Bosonjakt (gy)

Eleverna analyserar data som samlats in av ATLAS-experimentet på CERN. Vi letar efter tunga
partiklar, som sönderfaller innan de hinner nå detektorn. Genom att titta på sönderfallsprodukterna
och använda fysikens lagar, kan man ändå härleda partiklarnas egenskaper. Vi tillämpar liknande
metoder som användes vid upptäckten av Higgs-bosonen på CERN 2012.
Plats
Vetenskapens Hus
Målgrupp
Gymnasiet fysik 1.
Tid
120 min

Gruppstorlek: max 17 elever
Är ni fler än 17 elever? Det går bra, vi delar upp eleverna i två grupper eller kombinerar med ett annat skolprogram.

Teori

Vi letar efter tunga elementarpartiklar som sönderfaller innan de hunnit nå ATLAS-detektorn. Under genomgången förklaras hur bevarande av laddning, energi och rörelsemängd kan låta oss dra slutsatser om den tunga partikeln genom att enbart titta på dotterpartiklarna. Eleverna får även en introduktion till ATLAS-experimentet, CERN och en kortare genomgång utav standardmodellen i partikelfysik. Laborationsdelen består utav att analysera data som samlats in av ATLAS, identifiera partiklar och välja ut kollisioner som kan motsvara sönderfall av partikeln vi är ute efter. Datat samanställs av programmet i form av ett histogram som eleverna får läsa av och dra slutsatser från.

Anknytning till kurs-/ämnesplan

Centrala begrepp för passet är följande: energiprincipen, massa-energi ekvivalensen, relativistisk energi, rörelsemängd, aktuella modeller för materiens minsta beståndsdelar och av de fundamentala krafterna samt om hur modellerna har vuxit fram. Under genomgången diskuteras dessutom: • Hur modeller och teorier utgör förenklingar av verkligheten och kan förändras över tid. • Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. • Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess och felkällor. • Atomkärnans struktur • Partikelstrålning Som del av uppgiften eleverna utför ingår • Planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. • Bearbetning och utvärdering av data och resultat med hjälp av analys av grafer.

Inför besöket

Eleverna bör känna till energins och rörelsemängdens bevarande samt att man kan omvandla massa till energi. Det är även bra om de har hört talas om materiens minsta beståndsdelar tidigare (kvarkar, elektroner, myoner). Välkomna!

För- och efterarbetesmaterial
Bosonjakt.pdf353.43 KB