Hiukkasfysiikkaa ja kosmologiaa teoreetikon näkökulmasta
Hiukkasfysiikkaa ja kosmologiaa teoreetikon näkökulmasta
Hiukkasfysiikkaa ja kosmologiaa teoreetikon näkökulmasta
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong><br />
<strong>teoreetikon</strong> <strong>näkökulmasta</strong><br />
Aleksi Vuorinen<br />
Bielefeldin yliopisto<br />
CERN, 4.6.2012<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Sisältö<br />
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Johdanto<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Kosmologiaa<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Yhteenveto<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Sisältö<br />
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Johdanto<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Kosmologiaa<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Yhteenveto<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Mitä on (teoreettinen) hiukkasfysiikka?<br />
◮ Halu ymmärtää luonnon toimintaa pienimmillä mahdollisilla<br />
pituusskaaloilla<br />
◮ Hiukkasfysiikan peruskysymyksiä: Mistä kaikki koostuu?<br />
Mitkä ovat aineen pienimmät rakenneosaset? Miten niiden<br />
vuorovaikutuksia voi kuvata?<br />
◮ Läheinen yhteys myös kosmologian ongelmiin: Mikä on<br />
maailmankaikkeuden suuren skaalan rakenne? Miten<br />
universumi syntyi <strong>ja</strong> miten se tulee kehittymään?<br />
◮ Teoreettinen fysiikka: ”Liitutaululla tehtävä työ”<br />
◮ Havaittujen luonnonlakien pukeminen matemaattisten<br />
mallien muotoon<br />
◮ Lisähaaste: Halu selittää eri ilmiöt mahdollisimman<br />
yksinkertaisen <strong>ja</strong> yksikäsitteisen teorian avulla — Miksi<br />
luonto on sellainen kuin se on?<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Mitä on (teoreettinen) hiukkasfysiikka?<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Mitä on (teoreettinen) hiukkasfysiikka?<br />
◮ Hiukkasfysiikan historia matka kohti yhä pienempiä pituus<strong>ja</strong><br />
suurempia energiaskaalo<strong>ja</strong> — <strong>ja</strong> uusia hiukkasia<br />
◮ Vrt. aaltoliikkeen perusyhtälö λ = v/f , aaltohiukkasdualismi<br />
◮ Kehitys tyypillisesti kokeiden kautta: Ilmiö havaitaan ensin,<br />
<strong>ja</strong> sitten yritetään selittää mallilla<br />
◮ Tällä hetkellä asetelma päinvastainen: kokeellisen<br />
hiukkasfysiikan ”state of the art” 10 −20 m, teoreettisen<br />
10 −36 m<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Mitä on (teoreettinen) hiukkasfysiikka?<br />
◮ Hiukkasfysiikan historiassa tyypillisesti pitkä <strong>ja</strong>kso<br />
suurimmaksi osaksi kokeellista työtä, jota seuraa uusi<br />
teoreettinen läpimurto<br />
◮ Jatkuuko trendi myös tulevaisuudessa?<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Effektiiviset teoriat<br />
Puheen loppuosa yhdessä lauseessa:<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Tähän päivään mennessä kokeellisesti havaittujen<br />
hiukkasfysiikan ilmiöiden oikea effektiivinen teoria on<br />
Standardimalli.<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Effektiiviset teoriat<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
◮ Kaikki fysiikan — <strong>ja</strong> muidenkin (luonnon)tieteiden — teoriat<br />
(pl. säieteoria) effektiivisiä; äärellinen pätevyysalue<br />
◮ ”Kaiken teoria” ei luultavasti kovin käyttökelpoinen<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Effektiiviset teoriat<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
◮ Kaikki fysiikan — <strong>ja</strong> muidenkin (luonnon)tieteiden — teoriat<br />
(pl. säieteoria) effektiivisiä; äärellinen pätevyysalue<br />
