Masterclasses 2011

Προχωρημένα μαθήματα Φυσικής Σωματιδίων
(για μαθητές Λυκείου)
4 - 26 Μαρτίου 2011

Οι εκδηλώσεις στο ΕΜΠ
για μαθητές, για καθηγητές

Πώς θα έρθετε στην Πολυτεχνειούπολη

Στην Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου μπορείτε να φτάσετε με το λεωφορείο 140 Πολύγωνο-Γλυφάδα, που κάνει στάση απέναντι (διασχίζοντας τη Λεωφ. ΚΑΤΕΧΑΚΗ) από τη στάση του MΕΤRO ΚΑΤΕΧΑΚΗ. Το λεωφορείο αυτό (μετά από διαδρομή περίπου 5 λεπτών) κάνει στάση μπροστά από την ΠΥΛΗ ΚΟΚΚΙΝΟΠΟΥΛΟΥ (βλ. χάρτη) της Πολυτεχνειούπολης. Επίσης, το λεωφορείο 242 κάνει κυκλική διαδρομή MΕΤRO ΚΑΤΕΧΑΚΗ (στην ίδια στάση με το 140) - Πολυτεχνειούπολη, καλύπτοντας και το εσωτερικό της Πολυτεχνειούπολης. Αν έρχεστε με αυτοκίνητο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε είτε την ΠΥΛΗ ΚΟΚΚΙΝΟΠΟΥΛΟΥ ή την ΠΥΛΗ ΚΑΤΕΧΑΚΗ-ΚΑΝΕΛΛΟΠΟΥΛΟΥ (μόνο στην άνοδο της Λεωφ. ΚΑΤΕΧΑΚΗ). Δείτε τον ηλεκτρονικό χάρτη της Πολυτεχνειούπολης και τη συγκοινωνία στη σελίδα του ΕΜΠ.

Τετάρτη 16 Μαρτίου 2011 (μαθητές)

Τα μαθήματα θα γίνουν στην αίθουσα υπολογιστών, στο Κτήριο του Κεντρικού Υπολογιστή (1ος όροφος) της Πολυτεχνειούπολης Ζωγράφου (βλ. χάρτη). Ακολουθείστε τα βέλη ανάλογα αν έρχεστε με αυτοκίνητο ή με τα πόδια. Η αίθουσα περιλαμβάνει 60 προσωπικούς υπολογιστές.

Το πρόγραμμα της ημερίδας για τους μαθητές είναι το ακόλουθο:
08:30-09:00 Προσέλευση - Εγγραφή στον 1ο όροφο του Κτηρίου του Κεντρικού Υπολογιστή
09:00-09:15 Χαιρετισμός από εκπρόσωπο της Σχολής Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών
09:15-10:00 Εισαγωγή στην Θεωρία των Στοιχειωδών Σωματιδίων (Ν. Τράκας)
10:00-11:00 Εισαγωγή στους Επιταχυντές και Ανιχνευτές (Γ. Τσιπολίτης)

11:00-11:30 Διάλειμα

11:30-12:30 Εισαγωγή στο Πρόγραμμα HYPATIA (Σ. Λεοντσίνης)

12:30-14:00 Γεύμα

14:00-16:30 Ερευνητική εργασία (ανάλυση γεγονότων Z⇒ e⁺e^-, μ⁺μ^-) και Διάλειμμα
16:30-17:30 Συλλογή αποτελεσμάτων, συζήτηση,κουίζ
17:30-18:30 Συνδιάσκεψη μέσω Διαδικτύου. Απονομή Διπλωμάτων. Λήξη της εκδήλωσης

Tαποτελέσματα της ερευνητικής εργασίας της ημερίδας των μαθητών (κάντε κλικ στις εικόνες για μεγέθυνση)

Η ερευνητική εργασία των μαθητών έγκειτο στην αναγνώριση γεγονότων της μορφής Z⇒ e⁺e^- ή Z⇒ μ⁺μ^-.
Το δείγμα ήταν 1000 γεγονότα, από τις συγκρούσεις πρωτονίου-πρωτονίου που πραγματοποιήθηκαν το 2009 και το 2010 στον Μεγάλο Αδρονικό Επιταχυντή LHC, όπως καταγράφηκαν στον ανιχνευτή ATLAS. Η αναγνώριση των γεγονότων έγινε με χρήση του λογισμικού HYPATIA, το οποίο υπολόγιζε άμεσα την μάζα που αντιστοιχεί στο σωματίδιο Z.
Από το ιστόγραμμα που έδωσe η επεξεργασία των 1000 γεγονότων από τους μαθητές, η μάζα του Z μετρήθηκε να είναι m=90,36 GeV. Η αντίστοιχη τιμή που έχουν μετρήσει οι επιστήμονες, από πληθώρα πειραμάτων και δισεκατομμύρια γεγονότων, είναι m=91.1876±0,0021 GeV. Επομένως, πράγματι μπορούμε να πούμε για πλήρη επιτυχία της ερευνητικής εργασίας των μαθητών.
Επίσης, όπως φαίνεται από το ιστόγραμμα η κατανομή των γεγονότων Z⇒ e⁺e^- (με κόκκινο χρώμα) και η αντίστοιχη των Z⇒ μ⁺μ^- (με κίτρινο χρώμα) έχουν ίδια μορφή, πράγμα που αναμένεται μιας και η πιθανότητα διάσπασης του Z σε ζευγάρι μιονίου-αντιμιονίου είναι η ίδια με αυτήν σε ζευγάρι ηλεκτρονίου-ποζιτρονίου.

