Документ представляет собой обзор работы Большого адронного коллайдера (LHC) и его значимости в области физики элементарных частиц. Он описывает важные открытия, такие как бозон Хиггса, и диапазон исследований, включая темную материю и нарушения симметрии. Также подчеркивается необходимость обработки огромного объема данных, производимого LHC, и международное сотрудничество в этой области.

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. 1895 г. Фотон Лучи в вакуумной трубке Нобелевская премия по физике - 1901 г. В. К. Рёнтген

4. Электрон, протон, нейтрон Электрон – 1897 Протон – 1918 Нейтрон – 1932 Ядерные силы «Мезон» Юкавы Дж. Томсон Э. Резерфорд Дж. Чедвик

5. Позитрон 1928 г. - теория 1932 г. - обнаружение Не вписывается в модель атома Эра антивещества П. А. М. Дирак К. Д. Андерсон

6. Мюон 1937 г., космические лучи M = 105 МэВ T = 2∙10 -6 сек (долго!)‏ К. Д. Андерсон

7. Пион «Мезон» Юкавы Переносчик ядерных сил Космические лучи, 1947 M = 140 МэВ T = 2∙10 - 8 сек Цезарь М. Дж. Латтес

8. Каон 1950-1953 г. M ~ 500 МэВ T ~ 10 -10 сек Странная частица!

9. Нейтрино Предложена в 1931 (Паули)‏ Сохранение энергии в бета-распаде Эксперимент: 1956 г.

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

16. Коллайдеры 1963 г. ИЯФ СО АН СССР , Новосибирск Стэнфордский университет Г. И. Будкер В. К. Г. Панофски

19. ВЭП – 1

20. 1963-2010 1974 – J/ ψ – c-кварк 1975 – τ -лептон 1977 – Υ – b-кварк 1979 – Глюон 1983 – W и Z-бозоны 1989 – Три поколения частиц 1995 – t-кварк

22. Современные задачи Поиск Хиггс-бозона Поиски новой физики за Стандартной Моделью Проверка нарушений CPT- симметрии Проверка суперсимметричных теорий Проблема тёмной материи Масса нейтрино Искусственные чёрные дыры Обнаружение гравитационных волн «Великое объединение» взаимодействий

24. The Stanford two-mile electron linear accelerator (SLAC)‏

27. 09.08.11 И. О. Орлов, СПФКС-9

28. 09.08.11 И. О. Орлов, СПФКС-9

29. 09.08.11 И. О. Орлов, СПФКС-9 Наблюдатели: ЮНЕСКО, Евросоюз, Япония, Турция, Израиль, США, Россия

30. 09.08.11 И. О. Орлов, СПФКС-9 2500 штатных сотрудников 6500 “пользователей” Бюджет (2003 г.) – 1280 MCHF (817 M евро) ЦЕРН в цифрах

31. Сотрудники ЦЕРН в странах мира 34 92 41

32. Возрастное распределение

33. Проект LHC: ускорители и эксперименты LHC: вычислительные мощности Long base neutrino beam Антипротонный охладитель Высокоэнергетичные мюонные и адронные пучки Деятельность ЦЕРНа

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)

38. Сверхпроводящие магниты

39. Большой адронный коллайдер

40. CMS

41. Diameter 25 m Barrel toroid length 26 m End-cap end-wall chamber span 46 m Overall weight 7000 Tons

42. 09.08.11 И. О. Орлов, СПФКС-9

43. The Main Building «fits in » the ATLAS Cavern

44. Коллаборация

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

51. 09.08.11 И. О. Орлов, СПФКС-9

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. Есть вопросы? [email_address] http://VKontakte.ru/orlovio http://Facebook.com/OrlovIO http://Twitter.com/OrlovIO Как получить презентации лекций? http://slideshare.net/OrlovIO http://VKontakte.ru/letka11 или написать и спросить :)

54. Современные задачи Поиск Хиггс-бозона Поиски новой физики за Стандартной Моделью Проверка нарушений CPT- симметрии Проверка суперсимметричных теорий Проблема тёмной материи Масса нейтрино Искусственные чёрные дыры Обнаружение гравитационных волн «Великое объединение» взаимодействий