERN
Storia delle particelle
Modello standard
Perché accelerare le particelle?
Storia degli acceleratori
La storia del cern
01
storia del cern
1952
GINEVRA E' LA PRESCELTA
Si sceglie come sede Ginevra e Amaldi è nominato segretatio generale
1945
DOPOGUERRA
l’idea di un laboratorio internazionale dedicato alla fisica degli acceleratori
1950
CONGRESSO DI FIRENZE
Il progetto si sta concretizzando tra i più grandi fisici europei del tempo
1953
E' QUASI TUTTO PRONTO
12 stati membri gettano le basi per la nascita del " Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare"
2014
TANTI AUGURI!
Il cern spegne 60 candeline
1954
NASCE IL CERN
La convenzione entra formalmente in vigore il 29 settembre
la storia delle particElle
02
la filosofia atomista
- Empedocle postula l'esistenza di quattro elementi primitivi o radici acqua terra aria e fuoco
- Democrito afferma che gli atomi sono eterni, immutabili, indivisibili queste caratteristiche sono quelle che lo accomunano all'essere di Parmenide.
- Nell'atomismo di Leucippo (che deve essere distinto da quello di Democrito) la materia è costituita da elementi microscopici, contenuti nello spazio infinito, considerato vuoto.
IL CORPULARISMO
Il corpuscolarismo si differenzia dall'atomismo in quanto i corpuscoli sono solitamente dotati di una proprietà propria e sono ulteriormente divisibili.
- Ad esempio Newton, sostenitore della teoria atomica corpuscolare, riteneva che la luce fosse formata da particelle che: si propagavano in tutte le direzioni in linea retta nel vuoto che al tempo veniva indicato come ETERE
DALTON E Менделеев
Per Dalton la materia è costituita da “elementi” con peso e proprietà a chimiche differenti. La più piccola parte di ciascun elemento, capace di esistere senza perdere le sue proprieta chimiche, corrisponde ad un atomo. Il chimico russo dimitri mendeleev nel 1869 sarà il primo a ordinare gli elementi chimici sulla base del numero atomico Z in ordine crescente.
Brown ( moto browniano)
si fa riferimento al moto disordinato di particelle sufficientemente piccole (aventi diametro dell'ordine del micrometro) da essere sottoposte a una forza di gravità trascurabile, presenti in fluidi o sospensioni fluide o gassose (ad esempio il fumo), e osservabile al microscopio. Il fenomeno fu scoperto agli inizi dell'Ottocento dal botanico scozzese Robert Brown, e modellizzato nel 1905 dal fisico teorico tedesco Albert Einstein.
moto browniano in particelle solide di acqua
roentgen ed i tubi catodici
Il nome di Roentgen è legato alla scoperta della radiazione elettromagnetica nell'intervallo di frequenza oggi noto come raggi X . Quello che Röntgen aveva scoperto era che in certe condizioni gli elettroni che vengono normalmente emessi dai tubi catodici emettono una radiazione elettromagnetica con la capacità di penetrare quasi qualsiasi materiale. Nella storia della scienza è accaduto assai raramente che una scoperta sia stata divulgata così rapidamente come è avvenuto per i raggi X e che abbia avuto tanto impatto sull'opinione pubblica. A suscitare particolare interesse furono le foto che mostravano le sensazionali applicazioni dei raggi in ambito medico.
tubi catodici
THOMPSON
Becquerel e curie
scopre l’elettrone grazie all’utlizzo del tubo catodico, notando la natura corpuscolare delle particelle subatomiche e ne comprese la carica negativa
y to hold stunning creativity, experiences and stories.
Marie Curie confermò sperimentalmente la teoria di Becquerel, battezzando il fenomeno col nome di "radioattività". Grazie a questa scoperta Marie Curie condivise, con il marito Pierre e con Becquerel, il Premio Nobel per la Fisica nel 1903.
Title 2
Title 2
RUTHERFORD
BBOHR
This paragraph is ready to hold stunning creativity, experiences and stories.
