Archive for március, 2010


A fizika nagy napja

Ha valaki véletlenül nem értesült volna még róla, ma egy új mérföldkövéhez érkeztünk a kísérleti részecskefizikának és az alapkutatásnak. Ma délután egy órakor sikerült az LHC-nek az első 7 TeV-es ütközéseket produkálnia mind a négy detektorrendszerben, több órás nyaláb élettartam mellett másodpercenként átlagosan 50 ütközést észleltek a detektorok. Ezzel megkezdődhet végre az LHC következő kétéves futási ciklusa, mely során feltérképezik a teljes energiatartományt 7 TeV-ig, majd a proton-proton ütközések után nehézionokat is ütköztetnek majd a kvark-gluon plazma vizsgálatának céljából.
A CMS csapata már kiadta a saját hivatalos közleményét, amelyet a kísérlet magyar tagjai le is fordítottak:

A CMS közleménye a 7 TeV energiájú protonütközésektől

Genf, 2010. március 30.

A mai napon a CERN Nagy Hadronütköztetőjében (LHC) működésének megkezdése óta először sikerült a világrekordnak számító 3,5 TeV energiájú protonnyalábok ütköztetése. Ezeket az ütközéseket a CMS (Compact Muon Solenoid) kísérlet is megfigyelte, ezzel megkezdte az LHC-n tervezett fizikai kutatóprogramját.
Genfi helyi idő szerint 12:58:34-kor az LHC irányítóközpontja ütközőnyaláb üzemmódra állította át a gyorsítót. Ezeket az ütközéseket a CMS detektor azonnal érzékelte. Pillanatokkal később a detektor teljes számítástechnikai kapacitása munkába állt és elkészítette a CMS detektorban történt 7 TeV energiájú ütközések első képeit.
A protonnyalábok ütköztetése közben a CMS detektor teljes mértékben működőképes volt és az adatgyűjtés első órájában mintegy 200000 eseményt rögzített. A gyűjtött adatokat a CERN hatalmas számítógépfarmja igen gyorsan feldolgozta és eltárolta. Az adatok ezek után átkerülnek a kísérletekben a világ minden tájáról résztvevő kutatókhoz, akik további, részletesebb adatkiértékeléseket tudnak majd rajtuk végezni.
Első lépésként a CMS pontosan meghatározta az ütközések pontos helyzetét, melynek segítségével mind a detektor, mind a gyorsító működése tovább javítható. Az adatoknak a mérésekkel egyidőben zajlott feldolgozása azt az eredményt hozta, hogy az ütközések a 15 méter átmérőjű CMS detektor geometriai közepéhez képest 3 milliméteres távolságon belül következtek be.
Ez a mérés az eredményen kívül jól mutatja a 27 km kerületű LHC gyorsító lenyűgözően pontos működését, valamint a CMS detektor mérési képességét.
A mérések alatt kitűnően működött a CMS minden alkotóeleme a detektoregységektől a trigger- és adatgyűjtőrendszeren át a GRID-ig, mely az adatok feldolgozásában és a kutatóhelyekre történő szétosztásában vesz részt.
“Ez az a pillanat, melyet annyira vártunk és melyre annyira készültünk oly sok éven át. Olyan új és még felfedezetlen terület határán állunk, amelynek tanulmányozásával választ kaphatunk a modern fizika számos kérdésére” mondta Guido Tonelli a CMS kísérlet vezetője. “Miért van egyáltalán anyag az Világegyetemben? Mi alkotja a Világegyetem 95%-át? Leírható-e az ismert négyfajta erő egyetlen közös elmélettel?” A válasz talán megtalálható azoknak a részecskéknek a laboratóriumban történő előállításával és tulajdonságaiknak megismerésével, melyek eddig megfigyelhetetlenek voltak a