CMS Deneyinde Ek Boyutlu Kara Delik Üre6m ve Bozunumu

Benzer belgeler
Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. Sezen Sekmen CERN CERN Türk Öğretmenler Programı Şubat 2014

Kadri Yakut

İçindekiler: CERN Globe Binası ve Micro Cosmos Müzesi

Maddenin içine yaptığımız yolculukta...

Theory Tajik (Tajikistan)

STANDART MODEL ÖTESİ YENİ FİZİK

IceCube Deneyinde Gözlemlenen PeV Enerjili Olayların Renk Sekizlisi Nötrino Yorumu

STANDART MODEL VE ÖTESİ. Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. A. Zorluer Türk Öğretmen Çalıştayı 8 Ocak 2018

Doğayı anlamak için, Parçacıkları, Kuvvetleri ve Kuralları Bilmemiz gerekir. Gordon Kane,Süpersimetri

Yıldızlara gidemeyiz; sadece onlardan gelen ışınımı teleskopların yardımıyla gözleyebilir ve çözümleyebiliriz.

125 GeV Kütleli Yeni bir Parçacığın Gözlenmesi

Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. Sezen Sekmen CERN Türk Öğretmenler Çalıştayı 4 Temmuz 2015

Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. Sezen Sekmen CERN Türk Öğretmen Çalıştayı 5 Şubat 2016

ATLAS Dünyası. Standart Model. ATLAS ağ sayfası Karşımadde

Uluslararası Lineer Çarpıştırıcı'da (ILC) Ayar Aracı Bozonları ile Süpersimetri Kırılması

SU Lise Yaz Okulu. Evrenin Başlangıcı ve Enflasyon Teorisi

Fotovoltaik Teknoloji

LHC Run2 Beklentileri

Bugün Evreni oluşturan tüm enerji toplu iğne ucu büyüklüğünden LHC. Zaman, uzay ve madde Büyük Patlama sırasında ortaya çıktı.

ATLAS Higgs Araştırmalarında En Yeni Sonuçlar

Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. Sezen Sekmen CERN Türk Öğretmenler Çalıştayı Ocak 2015

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

Başka Boyutlar Arayışı-2:

A A A A A A A A A A A

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

Parçacık Fiziği Söyleşisi

Vektör Bozon Saçılması

CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ve LCG (LHC Computing Grid) Projesi

04_Nisan _2012 ITAP_Deneme Sınavı

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFER LABORATUVARI ISIL IŞINIM ÜNİTESİ

Mezon Molekülleri ve X(3872)

SU Lise Yaz Okulu. Samanyolu ve Diğer Gökadalar

FIZ Uygulama Vektörler

Temel Parçacık Dinamikleri. Sunum İçeriği

NÜKLEER FİSYON Doç. Dr. Turan OLĞAR

Beyaz cüceler Nötron yıldızları. Emrah Kalemci Sabancı Üniversitesi

TR RARE B -> VVY DECAY AND NEW PHYSICS EFFECTS

Doç. Dr. Orhan ÇAKIR Ankara Üniversitesi, Ankara

Nasıl Analiz Yapılır? Üzerine bir çeşitleme

Higgs ve Higgs Buluşu. Sezen Sekmen CERN Türk Öğretmenler Çalıştayı 26 Haziran 1 Temmuz 2016

Temel Sabitler ve Birimler

Parçacık Fiziğine Giriş ve Simulasyonlar

Parçacık Fiziği: Söyleşi

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

2. Konum. Bir cismin başlangıç kabul edilen sabit bir noktaya olan uzaklığına konum denir.

TURKFAB Tesisinin Araş0rma Potansiyeli, Kullanıcı Profili ve Üreteceği Katma Değer

Hareket Kanunları Uygulamaları

İÇİNDEKİLER xiii İÇİNDEKİLER LİSTESİ BÖLÜM 1 ÖLÇME VE BİRİM SİSTEMLERİ

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

HİGGS HAKKINDA NAZLI FANUS FEN BİLİMLERİ ÖĞRETMENİ ULUPAMİR ORTAOKULU (CERN TÜRK ÖĞRETMEN ÇALIŞTAYI-7)

SU Lise Yaz Okulu. Mikrodalga Fon Işıması Madde nin oluşması

Güncel sorunlar ve çözüm arayışı. G. Ünel CERN Türk Öğretmenler Çalıştayı 8 Ocak 2018

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı nda HZZ Bağlaşımlarının Ölçümü

Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:28-2

CERN NEDİR? NE ZAMAN VE NİÇİN KURULDU?