Στο δεύτερο ιστόγραμμα, όπου ο οριζόντιος άξονας της μάζας επεκτείνεται ώς τα 1500 GeV, φαίνεται μια μικρή αύξηση γεγονότων στην περιοχή των 1000 GeV. Αυτή η αύξηση μπορεί να σημαίνει παρουσία κάποιου νέου σωματιδίου με μάζα m∼ 1000 GeV. Η στατιστική που έχουμε όμως είναι πολύ μικρή. Προσέξτε πώς ξεχωρίζει η κορυφή του Z, στα ∼ 90 GeV, εν σχέση με αυτήν στα ∼ 1000 GeV. Οπότε, μπορεί να ανακαλύψαμε ένα νέο σωματίδιο; Όχι ακριβώς! Τα 1000 γεγονότα δεν είναι όλα πραγματικά! Περιέχουν και ένα ποσοστό γεγονότων που παρήχθησαν από ηλεκτρονικό υπολογιστή και αναπαριστούν τι ακριβώς θα παρατηρούσαμε αν πράγματι υπάρχει ένα τέτοιο βαρύ σωματίδιο. Έτσι ακριβώς ανακαλύπτουν οι επιστήμονες τα νέα σωματίδια!
Φωτογραφίες από την εκδήλωση (κάντε κλικ στις φωτογραφίες για μεγέθυνση)

Ευχαριστούμε τους μεταπτυχιακούς φοιτητές Γιώργο Καρανάνα, Νίκο Καραστάθη, Στέφανο Λεοντσίνη, Κώστα Ντέκα, Νάνσυ Ξαγκώνη, Στράτο Παπαδούδη, Γιάννη Σκλαβούνο και Στέργιο Τσιγαρίδα για την επίβλεψη κατά την διάρκεια της ερευνητικής εργασίας. Ευχαριστούμε επίσης τους Μάρκο Καραμπάτση, Στέφανο Φουκαρίδη και Χριστόδουλο Φραγκουδάκη, του Διατμηματικού PCLab, για την συμβολή τους στην επιτυχία της διοργάνωσης.

Σάββατο 12 Μαρτίου 2011 (καθηγητές)

Τα μαθήματα θα γίνουν στην αίθουσα σεμιναρίων του 3ου ορόφου του Κτηρίου Φυσικής στην Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου (βλ. χάρτη). Ακολουθείστε τα βέλη ανάλογα αν έρχεστε με αυτοκίνητο ή με τα πόδια. Η ερευνητική εργασία θα γίνει στην αίθουσα υπολογιστών της Σχολής ΕΜΦΕ (Γενικές Έδρες, Κτήριο Β, 1ος όροφος).

Το πρόγραμμα της ημερίδας για τους καθηγητές είναι το ακόλουθο:
08:30-09:00 Προσέλευση - Εγγραφή στην είσοδο του Κτηρίου Φυσικής
09:00-10:00 Εισαγωγή στην Θεωρία των Στοιχειωδών Σωματιδίων (Ν. Τράκας)
10:00-10:30 Εισαγωγή στους Επιταχυντές και Ανιχνευτές. Ο ανιχνευτής ATLAS (Γ. Τσιπολίτης)

10:30-11:0 Διάλειμα (καφές, αναψυκτικά)

11:00-12:30 Εισαγωγή στους Πρόγραμμα HYPATIA (Σ. Λεοντσίνης)

12:30-14:00 Γεύμα στο εστιατόριο του ΕΜΠ

14:00-15:30 Ερευνητική εργασία (ανάλυση γεγονότων Z⇒ e⁺e^-, μ⁺μ^-)
15:30-16:00 Συλλογή αποτελεσμάτων, συζήτηση

Tαποτελέσματα της ερευνητικής εργασίας της ημερίδας των καθηγητών (κάντε κλικ στις εικόνες για μεγέθυνση)

Ευχαριστούμε τους μεταπτυχιακούς φοιτητές Γιώργο Καρανάνα, Νίκο Καραστάθη, Στέφανο Λεοντσίνη και Στέργιο Τσιγαρίδα για την επίβλεψη κατά την διάρκεια της ερευνητικής εργασίας. Ευχαριστούμε επίσης τον Δημήτρη Ψαρρή, υπεύθυνο του PCLab της ΣΕΜΦΕ για την βοήθειά του.

Επιστροφή στη βασική σελίδα MASTERCLASSES 2011