fizikusok számára. “Hamarosan megkezdjük a Higgs-bozon és más elméletek által jósolt részecskék utáni szisztematikus keresést. Egy ilyen új elmélet például a Szuperszimmetria, mely képes megmagyarázni az világegyetemünkben található ún. sötét anyag miért van jelen olyan nagy mennyiségben. Ha az elméletek által megjósolt új részecskék léteznek, biztosak lehetünk abban, hogy a CMS detektor képes lesz őket érzékelni.” Mielőtt azonban elkezdenénk a kutatást először teljesen meg kell érteni a CMS detektor működését. “Már elkezdtük az ismert részecskék megfigyelését, ezzel a detektor válaszának, valamint az új fizikai folyamatok háttereinek a pontos leírását. Nagyon izgalmas időszak előtt állunk.”
A CMS-ben megfigyelt első ütközések képei és animációi az alábbi CMS weboldalon érhetők el: http://cms.cern.ch
A CMS egyike az LHC két általános célú kísérletének, amelyek az új fizikai folyamatok tanulmányozásának céljából épültek. A CMS-t arra tervezték, hogy képes legyen megfigyelni az LHC proton-proton ütközéseiben lezajló fizikai folyamatokat és a létrejövő részecskéket. Feladata az, hogy olyan kérdésekre keressen választ, mint: Miből épül föl a Világegyetem és milyen erők hatnak benne kölcsön? Mi okozza a tömeget? A detektor képes a már ismert részecskék tulajdonágainak az eddigieknél sokkal pontosabb mérésére, valamint olyan folyamatok megfigyelésére, melyeket eddig más berendezésekkel nem sikerült megismernünk. Ez a fajta kutatás nem csupán az Világegyetem működéséről megszerzett tudásunkat gyarapítja, hanem olyan technológiák fejlesztését is ösztönzi, melyek a mindennapi életünkre is hatással lehetnek.
Az LHC gyorsító most induló mérési időszaka várhatóan tizennyolc hónapig tart majd. Ez az időtartam lehetőséget nyújt arra, hogy a kísérletek elegendő adatot tudjanak gyűjteni, melyek segítségével azután az új fizikai folyamatok megismerése is lehetővé válik.
A CMS tervezése 1992-ben kezdődött. Az óriási detektor (15m átmérőjű, 21m hosszú, súlya pedig 12500 tonna) megépítése 16 év munkáját igényelte a valaha létesült legnagyobb tudományos közösségtől, melyben a világ 39 országa 182 intézetének 3600 kutatója dolgozott együtt.
Magyarország a CMS programban annak indulása, azaz 1992-óta vesz részt. Ennek keretén belül négy intézet, az MTA Atommagkutató Intézete (Debrecen), az MTA Részecske- és Magfizikai Kutatóintézete (Budapest), a Debreceni Egyetem, valamint az Eötvös Loránd Tudományegyetem (Budapest) több mint ötven kutatója és diákja dolgozott, vagy dolgozik ma is a kísérlet megvalósításán. Magyarország a detektor építésében a müonkamrák helyzetmeghatározó rendszere, valamint az ún Forward Calorimeter detektorelem tervezésében, kivitelezésében és üzemeltetésében vesz részt. Ezen kívül kutatóink és diákjaink bekapcsolódtak a fizikai adatok kiértékelésébe is.
Prof. Trócsányi Zoltán, a Debreceni Egyetem tanára elmondta: “Amint a detektor nevéből (müon szolenoid) is sejthető, a müonok pályájának pontos észlelése nagyon lényeges a CMS működése szempontjából. Úgy gondoljuk, hogy a müonkamrák helyzetmeghatározó rendszerének kidolgozásával mérsékelt költségvetéssel is hasznosan és látványosan tudtunk a detektorrendszer felépítéséhez hozzájárulni.”