◮ ”Kaiken teoria” ei luultavasti kovin käyttökelpoinen<br />
◮ Teoriaa rakennettaessa<br />
tärkeää identifioida relevantit<br />
vapausasteet<br />
◮ Teoriat riippuvat<br />
parametreista, jotka mitataan<br />
tai lasketaan toisesta<br />
teoriasta<br />
◮ Esimerkkejä: Atomifysiikka,<br />
kemia, sosiaalipsykologia,<br />
Standardimalli,...<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Sisältö<br />
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Johdanto<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Kosmologiaa<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Yhteenveto<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin osat <strong>ja</strong> rakenne<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Kaikki havaittu tavallinen aine koostuu atomeista, jotka<br />
puolestaan protoneista, neutroneista <strong>ja</strong> elektroneista<br />
◮ Protoni <strong>ja</strong> neutroni esimerkkejä hadroneista, joilla edelleen<br />
alirakenne: pistemäiset kvarkit<br />
◮ Mesoni = kvarkki-antikvarkkiparin sidottu tila<br />
◮ Baryoni = kolmen kvarkin sidottu tila<br />
◮ Elektroni esimerkki pistemäisistä leptoneista<br />
◮ Lisäksi vuorovaikutusten välittäjähiukkasia, mittabosone<strong>ja</strong><br />
◮ SM:n vuorovaikutuksia kolme: sähkömagneettinen<br />
sekä heikko <strong>ja</strong> vahva (ydin)voima<br />
◮ Ainoa (virallisesti) havaitsematon SM:n hiukkanen, Higgs,<br />
on olennainen osa muiden hiukkasten massojen selittäjänä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin osat <strong>ja</strong> rakenne<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Kaikki havaittu tavallinen aine koostuu atomeista, jotka<br />
puolestaan protoneista, neutroneista <strong>ja</strong> elektroneista<br />
◮ Protoni <strong>ja</strong> neutroni esimerkkejä hadroneista, joilla edelleen<br />
alirakenne: pistemäiset kvarkit<br />
◮ Mesoni = kvarkki-antikvarkkiparin sidottu tila<br />
◮ Baryoni = kolmen kvarkin sidottu tila<br />
◮ Elektroni esimerkki pistemäisistä leptoneista<br />
◮ Lisäksi vuorovaikutusten välittäjähiukkasia, mittabosone<strong>ja</strong><br />
◮ SM:n vuorovaikutuksia kolme: sähkömagneettinen<br />
sekä heikko <strong>ja</strong> vahva (ydin)voima<br />
◮ Ainoa (virallisesti) havaitsematon SM:n hiukkanen, Higgs,<br />
on olennainen osa muiden hiukkasten massojen selittäjänä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin osat <strong>ja</strong> rakenne<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Kaikki havaittu tavallinen aine koostuu atomeista, jotka<br />
puolestaan protoneista, neutroneista <strong>ja</strong> elektroneista<br />
◮ Protoni <strong>ja</strong> neutroni esimerkkejä hadroneista, joilla edelleen<br />
alirakenne: pistemäiset kvarkit<br />
◮ Mesoni = kvarkki-antikvarkkiparin sidottu tila<br />
◮ Baryoni = kolmen kvarkin sidottu tila<br />
◮ Elektroni esimerkki pistemäisistä leptoneista<br />
◮ Lisäksi vuorovaikutusten välittäjähiukkasia, mittabosone<strong>ja</strong><br />
◮ SM:n vuorovaikutuksia kolme: sähkömagneettinen<br />
sekä heikko <strong>ja</strong> vahva (ydin)voima<br />
◮ Ainoa (virallisesti) havaitsematon SM:n hiukkanen, Higgs,<br />
on olennainen osa muiden hiukkasten massojen selittäjänä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin osat <strong>ja</strong> rakenne<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Kaikki havaittu tavallinen aine koostuu atomeista, jotka<br />
puolestaan protoneista, neutroneista <strong>ja</strong> elektroneista<br />
◮ Protoni <strong>ja</strong> neutroni esimerkkejä hadroneista, joilla edelleen<br />
alirakenne: pistemäiset kvarkit<br />
