ACELERADORES DE PARTICULAS Arnulfo Zepeda, Cinvestav 26 de abril de 2010.
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SPRACE
Centro Regional de Análise de São Paulo
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Do que o mundo é feito:
As partículas e suas interações
Explorando o mundo subatômico:
Aceleradores e detectores
Um pouco de história:
Descobertas do último século
O Large Electron Positron Collider e o Z
Exercício MasterClass:
Identificando eventos no decaimento do Z2010 SPRACE
Programa
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Parte 3
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O Método Científico Caracterização do objeto de investigação
Formulação da hipótese que possa explicar o
fenômeno
Teste de outras predições a partir da hipótese
Passando: Hipótese Teoria
Falhando: retornar à formulação da hipótese
Teste da teoria
Passando: Teoria Lei
Falhando: retornar à formulação da hipótese
Lei
Continua eternamente sendo testada
○ Falhando: retornar à formulação da hipótese
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O Elétron e o Núcleo Atômico 1896
Becquerel: Evidência da radioatividade espontânea no decaimento do urânio.
1897 Thomson: Descoberta do elétron nos raios catódicos
1905 Einstein: Explica efeito foto-elétrico como manifestação do caráter
corpuscular da interação eletromagnética (fóton) 1919
Rutherford: Descoberta do próton, constituinte do núcleo (alfa + Átomo p + X)
1923 Compton: mede o comprimento de onda de fótons espalhados
1932 Chadwick: descoberta do nêutron
1936 Anderson: Descoberta do pósitron
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1947: Descoberta do píon Lattes, Occhialini e Powell
2010 SPRACE
π
Mo
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, B
olí
via,
5.6
00 m
6
Raios CósmicosMaior energia do que a radiação alfaMenor controle da produção e detecção das partículas
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ΩΩ
γγ
μμ
νν
ρρ
ηη
ΦΦ
ψψ
χχ ΔΔ
ΣΣ
ΞΞBB
KK
eepp
ff
ωω
DD
nn
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pp
pp
pp nn
nn
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γγγγγγ
γγ
γγ
γγee
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eeeeμμ
ΛΛ
KK
Década de 50
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1961Gell-Mann, Nishijima, Zweig
Modelo a quarks: u, d, s
1964Greenberg
Introdução da carga de cor
Modelo a Quarks
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Simetria e Sub-estrutura Hadrônica
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Mesons○ Quark-Antiquark
Barions○ Quark-quark-quark
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Grandes Avanços Teóricos nos 60-70 1961
Salam e WardInvenção do princípio de gauge como base para a construção de teorias de campos quântica para campos fundamentais interagentes.
GlashowIntrodução do bóson vetorial intermediário neutro Z0
1967Weinberg
Formulação do hoje chamado Modelo Padrão das Interações eletromagnéticas e fracas
1973Gross, Politzer e Wilczek
Formulação da Cromodinâmica Quântica para as Interações fortes
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Corrente Neutra 1972
Colaboração Gargamelle (Hasert et al.)○ Descoberta da Corrente Neutra○ Predita pelo Modelo Padrão
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Uma Revolução em Novembro de 74 AGS (próton em alvo fixo no BNL)
Descoberta do J (12/11/74)
SPEAR (e+e- no SLAC)Descoberta do ψ (13/11/74)
Quark Charm é descoberto!Predito teoricamente em 1970
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Um Novo Lépton 1975
Colaboração Mark I (SPEAR @ SLAC), Perl et al.Observação e+ + e- e+ + μ- + (≥ 2 outras)M = 1,8 GeV
Sugere a existência de 2 novos quarks
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τ+
μ-
τ-
e+ νe
ν τ
νμν τ
?
?
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Três Anos Depois...
1977Fermilab:
próton-núcleon a 400 GeV
Descoberta do Υ (Quark Bottom)
M = 9.5 GeV
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Descoberta do W e Z 1983
Colisões próton-antipróton no SppS do CERNMW = 80 GeV e MZ = 91 GeV
Preditos pelo Modelo Padrão em 1967
2010 SPRACE
ZZ
p + p Æ Z(Æ l + + l - )+X
WW
p + p Æ W (Æ l + n)+X
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O Quark Top 1995
Colaborações CDF e DØ
Colisões próton-antipróton a 1,8 TeVM = 180 GeV
2010 SPRACE
ee
μμ
EEjatojato
jatojato
p + p Æ t(b+W + Æ jatos)+ t(b +W - Æ l - n)16
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Medidas Precisas Década de 90
Colaborações ALEPH, DELPHI, L3 e OPAL Large Electron Positron (LEP) Collider @ CERN
Medidas precisas das propriedades do bóson Z
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LEP II Produção de Pares W+W-
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e e W W qq n+ - + -+ ® + ® l
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Bóson de Higgs: O Grande Desafio 20??
Colaborações Atlas e CMS (CERN)○ Colisões próton-próton a 7 e 14 TeV
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