Орлов Илья Олегович, Новосибирский государственный университет, заведующий от...
ЛШ 2011 - лекция - ФЭЧ и LHC
1. 09.08.11 И. О. Орлов, СПФКС-9 The LHC: Citius, Altius, Fortius… James Gillies, Head, communication group, CERN 27 November 2006 Большой адронный коллайдер и физика элементарных частиц Орлов Илья Олегович ИЯФ СО РАН, Новосибирск ЦЕРН, Женева, Швейцария
2. Вещество Атомы Молекула Атом Электроны Ядро Ядро Нейтрон Протон Протон Кварки d u u d u d d u d d u u d u u d u d d u u d u u
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14. 1963 год p + p - n 0 n 0 e - e + π ± Переносчик ядерных сил γ Переносчик ЭМ сил K ± μ ± ν e ν μ
15. Кварковая модель М. Гелл-Манн p + n 0 π ± d u u d u d d u d d u u d u u d u d d u u d u u
34. ЦЕРН – лаборатория физики частиц Фундаментальные частицы и взаимодействия
35. P, низкая энергия P, высокая энергия P-P, очень высокая энергия Антипротоны n_TOF Цепь ускорителей ЦЕРНа Ядерная физика
36. p-p collider Luminosity = 10 34 cm -2 c -1 Основные задачи • Бозон(ы) Хиггса • Суперсимметрия • Кварк-глюонная плазма • CP-нарушение LHC 7 TeV + 7 TeV
37. 09.08.11 И. О. Орлов, СПФКС-9 Дипольные магниты LHC (1232)
45. На эксперимент : • 40 миллионов столкновений в секунду • После фильтрации - 100 событий в секунду представляют интерес • 1 Мб оцифрованных данных на каждое событие = 100 Мб/сек • 1 миллиард записанных событий = 1 Пб/год 1 мегабайт (1 Мб) Цифровая фотография 1 гигабайт (1 Гб) = 1000 Мб DVD-фильм 1 терабайт (1 Тб) = 1000 Гб Годовое производство книг в мире 1 петабайт (1 Пб) = 1000 Тб 10% годового потока данных LHC 1 эксабайт (1 Эб) = 1000 Пб Годовой производимый объем информации Общий поток данных с 4 экспериментов - до 15 петабайт в год Объ ё м данных LHC
46. 1 Пб = 1 петабайт = 1000 терабайт данные за год вес DVD Сырые данные 3,2 Пб 14 000 кг Реконструкция 1,0 Пб 4 400 кг Физические данные 0,2 Пб 784 кг Публикации 10 Мб
47. Для обработки требуется невероятное количество компьютеров Итого необходимо около 10 000 современных PC Калибровка Реконструкция Моделирование Анализ Мировое производство за ~6 ч.
48. И. О. Орлов, СПФКС-9 World Wide Collaboration ⇒ distributed computing & storage capacity Europe: 267 institutes, 4603 users Other: 208 institutes, 1632 users
49. Tier 1 Online System CERN Center PBs of Disk; Tape Robot FNAL Center IN2P3 Center INFN Center RAL Center Institute Institute Institute Institute Workstations ~100-1500 MBytes/sec 2.5-10 Gbps Десятки петабайт в 2007-8. Эксабайт ~5-7 лет спустя. ~PByte/sec Tier 0 +1 Tier 3 Tier 4 Tier 2 Experiment 0.1 to 10 Gbps Physics data cache Иерархия GRID Tier2 Center Tier2 Center Tier2 Center Tier2 Center Tier2 Center
50. WWW и CERN Tim Berners-Lee World Wide Web - доступ к информации во всех уголках земного шара Grid - доступ со всех уголков земного шара к единому хранилищу данных
52. 09.08.11 И. О. Орлов, СПФКС-9 http://en.wikipedia.org/wiki/CERN http://elementy.ru/LHC http://aliceinfo.cern.ch http://cmsinfo.cern.ch http://atlas.ch/ http://cern.ch “ Knowing more about the Higgs and Supersymmetry will let us pose the next questions more sensibly”
53.
54.
Editor's Notes
Но зарегистрировать частицы - это полдела. Надо понять, какими свойствами они обладают.
А вот пример другого детектора, который регистрирует ускоренные в космосе частицы. Он расположен в нейтринной обсерватории в Саддбери (Канада) на глубине 200 м под землей. Он огромен, потому что для регистрации нейтрино требуется большой объем вещества - нейтрино может свободно пролететь сквозь Землю без взаимодействия.
где сидят люди и управляют пучками - надо точно попасть одним в другой (щелк) А это довольно сложно, поскольку размер пучка в месте встречи - десятки микрон в поперечнике и около 5 сантиметров в длину. Кстати, сам метод экспериментов со встречными пучками частиц был предложен и реализован здесь, в ИЯФе. Хочется сказать «впервые», но это не совсем правда, поскольку одновременно сталкивать встречные пучки научились и американцы. На сегодняшний день метод встречных пучков стал основным методом исследования элементарных частиц в мире. Первая установка по встречным пучкам выглядела так.
Она и сейчас стоит в нашем институте как музейный экспонат. (щелк) Человек для масштаба
Электроны и позитроны в нем рождаются из специального устройства - электронной пушки и ускоряются в так называемом «линейном ускорителе» - ЛИНАКе. Затем электронные и позитронные сгустки впрыскиваются (инжектируются) в кольцо ВЭПП-3, где накапливаются, доускоряются, (щелк) после чего инжектируются в основное кольцо и несколько часов там крутятся, электроны и позитроны друг навстречу другу. (щелк) Тут находится пультовая
или так
Это очень сложные и дорогие устройства. Самый большой в мире кольцевой ускоритель