Mellékeltek pár szép képet is:

További eredményes munkát kívánok ezennel is az LHC mellett dolgozó magyar kutatóknak!
Reklámok

Matematikus mese

A minap olvastam egy kis kockulást… 😀

Matematikus mese

Egyszer volt, hol nem volt, volt egyszer egy öreg háromszög,
ennek volt három szöge: Alfonzó, Bétamás és Gammatyi. A
legöregebb – Alfonzó – és a legkisebb – Gammatyi között a
korkülönbség p/2 volt.

Az öreg háromszög, amikor úgy érezte, hogy rövidesen
átköltözik a másik félsíkba, magához hívatta három fiát.
– Én rövidesen meghalok – mondta – és halálom után arra
hagyom értelmezési tartományomat, aki a legszebb pótszöget
veszi feleségül.

Elindult hát a három fiú a végtelenbe: Alfonzó az x, Bétamás
az y, Gammatyi pedig a z tengelyen, széjjel a nagy térbeli
koordinátarendszeren, mindhárman + irányba, egyenes vonalú
egyenletes mozgással. Amikor elérték az első irracionális
számot, pihenőt tartottak.

Alfonzó egy hatalmas integráljel árnyékában pihent le, hogy
falatozzon valamit. Alig vette elő azonban
intervallum-skatulyájából a hamuban sült intervallumot,
megjelent egy hatalmas differenciálegyenlet, és így szólt hozzá:

– Te mit keresel itt? Nem tudod, hogy aki itt leül, az halál
fia, mivel nem teljesíti a Chauchi-féle konvergencia
kritériumot? Ezzel se szó, se beszéd, megragadta és bezárta
az an sorozat pontos alsó és felső korlátja közé.

– Innen ki nem szabadulsz, csak majd ha a
differenciálhányadosod nullával lesz egyenlő – mondta a
félelmetes differenciálegyenlet és elkonvergált.

Bétamás sem járt különben, őt egy zord trigonomtrikus alakú
komplex szám támadta meg, megragadta és bezárta két
abszolutérték jel közé.

– Itt fogsz az óramutató járásával egyező irányúvá válni –
mondta haragosan és elment.

Gammatyi szerencsésen járt. Amikor megéhezett, leült egy
Pascal-háromszög tetejére és falatozni kezdett. Alig nyelte
le az első részsorozatot, amikor észrevette, hogy a szomszéd
értelmezési tartomány ura, a gonosz Diszkrimináns vágtat
feléje almásderes négyzetgyökén, amelynek patkói lineáris
egyenletrendszereket szórtak.

– Mit keresel az én epszilon sugarú környezetemben –
kiáltotta már messziről negatív előjelét forgatva. Mindjárt
n-edik gyököt vonok belőled és nullává redukállak!

Gammatyi látta, hogy ennek egykettede sem tréfa, előrántotta
értékkészletéből pozitív előjelét, és megsemmisítette vel a
gonosz Determinánst. Azután visszaült a Pascal-háromszög
tetejére és elfogyasztotta a magával hozott sorozat majdnem
minden elemét. Ezután útrakelt.

Estére egy véges halmazhoz érkezett, átkelt az alsó korláton
és igyekezett a felső korlát felé. Útközben bekerült egy
torlódási pontba, amelynek tetszőleges sugarú környezetében
ott volt a halmaz végtelen sok eleme. Ezek igen kedvesen
fogadták, ellátták étellel itallal és négyzetre emelték,
hogy jobban birja a hosszú utat. Gammatyi megköszönte és
tovább transzformálta magát. Amikor megvirradt, csodálatos
látvány tárult két tetszőleges pontja elé: nem is olyan
messze egy rotációs mozgást végző n-ed rendű determinánst
látott.

No ezt megnézem – gondolta Gammatyi és elindult.
Csakhogy nem könnyű ám egy ilyen determinánsba bejutni!
Amikor odaért, látta, hogy minden kapuban egy m x n tipusu
mátrix áll, n dimenziós vektorokkal felfegyverkezve, amelyek
élesre voltak köszörülve. Gammatyi tudta, hogy ő ezek ellen
tehetetlen, furfanghoz folyamodott tehát: megpróbálta
meghatározni az egyik mátrix rangját. Hosszú órák és
veszélyes átalakítások után végre sikerült az egyik sort
nullává tenni, és ekkor nagy dübörgéssel kinyilt a kapu,
Gammatyi belépett.