DEMOCRİTUS. Atom hakkında ilk görüş M.Ö. 400 lü yıllarda Yunanlı filozof Democritus tarafından ortaya konmuştur.

Fizik bilimi nedir? Fizik Bilimi nedir? Fizik biliminin uğraşı alanları nelerdir? On5yirmi5.com. Fizik Bilimi nedir?

Parçacıkların Standart Modeli ve BHÇ

YEN FZE DORU. Yüksek Enerji Fizii ndeki son gelimeler Fizik Bilimi nin gelecei

Not: Bu yazımızın video versiyonunu aşağıdan izleyebilirsiniz. Ya da okumaya devam edebilirsiniz

- 1 - ŞUBAT KAMPI SINAVI-2000-I. Grup. 1. İçi dolu homojen R yarıçaplı bir top yatay bir eksen etrafında 0 açısal hızı R

4.1 denklemine yakından bakalım. Tanımdan α = dω/dt olduğu bilinmektedir (ω açısal hız). O hâlde eğer cisme etki eden tork sıfır ise;

Ali Akkaya. 05 Şubat 2015

Bölüm 8: Atomun Elektron Yapısı

EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI 12 SINIF FİZİK DERSİ DESTEKLEME VE YETİŞTİRME KURSU KAZANIMLARI VE TESTLERİ

Hazırlayan: Ayten İLHAN Branşı: Bilişim Teknolojileri Görev Yaptığı Okul: EMİNE ÖZCAN ANADOLU LİSESİ

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Radyasyon (Işınım) Isı Transferi Deneyi Çalışma Notu

Newton ve Einstein nin Evren Anlayışları

1) İzotop, izoton ve izobar niceliklerini tanımlayarak örnekler

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

Parçacık kinematiği. Gökhan Ünel - Univ. Irvine UPHDYO V

HİGGS??? STANDART MODEL HIGGS BOZONU ve ALANI HIGGS İ BULMAK İÇİN: HIZLANDIRICILAR PEKİ YA SONRA?

5 kilolitre=..lt. 100 desilitre=.dekalitre. 150 gram=..dag g= mg. 0,2 ton =..gram. 20 dam =.m. 2 km =.cm. 3,5 h = dakika. 20 m 3 =.

Işınım ile Isı Transferi Deneyi Föyü

6.HAFTA BÖLÜM 3: ÇEKİRDEK KUVVETLERİ VE ÇEKİRDEK MODELLERİ

CERN VE HİGGS HİGGS PARÇACIĞI NEDİR? Tuba KÖYLÜ Bilişim Teknolojileri Öğretmeni Şanlıurfa İl Milli Eğitim Müdürlüğü 27 Haziran 2017

3. ÜNİTE BASINÇ ÇIKMIŞ SORULAR

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

Newton un II. yasası. Bir cismin ivmesi, onun üzerine etki eden bileşke kuvvetle doğru orantılı ve kütlesi ile ters orantılıdır.

Murat ŞENER Bursa Sınav Fen Lisesi

Fizik 101: Ders 18 Ajanda

1. Hafta. İzotop : Proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan çekirdeklere izotop denir. ÖRNEK = oksijenin izotoplarıdır.

ÜNİTE 7 : GÜNEŞ SİSTEMİ VE ÖTESİ UZAY BİLMECESİ

Yıldızların: Farklı renkleri vardır. Bu, onların farklı sıcaklıklarda olduklarını gösterir. Daha sıcak yıldızlar, ömürlerini daha hızlı tüketirler.

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fizik Bölümü Fizik I Dersi Final Sınavı

BEYAZ CÜCELER, C CELER, NÖTRON YILDIZLARI VE KARADELİKLER

Modern Fizik (Fiz 206)

AST404 GÖZLEMSEL ASTRONOMİ HAFTALIK UYGULAMA DÖKÜMANI

Coğrafya X-Robots-Tag: otherbot: noindex, nofollow

Maddenin Yapısı ve Higgs Bozonu

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FİZİK-1 LABORATUARI DENEY RAPORU. Deneyin yapılış amacının ne olabileceğini kendi cümlelerinizle yazınız.

LHC, HIGGS VE ÖTESİ. veya: Endişelenmeyi bırakıp Higgs i sevmeyi nasıl öğrendim? V. Erkcan Özcan Boğaziçi Üniversitesi TFD 30

Parçacık Fiziği. Dr. Bora Akgün / Rice Üniversitesi CERN Türkiye Öğretmenleri Programı Temmuz 2015

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği ( 1. ve 2. Öğretim ) Bölümü Dinamik Dersi (Türkçe Dilinde) 2. Çalişma Soruları / 21 Ekim 2018

Hızlandırıcılar ve Çarpıştırıcılar

HIGGS HAKKINDA. STANDART MODEL HIGGS BOZONU ve ALANI HIGGS İ BULMAK İÇİN: HIZLANDIRICILAR PEKİ YA SONRA?