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Subtitle
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Rutherford propugnò l'idea che l'atomo fosse una specie di piccolo sistema planetario, dove gli elettroni si comportano come satelliti che ruotano velocemente intorno al nucleo, che se ne resta tranquillo e pesante al centro: ovvero, il cosiddetto modello planetario dell'atomo composto da particelle alfa (protoni), beta (elettroni) e gamma (fotoni).
Il modello atomico di Bohr spiega bene il comportamento spettroscopico dell'idrogeno e, in parte, quello di alcuni metalli alcalini come il litio ed il sodio ma è del tutto inadeguato per l'interpretazione degli spettri di altri elementi. Lo spettro dell'elio, per esempio, non si accorda con le previsioni del modello di Bohr in quanto presenta delle righe non previste
CHADWICK
HEISENBERG
la rappresentazione di Heisenberg è una formulazione della meccanica quantistica in cui gli operatori (osservabili e altri) sono dipendenti dal tempo, mentre gli stati quantici ne sono indipendenti.
Chadwick aveva dimostrato l'esistenza del neutrone, una particella elementare elettricamente neutra di dimensioni subatomiche e di massa leggermente superiore a quella del protone, insieme al quale è elemento costituivo del nucleo dell'atomo.
DIRAC
ANDERSON
chadwick
vFurono necessari tre anni di ipotesi e discussioni e finalmente nel 1931, interpretando i suoi risultati, Dirac intuì e propose l'esistenza dell'antielettrone, chiamato anche positrone, una particella con la stessa massa e lo stesso spin dell'elettrone, ma con carica elettrica opposta.
unisce la meccanica quantistica e la relatività speciale per descrivere l'elettrone.
Furono necessari tre anni di ipotesi e discussioni e finalmente nel 1931, interpretando i suoi risultati, Dirac intuì e propose l'esistenza dell'antielettrone, chiamato anche positrone, una particella con la stessa massa e lo stesso spin dell'elettrone, ma con carica elettrica opposta.
PAOLI
YUKAMA
Il neutrino elettronico (νe) è il primo dei tre neutrini che, insieme all'elettrone, forma la prima generazione di leptoni, perciò il suo nome neutrino elettronico. Venne per la prima volta ipotizzato da Wolfgang Pauli nel 1930, per tenere conto del momento mancante e dell'energia mancante nel decadimento beta
L'interazione di Yukawa può fornire una descrizione della forza nucleare forte fra nucleoni (che sono fermioni) mediata da pioni (che sono mesoni pseudoscalari ).È anche utilizzata nel modello standard per descrivere l'accoppiamento fra il campo di Higgs e i campi fermionici.
GELL-MANN E ZWEIG
VNel 1964 Murray Gell-Mann e George Zweig ipotizzarono che assolutamente tutte le particelle note all'epoca potessero venire spiegate come combinazioni di 3 sole particelle fondamentali. Gell-Mann scelse per questi costituenti elementari il nome stravagante di quark.
ries.
il Modello standard
03
la classificazione Delle particeLle fondamentali
- Leptoni
- Quark
- mesoni
- barioni
- 2 up + 1 down = protone
- 1 up + 2 down = neutrone
- u + s + d = fotone
- Mediatori di forze
**antiparticelle . elettrone <> positrone. 2 anti-up + 1 anti-down = anti-protone
+ INFO
Perché accelerare le particelle?
04
2 obiettivi principali
Studiare le condizioni primordiali del mondo
Collisione e formazione di una nuova particella
+ INFO
05
STORIA DEGLI ACCELERATORI
I PRIMI ACCELERATORI
- 1928 Rolf Wideroe propone un acceleratore lineare nella sua tesi di dottorato
- 1931 Robert van de Graaf inventa l'acceleratore elettrostatico o a caduta di potenziale
- 1932 Cockcroft e Walton usano il loro generatore per alimentare un acceleratore di particelle. E' la prima disintegrazione nucleare artificiale della storia!