◮ Mesoni = kvarkki-antikvarkkiparin sidottu tila<br />
◮ Baryoni = kolmen kvarkin sidottu tila<br />
◮ Elektroni esimerkki pistemäisistä leptoneista<br />
◮ Lisäksi vuorovaikutusten välittäjähiukkasia, mittabosone<strong>ja</strong><br />
◮ SM:n vuorovaikutuksia kolme: sähkömagneettinen<br />
sekä heikko <strong>ja</strong> vahva (ydin)voima<br />
◮ Ainoa (virallisesti) havaitsematon SM:n hiukkanen, Higgs,<br />
on olennainen osa muiden hiukkasten massojen selittäjänä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin osat <strong>ja</strong> rakenne<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Kaikki havaittu tavallinen aine koostuu atomeista, jotka<br />
puolestaan protoneista, neutroneista <strong>ja</strong> elektroneista<br />
◮ Protoni <strong>ja</strong> neutroni esimerkkejä hadroneista, joilla edelleen<br />
alirakenne: pistemäiset kvarkit<br />
◮ Mesoni = kvarkki-antikvarkkiparin sidottu tila<br />
◮ Baryoni = kolmen kvarkin sidottu tila<br />
◮ Elektroni esimerkki pistemäisistä leptoneista<br />
◮ Lisäksi vuorovaikutusten välittäjähiukkasia, mittabosone<strong>ja</strong><br />
◮ SM:n vuorovaikutuksia kolme: sähkömagneettinen<br />
sekä heikko <strong>ja</strong> vahva (ydin)voima<br />
◮ Ainoa (virallisesti) havaitsematon SM:n hiukkanen, Higgs,<br />
on olennainen osa muiden hiukkasten massojen selittäjänä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin osat <strong>ja</strong> rakenne<br />
◮ Ainehiukkaset<br />
◮ Kvarkit <strong>ja</strong> leptonit<br />
◮ 3 perhettä<br />
◮ Välittäjähiukkaset<br />
◮ γ, W ± , Z , g<br />
◮ Higgsin hiukkanen<br />
◮ Vihdoin löytymässä!<br />
◮ Ilmeisesti mH ≈ 125 GeV<br />
◮ Antaa massan muille<br />
hiukkasille<br />
◮ 1 MeV = 1.8×10 −30 kg×c 2 =<br />
1.6×10 −13 J<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin osat <strong>ja</strong> rakenne<br />
◮ Sähkömagneettinen vuorov.<br />
◮ Välittäjä: fotoni γ<br />
◮ Tuntee: kaikki sähköisesti<br />
varatut hiukkaset<br />
◮ Heikko ydinvoima:<br />
◮ Välittäjät: W ± , Z<br />
◮ Tuntee: Kaikki paitsi γ <strong>ja</strong> g<br />
◮ Erikoisuus: Mittabosonien<br />
massat, W:n<br />
itseisvuorovaikutus<br />
◮ Vahva ydinvoima:<br />
◮ Välittäjä: gluoni g<br />
◮ Tuntee: kvarkit <strong>ja</strong> gluoni<br />
◮ g:n itseisvv, confinement<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Standardimalli fysikaalisena teoriana<br />
◮ Standardimalli on ns. kvanttikenttäteoria<br />
◮ Kvanttimekaniikan yleistys <strong>ja</strong>tkumoon — vrt. klassinen<br />
mekaniikka <strong>ja</strong> elektrodynamiikka<br />
◮ Teorian peruselementtejä kentät, joiden<br />
pistemäisiä virittyneitä tilo<strong>ja</strong> havaittavat hiukkaset ovat<br />
◮ Hiukkasen massa määrää sen aalto-/hiukkasluonteen:<br />
Mitä massiivisempi hiukkanen, sitä pienempi sen<br />
aallonpituus<br />
◮ Hiukkasen elinikään vaikuttavat mm. vapaat<br />
hajoamiskanavat<br />
◮ Teorian perusominaisuuksia ovat sen symmetriat<br />
◮ Pääteltävissä hiukkasspektrin ominaisuuksista; määräävät<br />
vuorovaikutusten muodon<br />
◮ Standardimallin ns. mittaryhmä SU(3)×SU(2)×U(1)<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Standardimalli fysikaalisena teoriana<br />
◮ Standardimalli on ns. kvanttikenttäteoria<br />
◮ Kvanttimekaniikan yleistys <strong>ja</strong>tkumoon — vrt. klassinen<br />
mekaniikka <strong>ja</strong> elektrodynamiikka<br />
◮ Teorian peruselementtejä kentät, joiden<br />
pistemäisiä virittyneitä tilo<strong>ja</strong> havaittavat hiukkaset ovat<br />
◮ Hiukkasen massa määrää sen aalto-/hiukkasluonteen:<br />
Mitä massiivisempi hiukkanen, sitä pienempi sen<br />
aallonpituus<br />