Az n-edik sorban elemről elemre haladva csodálatosabbnál
csodálatosabb látvány tárult a szeme elé: a falakon
Weierstrass, Cantor, Rolle, Heine-Borel és Chauchi tételei
függtek aranyozott keretben, a padlót pedig díszes szövésű
Leibniz és Taylor formulák díszítették. Gammatyi csak az
i-edik sor k-adik elemében tért észhez, de csak azért, hogy
még nagyobb ámulatba essen. A sorokban egy gyönyörűséges
pótszöget látott, aki szomorúan énekelt.

Amikor meglátta Gammatyit, rémülten kérdezte:
– Mit keresel itt, ahol még az 1/n sorozat határértéke is
ritkán fordul elő? Jó lesz, ha minél hamarabb elmégy, mert
ha hazajön a várúr, a gonosz hétismeretlenes, meg fog ölni.

– Én innen el nem megyek – mondta Gammatyi, mert tudta, hogy
ez a pótszög az, aki őt egy életen át ki tudja egészíteni
90o-ra.

– Jössz-e velem?
– Nem mehetek – mondta a szépséges pótszög. Én az öreg
Tangens király lánya vagyok. Hárman voltunk testvérek:
Amália, Beáta és Cecilia, amikor ez a gonosz hétismeretlenes
egyenletrendszer elrabolt apánk értelmezési tarttományából,
és azóta itt raboskodunk. Nem mehetek hát, mert ő úgyis
utólér és visszahoz.

Gammatyi elhatározta, hogy ha törik, ha szakad, magával
viszi Ceciliát.

Egyszer csak egy hatalmas dörrenés rázta meg az egész
determinánst.
– Fuss! – mondta neki Cecilia – mindjárt itthon lesz, most
dobta haza a szabad tagok oszlopát.
De alig hogy ezt kimondta, már meg is jelent az ajtóban a
hétismeretlenes egyenletrendszer, és ráordított Gammatyira:
– Mit keresel itt, te geometriai féreg? Tudod, hogy aki ide
belép, az halál fia? Te is meg fogsz halni.
S már rá is rohant Gammatyira. Csakhogy Gammatyi nem hagyta
magát: Többet ésszel mint ész nélkül – kiáltotta és
megkezdte az ismeretlenek kiszámítását.

Először az ismeretlenek együtthatóiból és a szabad tagok
oszlopából képzett kibővített mátrix rangját határozta meg.
Ennek rangja r lett. Ezután kiválasztott egy r-ed rendű
determinánst és kiszámította ennek az értékét. Azután már
könnyű dolga volt, mert – mivel csak annyi ismeretlen volt,
mint amennyi egyenlet, – csak a Cramer szabályt kellett
alkalmaznia.

Amikor az egyenletrendszernek már csak egy ismeretlene volt,
könyörgésre fogta a szót:
– Legalább ezt az egy ismeretlenemet hagyd meg.

Gammatyi azonban nem kegyelmezett, behelyettesítette a
szabad tagok oszlopát a hetedik oszlopba is.

Ezután kézen fogta Ceciliát, kiszabadították két nővérét is,
és elindultak. Utközben kiengedték börtönükből Alfonzót és
Bétamást is.

Hazaérve nagy lakomát csaptak, a – végtelentől a +
végtelenig folyt a bor, sör és a pálinka. A királyságot
természetesen Gammatyi kapta, mivel Cecilia volt a legszebb
a három pótszög között. Ők most is boldogan élnek és létre
is hozták a legkisebb közös többszöröst.

Hát ez beteg. 😀

%d blogger ezt kedveli: