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加速器と素粒子物理での超?低レイヤー
- 2. 自己紹介
• Twitter: @ichimiyar です。
• つくば市の某加速器研で加速器をやってます。
• つくばエクスプレスが走る前から、つくば市に
来てました(@関西の学生時代)。
• 高速バスが最高1時間
に6本走った時代…
• 上りのバスは東京駅ま
で4時間以上掛かったり、
関西に帰れなくなる事も
…
http://yaplog.jp/koidebus/archive/63より借2
用。
- 4. 自己紹介2
• 震災後、周りの物理屋*は御用学者扱いさ
れたのに、私は小物過ぎて誰も御用学者扱
いしてくれなかった。(; ;)
• なので、Twitterアイコンで自己主張
• でも、3年経って飽きたのでFacebookアイコン
にする(実名垢)
4
*物理学研究者の自称の一つ。
- 15. 強い力
磁気力
マックスウエル
電気力
弱い力
地上重力
天体重力
電磁気力
弱い力
重力
量子色力学
電弱理論
一般相対論
大統一?
力の統一= 物理学者の夢
?
高いエネルギー
宇宙のはじめ
ニュートン
現在
15
ヒッグス……
20 世紀19世紀17世紀
引用:CERN アトラス実験グループ
- 17. 周長26.6 km
主な実験装置
ATLAS
CMS
ALICE
LHCb
計画承認1994
建設完成2008
建設費~1兆円
LHC ( Large Hadron Collider )
引用:CERN アトラス実験グループ
- 18. トンネル周長27km
エネルギー7+7=14 TeV 8TeV (57 %)
ルミノシティ1034 cm-2s-1 7.7×1033 (77 %)
陽子数/バンチ1.15×1011 1.6×1011 (139 %)
ビームバンチ数2808 1380 (50 %)
ATLAS
C M S
ALICE
LHCb
LHC 加速器と実験装置
設計値達成値(%)2012.8.25現在
引用:CERN アトラス実験グループ
2011/4/21 18
- 24. シミュレーションでの予想結果
24
2光子崩壊での不変質量分布。黒点がアトラスのデータ
で、赤点線がヒッグス粒子がない場合の予想分布。
126GeV付近に盛り上がりが見える(矢印)
4レプトンへ崩壊での不変質量分布。赤が
ヒッグス粒子以外からの予想分布、ヒッグス
粒子の質量が125GeVの場合の予想分布。
データ(黒点)はヒッグス粒子が存在する場
合の分布とよく合っている(矢印)
皆さんおなじみの「ファインマン・ダイアグラム」
引用:CERN アトラス実験グループ他
- 25. 素粒子シミュレーションの流れ
• 各ファインマン・ダイアグラムに対応する素過程を
イベントジェネレータにより生成させる。(Alpgen,
Pythia, Sherpa, MC@NLOなど)
– Parton Showerの生成(Pythia old/new PS,
Herwig/Jimmyなど)
↓
• 検出器シミュレータにより、素過程から来る各種
粒子が検出器をどのように反応させるかを計算
する。(Geant4, FLUKA, EGS4/5など)
– ビジュアライザも重要なツール。
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時間不足につき、今回は省略m(_ _)m
キーワード: モンテカルロ(MC)、並列処理、データグリッド(クラウド
コンピューティング)、ビックデータ、etc..
- 27. まとめ
• 素粒子物理は究極の低レイヤー(物理)。
• 今、ホット(物理)な世界。
• 巨大な実験装置を用いて、究極の理論を探す「山師
的(金鉱掘り)な」一面も。
– 実験期間が長いので、博士号が取りにくい時期も
• 測定データは5-6PByte/年とビックデータ。
– グリッドコンピューティング(今で言うクラウド?)
– 実データ解析とシミュレーションは共に大きな計算。
• シミュレータでの計算は1事象約5−6分。
– イベントジェネレータ+検出器シミュレータ
• 数万CPUを同時に動かしてスループットを上げる。
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