- 1930 Ernesr Orlando Lawrence inventa il cicrotrone
NON E' FINITA QUI
- 1940 Donald William Kerst migliora il ciclotrone: progetta il betatrone
- 1945 Veksler e McMillan costruiscono il sincrociclotrone
- 1950 si perfeziona la macchina fino ad arrivare al sincrotrone
06
Il complesso di accelerazione
+ INFO
GRAZIE DELL'ATTENZIONE
Energia a confronto
Energia raggiunta dalle particelle al CERN: 1Tev densità energetica di
- una lampadina: 1027 eV/m3
- tale particella: 1061 eV/m3
1034 volte più grande!!!
Le interazioni fondamentali della materia
- Interazione forte
- interazione debole
- interazione elettromagnetica
- interazione gravitazionale
e il bosone di Higgs!!!
velocità raggiunte con LHC: 99.9999991% di c (circa 11k giri al secondo)
Presentazione Microparticelle
Eugenia Papetti
Created on March 21, 2024
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il cern e i segreti dell'universo
alla scoperta del mondo infinitamente piccolo
Papetti Eugenia, Bellani Francesco, Rusconi Enrico e Pagliara Luca
START
indice
Storia del CERN
Storia delle particelle
Modello standard
Perché accelerare le particelle?
Storia degli acceleratori
La storia del cern
01
storia del cern
1952
GINEVRA E' LA PRESCELTA
Si sceglie come sede Ginevra e Amaldi è nominato segretatio generale
1945
DOPOGUERRA
l’idea di un laboratorio internazionale dedicato alla fisica degli acceleratori
1950
CONGRESSO DI FIRENZE
Il progetto si sta concretizzando tra i più grandi fisici europei del tempo
1953
E' QUASI TUTTO PRONTO
12 stati membri gettano le basi per la nascita del " Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare"
2014
TANTI AUGURI!
Il cern spegne 60 candeline
1954
NASCE IL CERN
La convenzione entra formalmente in vigore il 29 settembre
la storia delle particElle
02
la filosofia atomista
IL CORPULARISMO
Il corpuscolarismo si differenzia dall'atomismo in quanto i corpuscoli sono solitamente dotati di una proprietà propria e sono ulteriormente divisibili.
DALTON E Менделеев
Per Dalton la materia è costituita da “elementi” con peso e proprietà a chimiche differenti. La più piccola parte di ciascun elemento, capace di esistere senza perdere le sue proprieta chimiche, corrisponde ad un atomo. Il chimico russo dimitri mendeleev nel 1869 sarà il primo a ordinare gli elementi chimici sulla base del numero atomico Z in ordine crescente.
Brown ( moto browniano)
si fa riferimento al moto disordinato di particelle sufficientemente piccole (aventi diametro dell'ordine del micrometro) da essere sottoposte a una forza di gravità trascurabile, presenti in fluidi o sospensioni fluide o gassose (ad esempio il fumo), e osservabile al microscopio. Il fenomeno fu scoperto agli inizi dell'Ottocento dal botanico scozzese Robert Brown, e modellizzato nel 1905 dal fisico teorico tedesco Albert Einstein.
moto browniano in particelle solide di acqua
roentgen ed i tubi catodici
Il nome di Roentgen è legato alla scoperta della radiazione elettromagnetica nell'intervallo di frequenza oggi noto come raggi X . Quello che Röntgen aveva scoperto era che in certe condizioni gli elettroni che vengono normalmente emessi dai tubi catodici emettono una radiazione elettromagnetica con la capacità di penetrare quasi qualsiasi materiale. Nella storia della scienza è accaduto assai raramente che una scoperta sia stata divulgata così rapidamente come è avvenuto per i raggi X e che abbia avuto tanto impatto sull'opinione pubblica. A suscitare particolare interesse furono le foto che mostravano le sensazionali applicazioni dei raggi in ambito medico.
tubi catodici
THOMPSON
Becquerel e curie
scopre l’elettrone grazie all’utlizzo del tubo catodico, notando la natura corpuscolare delle particelle subatomiche e ne comprese la carica negativa y to hold stunning creativity, experiences and stories.