KMB405 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I IŞINIMLA ISI İLETİMİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

Higgs ve Higgs Buluşu. Sezen Sekmen CERN Türk Öğretmenler Çalıştayı Ocak 2015

2. POTANSİYEL VE KİNETİK ENERJİ 2.1. CİSİMLERİN POTANSİYEL ENERJİSİ. Konumundan dolayı bir cismin sahip olduğu enerjiye Potansiyel Enerji denir.

FİZİK 2 ELEKTRİK VE MANYETİZMA Elektrik yükü Elektrik alanlar Gauss Yasası Elektriksel potansiyel Kondansatör ve dielektrik Akım ve direnç Doğru akım

Transkript:

CMS Deneyinde Ek Boyutlu Kara Delik Üre6m ve Bozunumu Halil Gamsızkan Türk CERN Forumu Semineri 11 Aralık 08

Az sonra.. Mini kara delik fikri nereden geliyor? ADD Modeli Kara delik üre6mi Kara delik bozunumu Kara delik olayının imzası SM fon olayları CMS deneyi için KD simülasyonu Dünyanın sonu? 1

LHC de Mini Kara Delikler ADD Ek Boyut Modelinin (1998) bir öngörüsü. Bu model milimetre alu mesafelerde güçlenen kütleçekim kuvve6 öngörüyor. Mevcut kütleçekim yasasıyla LHC enerjilerinde kara delik üretmek mümkün değil, çünkü LHC enerjileri için öngörülen Schwarzschield yarıçapı çok küçük. Üst boyutlu mini kara delikler fikri 1998 de (Argyres et. al.), LHC de mini kara delikler fikri 1999 yılında (Landsberg et. al.) ortaya auldı. 2

ADD Modeli ADD Modeli: Hiyerarşi sorununa çözüm olarak önerildi. Soruna SUSY ye ih6yaç olmadan çözüm sunuyor. Model Planck kütlesini (M PL =1/ G N ) TeV skalasına indiriyor (M 4+n ). n kapalı ek boyut varsayılıyor; boyutların ortak yarıçapı R< O(mm) n=2 >7 için R 0.1 mm >10 3 fm Sadece kütleçekim (gravitonlar) tüm n boyutlu uzaya yayılabilir, diğer parçacıklar 3 boyutlu brane e hapis (sicim kuramı bağlanusı) Tüm ek boyut sayıları için deneysel alt sınır: M 4+n >~ 1 TeV. 3

LHC Usulü Mini Kara Delik Tarifi Malzeme: İki adet parton, partonların KM enerjisi > M 4+n Yapılışı: Partonları enerjilerine karşılık gelen Schwarzschield yarıçaplı disk içine ge6rin. Süratle servis yapın zira kara deliğiniz ~10 26 saniye içinde bozunacak. Black disk approxima6on (Parton seviyesi tesir kesi6) KD nin yaşam süresi 4

Özetle.. Mekanizma astrofiziksel KD üre6mi ile aynı: Herhangi bir miktar enerjiyi, ona karşılık gelen Schwarzschield yarıçaplı bir küre içine sıkışurın (Hoop Conjecture). ADD senaryosu aynı enerji için daha büyük Schwarzschield yarıçapı öngörür. LHC enerjilerinde kara delik üre6mi bu şekilde mümkün olabiliyor. 5 TeV kütleli klasik bir KD için r S =1.3x10 50 m (<<l P ) 5

Kara Delik Bozunumu: Hawking Işınımı Mini kara delikler dev astrofiziksel kuzenleri gibi Hawking Işınımı yayar. Mini kara delikler için Hawking ışınımı ana bozunum mekanizmasıdır. Hawking ışınımı mekanizması: SM parçacıkları yayılır. Mekanizma ısıl tabiayadır, yani yayılan parçacıkların enerji dağılımı kara deliğin Hawking sıcaklığına (T H ) karşılık gelen Planck dağılımına uyar. KD nin kütlesi azaldıkça Hawking sıcaklığı artar. Mini kara deiklerin çok hızlı bir şekilde bozunmasının nedeni budur. Bozunma esnasında bile sıcaklık artar. Mekanizma tüm parçacık türlerine eşit mesafeli: Bir parçacık türünün yayılma olasılığı DOF una eşizr (dolayısıyla ~%75 jet, ~10% yüklü lepton...) Yayılan parçacıkların açısal dağılımları homojendir. Ancak KD ilk oluştuğunda z ekseni üzerinde hareket halindedir, bu da Zenit açısı (Θ) dağılımını dikey yönü tercih ederek bozar. Mini kara delikler için T H =O(TeV) Astrofiziksel KD (M KD =3M ) için T H =10 12 ev 6

