Perustehtävät (601–606)

Tehtävä 601

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Valitse oikea luokittelu seuraaville käsitteille.

a) elektroni





b) protoni





c) fotoni





d) W-bosoni





e) Higgsin hiukkanen



Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Tehtävä 602

Kuinka suuri energia tarvitaan, jotta parinmuodostuksen kautta voisi syntyä elektroni-positroni-pari?

602

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 603

a) Laske annihilaatiossa annihilaatioreaktiossa [[$\text{u}+\overline{\text{u}} \rightarrow \gamma + \gamma$]] vapautuva energiamäärä.

b) Oletetaan, että reaktiossa syntyvät fotonit ovat identtisiä. Mikä olisi tällöin niiden aallonpituus?

603

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 604

a) Ota selvää, miten kaukana ovat kaukaisin havaittu

  1. galaksi
  2. eksoplaneetta
  3. tähti.

b) Miksi kaukaisimman galaksin osalta voidaan tehdä etäisyyden avulla johtopäätöksiä siitä, kuinka nopeasti alkuräjähdyksen jälkeen galakseja on alkanut syntyä, mutta kaukaisimman tähden ja eksoplaneetan osalta ei voida?

604

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 605

Mustan aukon painovoimakenttä on niin voimakas, että edes valo ei pääse sieltä pois. Koska sieltä ei lähde sähkömagneettista säteilyä, sitä ei voi nähdä suoraan. Päättele tai ota selvää, millä eri tavoilla musta aukko voidaan kuitenkin havaita.

Oheinen kuva on yleisen suhteellisuusteorian pohjalta tehty tarkka laskennallinen simulaatio mustan aukon kertymäkiekosta. Elokuvan Interstellar tuottajat tilasivat simulaation, minkä seurauksena elokuvan lisäksi syntyi tiedejulkaisu. Toiminta tuotti uusia tutkimustuloksia.

605

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta merkintä
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Tehtävä 606

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Seuraavassa on lueteltu joitain merkittäviä modernin fysiikan havaintoja ja koejärjestelyjä. Merkitse, mille teorialle tai ilmiölle ne ovat toimineet todistusaineistona tai inspiraationa.

Ilmiöt ja teoriat:
1. Yleinen suhteellisuusteoria
2. Kvanttimekaniikka
3. Hiukkasten aaltoluonne
4. Erityinen suhteellisuusteoria
5. Standardimalli
6. Alkuräjähdysteoria

a) Higgsin bosoni löydettiin 2012:
b) Valosähköinen ilmiö havaittiin 1839 ja selitettiin 1905:
c) Liikkuvan kellon havaittiin käyvän hitaammin paikallaan olevaan nähden 1940:
d) Kosminen taustasäteily löydettiin 1964:
e) Kiderakenteesta sironneet elektronit muodostivat diffraktiokuvion 1927:
f) Gravitaatioaallot havaittiin 2015:
g) Antihiukkanen (positroni) havaittiin ensimmäisen kerran 1929:
h) Maailmankaikkeuden pääteltiin laajenevan 1929:
i) Auringon havaittiin kaareuttavan sen läheltä kulkevien valonsäteiden reittiä 1919:
j) Ensimmäinen toimiva tunnelointimikroskooppi rakennettiin 1981:

Seuraavassa on joitakin ajankohtaisia tai ehdotettuja tutkimushankkeita. Merkitse, mihin kysymyksiin odotetaan ensisijaisesti saatavan lisää ymmärrystä.

Kysymykset:
1. Mitä on pimeä energia?
2. Mitä on pimeä aine?
3. Onko olemassa muita alkeishiukkasia kuin nykyisin tunnetut?
4. Miten aine käyttäytyy hyvin lähellä mustia aukkoja?

a) Ehdotettu uusi, LHC:tä suurempi hiukkaskiihdytin:
b) Avaruuteen lähetettävät satelliittijoukot, jotka havaitsisivat gravitaatioaaltoja häiriöttä:
c) HETDEX-projekti, jolla mitataan tarkasti noin miljoonan eri galaksin etääntymisnopeuksia:
d) XENON-projekti, jossa yritetään havaita valtavan xenon-tankin läpi kulkevia, hyvin heikosti tavallisen aineen kanssa vuorovaikuttavia hiukkasia:

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen