Το ΓΕΛ Φαρκαδόνας συμμετείχε στο Masterclass Στοιχειωδών Σωματιδίων

Το ΓΕΛ Φαρκαδόνας συμμετείχε στο Masterclass Στοιχειωδών Σωματιδίων του ΑΠΘ 2016

¨Πάντες οι άνθρωποι φύσει του ειδέναι ορέγεσθαι¨

Όπως κάθε χρόνο, πραγματοποιήθηκε και φέτος το masterclass για τα προχωρημένα σωματίδια. Το Λύκειό μας κληρώθηκε να συμμετάσχει με μια ομάδα πέντε μαθητών.

Το πρόγραμμα περιλάμβανε το θεωρητικό και το πειραματικό μέρος.

Στο θεωρητικό μέρος ενημερωθήκαμε  για το σύνολο των σωματιδίων του Καθιερωμένου μοντέλου (μποζόνια-φερμιόνια) και για την ισοδυναμία μάζας-ενέργειας. Χαρακτηριστικό ήταν το παράδειγμα του πρωτονίου με μάζα ηρεμίας  που αντιστοιχεί σε ενέργεια 1 GeV και το οποίο επιταχυνόμενο στο Μεγάλο Αδρονικό Επιταχυντή (LHC) αποκτά ενέργεια 7000 GeV. Επομένως το άθροισμα δύο ενεργειών, των συγκρουόμενων πρωτονίων (14000 GeV), μετατρέπεται σε μάζες και ενέργειες άλλων σωματιδίων τα οποία καταγράφονται σε ανιχνευτές.

Εστιάζοντας  στο μποζόνιο του Higgs, τονίστηκε ότι  εμφανίζεται σπάνια σε συγκρούσεις πρωτονίων και συνεπώς, για την ανίχνευσή του,  πρέπει να αναλύονται εκατομμύρια συμβάντα. Επίσης αμέσως μετά τη δημιουργία του διασπάται,  οπότε η ανιχνευσή του γίνεται έμμεσα,  από τα προϊόντα της διασπασής του.

Το μποζόνιο του Higgs, δημιουργεί το πεδίο του,  που εξηγεί την προέλευση της μάζας όλων των άλλων στοιχειωδών σωματιδίων και ιδιαίτερα τη διαφορά ανάμεσα στο άμαζο φωτόνιο και στα βαριά μποζόνια W και Z που ευθύνονται για την ασθενή αλληλεπίδραση. Όταν εμφανίστηκε το πεδίο του Χιγκς,  «έσπασε η συμμετρία» ανάμεσα στην ηλεκτρομαγνητική και την ασθενή δύναμη και τις έκανε να μοιάζουν διαφορετικές, ή ασύμμετρες, όπως τις βλέπουμε σήμερα.

Στα πειράματα ATLAS και CMS έχουν παρατηρηθεί  διασπάσεις του Higgs είτε  σε 2 σωματίδια Z,  που με τη σειρά τους διασπώνται  1)σε δύο ζευγάρια φορτισμένων λεπτονίων, είτε 2)  σε δύο φωτόνια και είτε 3) σε δύο σωματίδια W που διασπώνται σε δύο φορτισμένα λεπτόνια και δύο νετρίνα.

Σ’ αυτές τις Ζ-διαδρομές, ψάξαμε όπως έκαναν οι φυσικοί του ATLAS στο CERN!

Αυτό αποτέλεσε το πειραματικό μέρος,  όπου καταγράψαμε γεγονότα και ταυτοποιήσαμε σωματίδια από την τροχιά τους στους ανιχνευτές. Οι ανιχνευτές αποτελούνται από καταγραφείς τροχιών, ηλεκτρομαγνητικά-αδρονικά θερμιδόμετρα και θαλάμους ανίχνευσης μιονίων. Στη συνέχεια επεξεργαστήκαμε στατιστικά τα αποτελέσματα και δημιουργήσαμε  γραφήματα των μετρήσεων.

Έπιστρέψαμε γεμάτοι ικανοποίηση που γίναμε μέτοχοι της  προσπάθειας  κατανόησης  της καταγωγής της μάζας, της Σκοτεινής ‘Υλης και νέων φαινομένων, όπως της Υπερσυμμετρίας και των Επιπλέον Διαστάσεων.

Ομάδα μαθητών: Γκαγκά Τριανταφυλλιά, Κατσαούνη Βιολέτα, Λίτσιου Ευδοξία, Τέλλιος Βασίλειος, Φωκολώρος Ευθύμιος-Ταξιάρχης.  Συνοδός Καθηγητής: Καρδαράς Ιωάννης.