Kara Delik Olayının İmzası Olay imzasını Hawking Işınımı belirliyor Olaydaki parçacık türleri: Olayda her tür parçacık bulunuyor, ancak en önemlisi b quarklar, yüklü leptonlar ve fotonlar. Görece yüksek mul6plicity, ciddi miktarda hadronik faaliyet Transverse yöne önemli miktarda enerji yayılımı. Tüm parçacıklar kütlesi olaydan olaya değişebilen (rezonans/parçacıklardan farklı olarak) tek bir cisimden geliyor. 7

Kara Delik Olay İmzası Prompt par6cles only Unstable decays included (except Taus) 8

Kara Delik Olay İmzası 5 TeV black holes 9

CMS te M BH =4 TeV Kara Delik Olayı 10

SM Fon Olayları Lepton/foton içeren, transverse düzleme fazla enerji yayan ve yüksek tesir kesitli SM olayları: Süreç W+n Jet Z+n Jet Gamma + n Jet QCD dijet Lbar KD Sinyali Tesir kesi4 40 pb > 45000 pb 5 pb > 4400 pb 0.9 pb > 0.2 mb 0.1 K > 1.5 mb 1.5 pb > 62 pb 0.06 pb > 54 pb ( düşük M PL için nanobarn a kadar çıkabilir) 11

Kara Delik Olayı Seçimi Şu an üç ayırdedici değişken kullanmaktayız: SumET: Olaydaki tüm parçacıkların PT lerinin skaler toplamı. Ana ayırdedici değişken. Lepton+Photon mul6plicity: QCD olaylarında lepton veya foton görmeyi beklemiyoruz. Aplanarity: Sphericity tensörünün en küçük özdeğerinden hesaplanan bir Event shape variable. HLT söz konusu olduğunda, tüm parametre noktaları için yine SumET ve özellikle hadronik triggerlarında 100% e oldukça yakın etkinlik değerleri bulmaktayız. 12

Sinyal Fon KarşılaşUrması 13

Sonuçlar ilumi: 100/pb Gumbo: QCD, photon+jets Chowder: W/Z+jets, y+jets 14

Dünyanın Sonu? Mini kara deliklerin çeşitli ortamlarda nasıl davranacağı ayrınulı biçimde çalışılmış durumda [ör. bkz. LSAG review arxiv:0806.3414]. Çıkan sonuç ise gerçekleş6ği tak6rde KD olaylarının herhangi bir standart model ötesi sinyal olacağı. LHC de KD üre6minin herhangi bir sorun doğurmayacağına dair birkaç basit argüman: Doğa büyük patlamadan beri yüksek enerjili kozmik ışınların her türden gök cismi ile çarpışmaları çerçevesinde tam 10 31 LHC programını zaten gerçekleş6rmiş durumda. Doğa saniyede 10 13 lik bir hızla bunu yapmaya devam ediyor. Yüksek enerjili kozmik ışınların beyaz cüceler veya nötron yıldızları gibi yoğun gök cisimleri ile çarpışmalarında ciddi sayılarda mini kara delik üre6mi olması beklenir. Bu gök cisimleri kara deliğin çevresindeki maddeyi yutarak hızla büyüyebilmesi için çok uygun bir ortam sağlıyor. Dolayısıyla kara delikler bozunuyor olmasalardı bu tür gök cisimleri nadir gözlenir olmalı, gözlenenlerin de oldukça genç olmaları gerekirdi. Bu durum gözlemsel veri ile çelişiyor. 15

Sonuç ADD ek boyut modeli LHC enerjilerinde mini kara delik üre6mi öngörüyor KD üre6m tesir kesitleri pb mertebesinde KD fiziği laboratuvar ortamında uzay zamanın yapısı, genel görelilik kuramı ve quantum kütleçekim çalışabilme ortamı sağladığı için önem taşıyor KD sinyali ADD modeli ve Hawking ışınımı için deneysel kanıt sağlayacakur 16

Teşekkürler Sorularınız? 17