Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) 2009. április 17. 1/18 Neutron az Ősrobbanásban Dr. Sükösd Csaba.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) 2009. április 17. 1/18 Neutron az Ősrobbanásban Dr. Sükösd Csaba."— Előadás másolata:

1 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április 17. 1/18 Neutron az Ősrobbanásban Dr. Sükösd Csaba Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technika Tanszék

2 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április 17. 2/18 TARTALOM Bevezetés Bevezetés Modellek, előrejelzés Modellek, előrejelzés Fontos megfigyelések Fontos megfigyelések Hubble törvény Hubble törvény Gravitáció Gravitáció Nézzünk vissza a múltba Nézzünk vissza a múltba Kozmikus háttérsugárzás Kozmikus háttérsugárzás Elemek gyakorisága az Univerzumban Elemek gyakorisága az Univerzumban Az Ősrobbanás elemgyára Az Ősrobbanás elemgyára Az első századmásodperctől... Az első századmásodperctől......a tizedik percig...a tizedik percig Mi lenne, ha a neutron tömege... Mi lenne, ha a neutron tömege...

3 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április 17. 3/18 Az Evolúció során a túlélés kulcsa: előrelátás A tudomány (egyik) feladata: előre látni megbízható módon Kezdeti feltételek Mozgástörvények Jövő + Modell Az előrelátás jósága az alkalmazott modelltől függ! Hogyan ellenőrizhető egy modell? A múlttal !

4 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április 17. 4/18 Jobban megértjük a jelent, ha megértjük a múltat! A mozgástörvényeket nemcsak időben előre, hanem időben visszafelé is alkalmazhatjuk visszatekintés a múltba A Világ keletkezése mindig izgatta az embereket (vallások). Tudományos módszer: kezdeti feltételekből (mostani állapot) a jelenleg legjobbnak tartott modellekkel visszanézni

5 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április 17. 5/18 Fontos megfigyelések: 1) Hubble törvény: Riess, Press, Kirshner (1996) sebesség = H 0 ∙távolság (1 Mpc = 3,086∙10 19 km) Modell: Nem azért távolodik gyor- san mert messze van, ha- nem azért van messze, mert gyorsan távolodik! (Hubble-idő)

6 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április 17. 6/18 A lineáris kapcsolat miatt az egyenesek egy pontban metszik egymást! Továbbgondolás: Ezek persze nem egyenesek, hiszen a gravitáció fékez! Kis térfogat, nagy energiasűrűség, nagy hőmérséklet: Ősrobbanás

7 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április 17. 7/18 Műhold példája: Három eset lehet: E<0 „elliptikus” E<0 „elliptikus” E=0 „parabolikus” E=0 „parabolikus” E>0 „hiperbolikus” E>0 „hiperbolikus” Az Univerzum teljes energiájától függően három jövőkép A múlt viszont egyértelmű: kis térfogat (nagy hőmérséklet) Gravitáció:

8 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április 17. 8/18 Nézzünk vissza a múltba ! Távolra látni = visszafelé látni az időben (fénysebesség…) Legközelebbi csillag: Proxima Centauri: 4,3 fényév galaxis: Androméda köd: 2 millió fényév csillag: Proxima Centauri: 4,3 fényév galaxis: Androméda köd: 2 millió fényév Hubble űrteleszkóp: 13 milliárd fényévre is ellát! (születő, fiatal galaxisok…) 13 milliárd fényévre is ellát! (születő, fiatal galaxisok…) Miért nem látjuk a kezdeti forróságot?? LÁTJUK! Csakhogy: gyors tágulás lehűlést okoz. Jelenleg az Univerzum átlaghőmérséklete 2,73 K (nem 0!)

9 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április 17. 9/18 2. Megfigyelés: Kozmikus háttérsugárzás Penzias és Wilson (Nobel-díj 1978) 1964-ben felfedezték a rádióhullámú kozmikus hátteret Tökéletes hőmérsékleti sugárzás! „Dipólus” komponens: Oka: a Föld és a Naprendszer sebessége miatti Doppler effektus Ezt korrekcióba véve: tökéletes izotrópia 2,725 K Hőmérsékleti egyensúlynál korábbra nem „láthatunk” ! (Az Ősrobbanás után kb 380 ezer évvel)

10 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április /18 3. Megfigyelés_ Elemgyakoriság az Univerzumban A tíz leggyakoribb elem az Univerzumban (tömegarányok) ZNév Gyakoriság (milliomod rész) 1Hidrogén Hélium Oxigén Szén Neon Vas Nitrogén Szilícium700 12Magnézium600 16Kén500 A modellnek ezt is meg kell magyarázni! „Látható” idő előtt lezajló folyamatok! Ősrobbanás gyártja le, csillagok módosítják Csillagokban keletkeznek

11 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április /18 Ősrobbanás (Nagy Bumm, Big Bang) modell Nagy energiasűrűség magas hőmérséklet sugárzás Mi onnan indulunk, amikor a hőmérséklet kT ~ 10 MeV ( T ~ K, 0,01 s). Ekkor már protonok, neutronok és könnyű részecskék (leptonok) vannak a sugárzás mellett. A hőmérséklet még nagy: Ezért a neutronok és a protonok egymásba alakulhatnak. A neutronok és a protonok arányát a statisztikus fizika törvényei szabják meg. (pl. kT~ 5 MeV -nél) A neutronok és a protonok arányát a statisztikus fizika törvényei szabják meg. (pl. kT~ 5 MeV -nél)

12 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április /18 Az Univerzum gyorsan hűl (a tágulás miatt) a neutronok keletkezése megszűnik, (kb 1 másodpercnél) a neutronok keletkezése megszűnik, (kb 1 másodpercnél) a szabad neutronok bomlanak: a szabad neutronok bomlanak: (T 1/2 ~ 10 perc) Csak azok a neutronok „menekülnek meg”, amelyek atommagokba fogódnak be! DE! Amíg a hőmérséklet túl magas, az esetleg keletkező deuteronokat szétveri a hőmozgás. Az első lépés: A nukleoszintézis akkor indulhat be, amikor kT << 2,2 MeV (kb. 100 másodpercnél) Innentől VERSENYFUTÁS: atommagreakciók, és a gyorsan hülő Univerzum között. (1 perctől kb. 10 percig)

13 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április /18 Atommag reakciók lánca: A keletkező deuteronok nem élnek sokáig. A fúzió tovább halad... erős kölcsönhatású, gyors folya- matokkal erős kölcsönhatású, gyors folya- matokkal  - bomlással (elektromágneses kölcsönhatással) járó, lassabb folyamatokkal  - bomlással (elektromágneses kölcsönhatással) járó, lassabb folyamatokkal

14 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április /18 A lánc azonban megszakad, mert a 4 He különösen stabil Még egy kevés könnyű elem (Li, Be) keletkezik de ezek fogynak is további reakciókkal. Mielőtt nehezebb elemek felépülhetnének, a fúziós lánc megszakad. Az Univerzum a fúziós hőmérséklet alá hűl. Lényegében csak He keletkezett, a protonok egy része megmaradt, a maradék neutron elbomlott.

15 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április /18 Az elemek gyakoriságának fejlődése az első másodpercekben 75% H, 25% He Minden egyéb < ! (neutronok bomlása) Az Univerzumban sehol sem figyeltek meg 23%-nál kisebb 4 He gyakoriságot! Ez a „forró” Ősrobbanás modell nagyon erős igazolása. Deuteron sem keletkezhet máshogy (a csillagok csak fogyasztják). 3 H bomlik 7 Be bomlik

16 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április /18 A neutron milyen tulajdonságai vezettek ide? A neutron tömege > proton tömege + elektron tömege 1, > 1, , ( kg) 1, > 1, , ( kg) Mi lenne, ha a neutron 1 ezrelékkel könnyebb lenne? nem menne végbe (nincs rá energia), de végbe menne ! A protonok fogynának el, és a neutronok száma nőne! H-atomok sem lennének (proton befogná az elektront). Az Univerzum barionikus anyaga főleg n-ból állna. Mi lenne, ha a neutron nehezebb lenne? Gyorsabban, rövidebb felezési idővel menne végbe (nagyobb energiakülönbség) Hamarabb elfogynának a neutronok ! Az Univerzum barionikus anyaga főleg (>90%) p-ból állna.

17 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április /18 A neutron az ősrobbanásbeli nukleoszintézis egyik kulcsszereplője! DE! Miért éppen akkora a neutron tömege, mint amekkora? Nyitott kérdés. Talán az LHC (CERN) választ tud majd rá adni, ha felfede- zik a Higgs bozont. Addig is: a jelenlegi modellekkel sok megfi- gyelt jelenséget megér- tünk és kvantitatív mó- don meg tudunk ma- gyarázni. SŐT! Még a hőm. egyensúly „mögé” is belátunk.

18 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április /18 KÖSZÖNÖM MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET !

19 Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) április /18


Letölteni ppt "Középiskolai Fizikatanári Ankét, Kaposvár 2009 Neutron az ősrobbanásban (Dr. Sükösd Csaba) 2009. április 17. 1/18 Neutron az Ősrobbanásban Dr. Sükösd Csaba."

Hasonló előadás


Google Hirdetések