Hiukkasfysiikkaa ja kosmologiaa teoreetikon näkökulmasta
Hiukkasfysiikkaa ja kosmologiaa teoreetikon näkökulmasta
Hiukkasfysiikkaa ja kosmologiaa teoreetikon näkökulmasta
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<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