Vorlesung 12:

(1)

Vorlesung 12:

Roter Faden:

1. Baryon Asymmetrie

2. Grand Unified Theories

3. Vereinheitlichung aller Kräfte

4. Nachweis der Supersymmetrie

(2)

1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer ²

ist eine Was

Große Vereinheitlichte Theorie (Grand Unified Theorie, GUT)

Was ist Supersymmetrie?

(3)

(4)

1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer ⁴ Be aware: more phase transitions than GUT one, e.g. Electrow. one.

Hence many models to explain Baryon Asym.

(5)

(6)

1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer ⁶

Proton decay expected in GUT’s

(7)

Proton decay

Without R-parity fast Proton decay!

R-Parity

Only possible interactions of Lightest Supersymmetric Particle (LSP) with matter: elastic scattering or production of squarks or sleptons, since at each vertex there should be always to SUSY particles to get R=+1

 

q q

Z,h,A

 q

q  q 

(8)

1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer ⁸

Some production diagrams

(9)

Teilchenmassen 100 - 2000 GeV !

Supersymmetry

Symmetrie zwischen Fermionen  Bosonen

(Materie) (Kraftteilchen)

(10)

1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer ¹⁰

Gauge Coupling Unification in SUSY

(11)

Running of Strong Coupling Constant

(12)

1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer ¹²

Fundamental Questions in Physics

(13)

Example of SUSY production and decay chain

(14)

1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer ¹⁴

Main SUSY signature: missing energy

(15)

Prinzip eines Teilchendetektors

(16)

1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer ¹⁶

e

⁺

e

^-

Spurdetektor

Magnetspule

Hadronkalorimeter Elektronkalorimeter

Myonkammern

Photon Elektron Quark Jet

Myon (hohe Energie) (mittlere Ene.) (kleine Energie)

Prinzip eines Teilchendetektors

(17)

CMS Collaboration

(18)

1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer ¹⁸

Pixel endcap disks

214m

²

of silicon sensors 11.4 million silicon strips

65.9 million pixels in final configuration!

The Tracker

(19)

Modell des AMS-02 Detektors auf der ISS

(20)

1 Feb 2008 Kosmologie, WS 07/08 Prof. W. de Boer ²⁰

• Hochenergetische Teilchen fliegen durch AMS

• Dabei wechselwirken sie mit unterschiedlichen Detektoren

• Mit den Informationen aus allen Detektoren lassen sich die

Teilchen dann identifizieren

AMS-02 Detektor

(21)

Particle identification techniques

300 GeV TRD

TOF Tracker

RICH

Calorimeter

e

^-

e

⁺

Vorlesung 12:

Vorlesung 12:

Roter Faden:

1. Baryon Asymmetrie

2. Grand Unified Theories

3. Vereinheitlichung aller Kräfte

4. Nachweis der Supersymmetrie

ist eine Was

Große Vereinheitlichte Theorie (Grand Unified Theorie, GUT)

Was ist Supersymmetrie?

Proton decay expected in GUT’s

Proton decay

Without R-parity fast Proton decay!

R-Parity

Only possible interactions of Lightest Supersymmetric Particle (LSP) with matter: elastic scattering or production of squarks or sleptons, since at each vertex there should be always to SUSY particles to get R=+1

 

q q

Z,h,A

 q

q  q 

Some production diagrams

Teilchenmassen 100 - 2000 GeV !

Supersymmetry

Symmetrie zwischen Fermionen  Bosonen

Gauge Coupling Unification in SUSY

Running of Strong Coupling Constant

Fundamental Questions in Physics

Example of SUSY production and decay chain

Main SUSY signature: missing energy

Prinzip eines Teilchendetektors

e

e

Photon Elektron Quark Jet

Myon (hohe Energie) (mittlere Ene.) (kleine Energie)

Prinzip eines Teilchendetektors

CMS Collaboration

Pixel endcap disks

214m

of silicon sensors 11.4 million silicon strips

65.9 million pixels in final configuration!

The Tracker

Modell des AMS-02 Detektors auf der ISS

• Hochenergetische Teilchen fliegen durch AMS

• Dabei wechselwirken sie mit unterschiedlichen Detektoren

• Mit den Informationen aus allen Detektoren lassen sich die

Teilchen dann identifizieren

AMS-02 Detektor

Particle identification techniques

300 GeV TRD

TOF Tracker

RICH

e

e

p He  