◮ Hiukkasen elinikään vaikuttavat mm. vapaat<br />
hajoamiskanavat<br />
◮ Teorian perusominaisuuksia ovat sen symmetriat<br />
◮ Pääteltävissä hiukkasspektrin ominaisuuksista; määräävät<br />
vuorovaikutusten muodon<br />
◮ Standardimallin ns. mittaryhmä SU(3)×SU(2)×U(1)<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Standardimalli fysikaalisena teoriana<br />
◮ Standardimalli on ns. kvanttikenttäteoria<br />
◮ Kvanttimekaniikan yleistys <strong>ja</strong>tkumoon — vrt. klassinen<br />
mekaniikka <strong>ja</strong> elektrodynamiikka<br />
◮ Teorian peruselementtejä kentät, joiden<br />
pistemäisiä virittyneitä tilo<strong>ja</strong> havaittavat hiukkaset ovat<br />
◮ Hiukkasen massa määrää sen aalto-/hiukkasluonteen:<br />
Mitä massiivisempi hiukkanen, sitä pienempi sen<br />
aallonpituus<br />
◮ Hiukkasen elinikään vaikuttavat mm. vapaat<br />
hajoamiskanavat<br />
◮ Teorian perusominaisuuksia ovat sen symmetriat<br />
◮ Pääteltävissä hiukkasspektrin ominaisuuksista; määräävät<br />
vuorovaikutusten muodon<br />
◮ Standardimallin ns. mittaryhmä SU(3)×SU(2)×U(1)<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Standardimalli fysikaalisena teoriana<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin puutteet<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Effektiivisenä teoriana SM epätäydellinen<br />
◮ Ra<strong>ja</strong>llinen pätevyysalue: ongelmia pienillä pituusskaaloilla /<br />
suurilla energioilla<br />
◮ Hiukkasten massoilla (<strong>ja</strong> monilla muilla parametreilla)<br />
”mielivaltaiset” arvot<br />
◮ Perheiden lukumäärälle ei selitystä<br />
◮ Vain sähkömagneettinen <strong>ja</strong> heikko vuorov. yhdistyvät<br />
korkeilla energioilla, vahva jää erilleen<br />
◮ Hierarkiaongelma: Miksi SM:n energiaskaala (100 GeV)<br />
niin kaukana kvanttigravitaation skaalasta (10 19 GeV)?<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin puutteet<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ SM ei selitä kaikkia havainto<strong>ja</strong><br />
◮ Ei sisällä gravitaatiota<br />
◮ Neutriinoilla ei masso<strong>ja</strong>, vaikka havainnot<br />
(neutriino-oskillaatio) osoittavat toisin<br />
◮ Ei selitä baryoniasymmetriaa: Miksi ainetta enemmän kuin<br />
antiainetta?<br />
◮ Suurin osa maailmankaikkeuden energiasisällöstä ei SM:n<br />
piiristä (pimeä aine, pimeä energia)<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin puutteet<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ SM ei selitä kaikkia havainto<strong>ja</strong><br />
◮ Ei sisällä gravitaatiota<br />
◮ Neutriinoilla ei masso<strong>ja</strong>, vaikka havainnot<br />
(neutriino-oskillaatio) osoittavat toisin<br />
◮ Ei selitä baryoniasymmetriaa: Miksi ainetta enemmän kuin<br />
antiainetta?<br />
◮ Suurin osa maailmankaikkeuden energiasisällöstä ei SM:n<br />
piiristä (pimeä aine, pimeä energia)<br />
◮ LHC:n törmäysenergian uskotaan yleisesti riittävän SM:n<br />
ulkopuolisen fysiikan loytämiseen<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin yleistyksiä<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Paljon malle<strong>ja</strong> — vähän kokeellista dataa<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin yleistyksiä<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Paljon malle<strong>ja</strong> — vähän kokeellista dataa<br />
◮ SUSY: Jokaisella SM:n hiukkasella superpartneri<br />
◮ Superpartnere<strong>ja</strong> ei vielä löydetty ⇒ Symmetria rikkoutunut<br />
toistaiseksi tutkituilla energioilla<br />
◮ Tarjoaa selitysmallit mm. pimeälle aineelle <strong>ja</strong><br />
baryoniasymmetrialle<br />
◮ ”Kaunis” a<strong>ja</strong>tus — myös yksi harvoista säieteorian<br />