Marie Curie confermò sperimentalmente la teoria di Becquerel, battezzando il fenomeno col nome di "radioattività". Grazie a questa scoperta Marie Curie condivise, con il marito Pierre e con Becquerel, il Premio Nobel per la Fisica nel 1903.
Title 2
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RUTHERFORD
BBOHR
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Rutherford propugnò l'idea che l'atomo fosse una specie di piccolo sistema planetario, dove gli elettroni si comportano come satelliti che ruotano velocemente intorno al nucleo, che se ne resta tranquillo e pesante al centro: ovvero, il cosiddetto modello planetario dell'atomo composto da particelle alfa (protoni), beta (elettroni) e gamma (fotoni).
Il modello atomico di Bohr spiega bene il comportamento spettroscopico dell'idrogeno e, in parte, quello di alcuni metalli alcalini come il litio ed il sodio ma è del tutto inadeguato per l'interpretazione degli spettri di altri elementi. Lo spettro dell'elio, per esempio, non si accorda con le previsioni del modello di Bohr in quanto presenta delle righe non previste
CHADWICK
HEISENBERG
la rappresentazione di Heisenberg è una formulazione della meccanica quantistica in cui gli operatori (osservabili e altri) sono dipendenti dal tempo, mentre gli stati quantici ne sono indipendenti.
Chadwick aveva dimostrato l'esistenza del neutrone, una particella elementare elettricamente neutra di dimensioni subatomiche e di massa leggermente superiore a quella del protone, insieme al quale è elemento costituivo del nucleo dell'atomo.
DIRAC
ANDERSON
chadwick
vFurono necessari tre anni di ipotesi e discussioni e finalmente nel 1931, interpretando i suoi risultati, Dirac intuì e propose l'esistenza dell'antielettrone, chiamato anche positrone, una particella con la stessa massa e lo stesso spin dell'elettrone, ma con carica elettrica opposta. unisce la meccanica quantistica e la relatività speciale per descrivere l'elettrone.
Furono necessari tre anni di ipotesi e discussioni e finalmente nel 1931, interpretando i suoi risultati, Dirac intuì e propose l'esistenza dell'antielettrone, chiamato anche positrone, una particella con la stessa massa e lo stesso spin dell'elettrone, ma con carica elettrica opposta.
PAOLI
YUKAMA
Il neutrino elettronico (νe) è il primo dei tre neutrini che, insieme all'elettrone, forma la prima generazione di leptoni, perciò il suo nome neutrino elettronico. Venne per la prima volta ipotizzato da Wolfgang Pauli nel 1930, per tenere conto del momento mancante e dell'energia mancante nel decadimento beta
L'interazione di Yukawa può fornire una descrizione della forza nucleare forte fra nucleoni (che sono fermioni) mediata da pioni (che sono mesoni pseudoscalari ).È anche utilizzata nel modello standard per descrivere l'accoppiamento fra il campo di Higgs e i campi fermionici.
GELL-MANN E ZWEIG
VNel 1964 Murray Gell-Mann e George Zweig ipotizzarono che assolutamente tutte le particelle note all'epoca potessero venire spiegate come combinazioni di 3 sole particelle fondamentali. Gell-Mann scelse per questi costituenti elementari il nome stravagante di quark. ries.
il Modello standard
03
la classificazione Delle particeLle fondamentali
**antiparticelle . elettrone <> positrone. 2 anti-up + 1 anti-down = anti-protone
+ INFO
Perché accelerare le particelle?
04
2 obiettivi principali
Studiare le condizioni primordiali del mondo
Collisione e formazione di una nuova particella
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05
STORIA DEGLI ACCELERATORI
I PRIMI ACCELERATORI
NON E' FINITA QUI
06
Il complesso di accelerazione
+ INFO
GRAZIE DELL'ATTENZIONE
Energia a confronto
Energia raggiunta dalle particelle al CERN: 1Tev densità energetica di
1034 volte più grande!!!
Le interazioni fondamentali della materia
e il bosone di Higgs!!!
velocità raggiunte con LHC: 99.9999991% di c (circa 11k giri al secondo)