ennusteista<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin yleistyksiä<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Paljon malle<strong>ja</strong> — vähän kokeellista dataa<br />
◮ Lisäulottuvuudet: Entä jos universumissa on enemmän<br />
kuin 3 + 1 dimensiota?<br />
◮ Ylimääräiset ulottuvuudet yleensä mikroskooppisia,<br />
eivätkä siksi helposti havaittavissa<br />
◮ Pimeä aine <strong>ja</strong> hierarkiaongelma ratkaistavissa<br />
◮ Erittäin kuuma aihe tällä hetkellä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin yleistyksiä<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Paljon malle<strong>ja</strong> — vähän kokeellista dataa<br />
◮ Säieteoria: Hiukkaset → Planckin pituuden kokoiset<br />
säikeet 9+1 ulottuvuudessa<br />
◮ Ainoa vakavasti otettava yrite UV-ongelmattomaksi<br />
yhtenäisteoriaksi<br />
◮ Sisältää sekä SUSY:n että lisäulottuvuuksia<br />
◮ ”Landscape”-ongelma: Säieteoria ei välttämättä koskaan<br />
prediktiivinen/falsifioitavissa<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Standardimallin yleistyksiä<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
◮ Paljon malle<strong>ja</strong> — vähän kokeellista dataa<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Sisältö<br />
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Johdanto<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Kosmologiaa<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Yhteenveto<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Varhainen maailmankaikkeus ikkuna SM:n<br />
ulkopuolelle<br />
◮ Monet SM:n ulkopuoliset teoriat ennustavat<br />
mielenkiintoisia ilmiöitä energioilla E ≫ E LHC<br />
◮ Vaihtoehtoinen tutkimuslaboratorio: Kosmologia!<br />
◮ Varhaisessa maailmankaikkeudessa lämpötila (energia)<br />
laski a<strong>ja</strong>n myötä: T ∼ t −1/2<br />
◮ Hyvin pian t = 0:n jälkeen lämpötila valtava<br />
◮ Hiukkasreaktiot tärkeitä aineen kollektiivisten<br />
ominaisuuksien kannalta ⇒ ”Alkuhiukkaspuuro” jättänyt<br />
jälkensä nykymaailmankaikkeuteen<br />
◮ Baryoniasymmetria, nukleosynteesi, rakenteenmuodostus,<br />
kosmiset reliikit...<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Varhainen maailmankaikkeus ikkuna SM:n<br />
ulkopuolelle<br />
◮ Monet SM:n ulkopuoliset teoriat ennustavat<br />
mielenkiintoisia ilmiöitä energioilla E ≫ E LHC<br />
◮ Vaihtoehtoinen tutkimuslaboratorio: Kosmologia!<br />
◮ Varhaisessa maailmankaikkeudessa lämpötila (energia)<br />
laski a<strong>ja</strong>n myötä: T ∼ t −1/2<br />
◮ Hyvin pian t = 0:n jälkeen lämpötila valtava<br />
◮ Hiukkasreaktiot tärkeitä aineen kollektiivisten<br />
ominaisuuksien kannalta ⇒ ”Alkuhiukkaspuuro” jättänyt<br />
jälkensä nykymaailmankaikkeuteen<br />
◮ Baryoniasymmetria, nukleosynteesi, rakenteenmuodostus,<br />
kosmiset reliikit...<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Varhainen maailmankaikkeus ikkuna SM:n<br />
ulkopuolelle<br />
◮ Monet SM:n ulkopuoliset teoriat ennustavat<br />
mielenkiintoisia ilmiöitä energioilla E ≫ E LHC<br />
◮ Vaihtoehtoinen tutkimuslaboratorio: Kosmologia!<br />
◮ Varhaisessa maailmankaikkeudessa lämpötila (energia)<br />
laski a<strong>ja</strong>n myötä: T ∼ t −1/2<br />
◮ Hyvin pian t = 0:n jälkeen lämpötila valtava<br />
◮ Hiukkasreaktiot tärkeitä aineen kollektiivisten<br />
ominaisuuksien kannalta ⇒ ”Alkuhiukkaspuuro” jättänyt<br />
jälkensä nykymaailmankaikkeuteen<br />
◮ Baryoniasymmetria, nukleosynteesi, rakenteenmuodostus,<br />
kosmiset reliikit...<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Kosmologiset havainnot<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
◮ Homogeenisuus <strong>ja</strong> isotrooppisuus: Maailmankaikkeus<br />
näyttää samalta joka suunnassa<br />
◮ Hubblen laki: Kaukaiset kohteet loittonevat<br />
meistä nopeudella, joka on verrannollinen niiden<br />
etäisyyteen<br />
◮ Maailmankaikkeus laajenee!<br />
◮ Laajenemisnopeus mitataan punasiirtymästä<br />
◮ Kosmologisten etäisyyksien määrittäminen hyvin vaikeaa:<br />
supernovat avuksi<br />
◮ Suuren mittakaavan rakenne<br />
◮ Galaksit <strong>ja</strong> galaksijoukot muodostavat seinämiä <strong>ja</strong> säikeitä,<br />
joiden välissä tyhjiä alueita<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Kosmologiset havainnot<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
◮ Homogeenisuus <strong>ja</strong> isotrooppisuus: Maailmankaikkeus<br />
näyttää samalta joka suunnassa<br />
◮ Hubblen laki: Kaukaiset kohteet loittonevat<br />
meistä nopeudella, joka on verrannollinen niiden<br />
etäisyyteen<br />
◮ Maailmankaikkeus laajenee!<br />
◮ Laajenemisnopeus mitataan punasiirtymästä<br />
◮ Kosmologisten etäisyyksien määrittäminen hyvin vaikeaa:<br />
supernovat avuksi<br />
◮ Suuren mittakaavan rakenne<br />
◮ Galaksit <strong>ja</strong> galaksijoukot muodostavat seinämiä <strong>ja</strong> säikeitä,<br />
joiden välissä tyhjiä alueita<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Kosmologiset havainnot<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Kosmologiset havainnot<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
◮ Homogeenisuus <strong>ja</strong> isotrooppisuus: Maailmankaikkeus<br />
näyttää samalta joka suunnassa<br />
◮ Hubblen laki: Kaukaiset kohteet loittonevat<br />
meistä nopeudella, joka on verrannollinen niiden<br />
etäisyyteen<br />
◮ Maailmankaikkeus laajenee!<br />
◮ Laajenemisnopeus mitataan punasiirtymästä<br />
◮ Kosmologisten etäisyyksien määrittäminen hyvin vaikeaa:<br />
supernovat avuksi<br />
◮ Suuren mittakaavan rakenne<br />
◮ Galaksit <strong>ja</strong> galaksijoukot muodostavat seinämiä <strong>ja</strong> säikeitä,<br />
joiden välissä tyhjiä alueita<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Kosmologiset havainnot<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Kosmologiset havainnot<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
◮ Kosminen mikroaaltotaustasäteily (CMB)<br />
◮ Maailmankaikkeuden täyttävä elektromagneettinen säteily,<br />
jonka energia vastaa 2.725 K lämpötilaa<br />
◮ Peräisin varhaisesta maailmankaikkeudesta atomien<br />
muodostumisen hetkeltä, jolloin maailmankaikkeudesta tuli<br />
läpinäkyvä<br />
◮ Hyvin isotroppisessa lämpötila<strong>ja</strong>kaumassa kertaluokan<br />
10 −5 vaihtelua, joka kertoo varhaisen maailmankaikkeuden<br />
tiheysvaihteluista<br />
◮ NASA:n WMAP satelliitin havainnot tehneet kosmologiasta<br />
tarkkuustiedettä<br />
◮ Maailmankaikkeuden ikä 13.7±0.17 ×10 9 v, ”halkaisi<strong>ja</strong>” 93<br />
×10 9 vv<br />
◮ Universumin energiasisältö: tavallinen (baryoninen) aine<br />
3%, pimeä aine 25%, loput ∼ 70% pimeää energiaa!<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Kosmologiset havainnot<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Kosmologiset havainnot<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
◮ Kosminen mikroaaltotaustasäteily (CMB)<br />
◮ Maailmankaikkeuden täyttävä elektromagneettinen säteily,<br />
jonka energia vastaa 2.725 K lämpötilaa<br />
◮ Peräisin varhaisesta maailmankaikkeudesta atomien<br />
muodostumisen hetkeltä, jolloin maailmankaikkeudesta tuli<br />
läpinäkyvä<br />
◮ Hyvin isotroppisessa lämpötila<strong>ja</strong>kaumassa kertaluokan<br />
10 −5 vaihtelua, joka kertoo varhaisen maailmankaikkeuden<br />
tiheysvaihteluista<br />
◮ NASA:n WMAP satelliitin havainnot tehneet kosmologiasta<br />
tarkkuustiedettä<br />
◮ Maailmankaikkeuden ikä 13.7±0.17 ×10 9 v, ”halkaisi<strong>ja</strong>” 93<br />
×10 9 vv<br />
◮ Universumin energiasisältö: tavallinen (baryoninen) aine<br />
3%, pimeä aine 25%, loput ∼ 70% pimeää energiaa!<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Kosmologian haasteet hiukkasfysiikalle<br />
◮ Pimeä aine: näkymätön aine, joka vastaa > 80% kaikesta<br />
materiasta<br />
◮ Pimeä = Ei vuorovaikuta valon (fotonien) kanssa<br />
◮ Olemassaolo päätelty mm. galaksien rotaatiokäyristä<br />
◮ Selittäminen vaatii uutta hiukkasfysiikkaa<br />
◮ Ehdokkaita:<br />
◮ SM:ssa pimeät baryonit, neutriinot — liian vähän<br />
◮ Varteenotettavin: fotonin SUSY-partneri, neutraliino<br />
◮ Muut: aksionit, pienet mustat aukot, korkeampiulotteisten<br />
kenttien massiiviset osat...<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Kosmologian haasteet hiukkasfysiikalle<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Kosmologian haasteet hiukkasfysiikalle<br />
◮ Pimeä energia: Tasaisesti <strong>ja</strong>kautunut energiatiheys, jonka<br />
paine on negatiivinen; 70% universumin energiasisällöstä<br />
◮ Tarvitaan selittämään havaittu universumin<br />
kiihtyvä laajeneminen<br />
◮ Selitysmalle<strong>ja</strong>:<br />
◮ Einsteinin ”kosmologinen vakio” Λ, kaiken<br />
täyttävä tyhjiöenergia; hiukkasfysiikassa pientä arvoa<br />
kuitenkin vaikea selittää<br />
◮ Muu tyhjiöenergian tapaan käyttäytyvä ”aine”<br />
◮ Muutos gravitaatiolakiin suurilla etäisyyksillä<br />
◮ Supernovahavaintojen virheellinen tulkinta<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Kosmologian haasteet hiukkasfysiikalle<br />
◮ Inflaatio: Varhaisen maailmankaikkeuden<br />
eksponentiaalinen laajeneminen<br />
◮ Auttaa selittämään universumin havaitun isotrooppisuuden,<br />
homogeenisuuden <strong>ja</strong> laakeuden<br />
◮ Universumin rakenne lähtöisin inflaation aikaisista<br />
kvanttifluktuaatioista<br />
◮ Vaatii uutta fysiikkaa (inflatonikenttä)<br />
◮ Yksityiskohdat vielä hämärän peitossa: N(Vaihtoehtoiset<br />
mallit) ≈ N(Teoreetikot)<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Sisältö<br />
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
Johdanto<br />
Motivaatiota<br />
Luonnon skaalat <strong>ja</strong> effektiiviset teoriat<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Alkeishiukkaset <strong>ja</strong> vuorovaikutukset<br />
Standardimallin rakenne <strong>ja</strong> rajoitukset<br />
Standardimallin tuolla puolen<br />
Kosmologiaa<br />
Varhainen maailmankaikkeus<br />
Kosmologian käsitteistöä<br />
Yhteenveto<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Yhteenveto<br />
Johdanto<br />
Hiukkasfysiikan Standardimalli<br />
Kosmologiaa<br />
Yhteenveto<br />
◮ Teoreettinen hiukkasfysiikka pyrkimistä kohti aineen<br />
pienimpien rakenneosasten vuorovaikutusten<br />
ymmärrystä <strong>ja</strong> matemaattista hallintaa<br />
◮ Lähes kaikki tähän päivään mennessä havaitut ilmiöt<br />
selittää Standardimalli<br />
◮ SM:n viimeinen ”puuttuva lenkki” löytymässä(?)<br />
◮ Standardimallin ulkopuolinen fysiikka<br />
läheisessä yhteydessä <strong>kosmologiaa</strong>n<br />
◮ Varhainen maailmankaikkeus hiukkasfysiikan laboratorio<br />
◮ Hiukkasfysiikka välttämätontä universumin alkuhetkien<br />
ymmärtämiseksi<br />
◮ LHC:n myötä alalla nyt erinomaiset näkymät<br />
Aleksi Vuorinen (Bielefeld) <strong>Hiukkasfysiikkaa</strong> <strong>ja</strong> <strong>kosmologiaa</strong>
Change language