iea - palestra "física das altas energias"
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21/03/2012 1 Física de Altas Energias
Ronald Cintra Shellard
CBPF
21/03/2012 3 Física de Altas Energias
Paradoxo:
Quanto mais sabemos,
mais extensa é nossa ignorância
Arnold Zukerfeld
21/03/2012 Física de Altas Energias 5
1895
1897
1911
1912
1928
1930
1932
1932
1935
1936
1947
1947
1948
− W. K. Röentgen ★
− J.J. Thompson★
− E. Rutherford
− V. F. Hess★
− P. A. M. Dirac★
− W. Pauli★
− J. Chadwick★
− C. D. Anderson★
− H. Yukawa★
− C. D. Anderson
− G. Rochester e
C. Butler
− C. Powell★, C. Lattes
e G. Occhialini
− C. Lattes e
E. Gardner
− Descoberta dos Raios X
− Descoberta do eléctron
− Identificação do núcleo atômico
− Descoberta dos raios cósmicos
− Postula pósitrons (eq. de Dirac)
− Postula neutrinos (conservação de energia)
− Descoberta do neutron
− Descoberta do pósitron
− Postula mésons para interação forte
− Descoberta do múon (Who order that?)
− Descoberta do Kaon (partícula estranha)
− Descoberta do píon
− Píons em aceleradores
ADVENTO DOS ACELERADORES
21/03/2012 6 Física de Altas Energias
1952
1955
1956
1957
1962
1961
1962
1964
1967
1968
1972
1973
- E. Fermi et al.
- -O.Chamberlain e E.Segré ★
- C. N. Yang e T. D. Lee★
- F.Reines★,C.L.Cowan
- L. Lederman★ , M. Schwartz
e J. Steinberger
- S. Glashow★
- M. GellMann★
- J. Cronin e Val Fitch★
- A. Salam, S. Weinberg★
- J.Friedman,H.K. Kendall,
R.E.Taylor ★
- M. Kobayashi-T. Maskawa★
- D. Politzer, D. Gross e F.
Wilczek ★
- Produzem ressonâncias hadrônicas
- Produzem anti-próton no laboratório
- Violação da Paridade
- Descoberta do neutrino
- Descoberta do neutrino muonico
- V-A
- Eight Fold Way (quarks)
- Descoberta da vilação de CP.
- Modelo Padrão
- Medida da estrutrura dos hadrons
(partons)
- Matriz dos quarks
Liberdade assintótica (QCD)
21/03/2012 7 Física de Altas Energias
1974
1975
1977
1983
1989
1995
1998
- B. Richter e S. Ting ★
- M. Perl ★
- L. Lederman
- C. Rubia, S.v.d. Meer ★
- LEP e SLC
- CDF e D-Zero
- M. Koshiba ★
Tevatron e LEP
- Descoberta do charme
- Descoberta do tau
- Descoberta do quark b
- Descoberta do W e Z
- 3 famílias de neutrinos
- Descoberta do quark top
- Massa de neutrinos
- Validação do Modelo Padrão
21/03/2012 8 Física de Altas Energias
QCD Interações eletrofracas
su(3) su(2) u(1)
Quarks u c t
d s b
Leptons e μ τ
νe νμ ντ
QCD Glúons
EW W+, W-, Z0, Fóton
mais mecanismo de quebra de simetria
21/03/2012 9 Física de Altas Energias
QCD Interações eletrofracas
su(3) su(2) u(1)
21/03/2012 10 Física de Altas Energias
21/03/2012 12 Física de Altas Energias
21/03/2012 13 Física de Altas Energias
4
4 Tesla
21/03/2012 14 Física de Altas Energias
pp collision Point
Vertex Locator VELO
Tracking System
Muon System RICH Detectors
Calorimeters
~ 1 cm
B
Movable device 35 mm from beam out of physics / 7 mm from beam in physics
21/03/2012 15 Física de Altas Energias
21/03/2012 16 Física de Altas Energias
21/03/2012 17 Física de Altas Energias
21/03/2012 18 Física de Altas Energias
21/03/2012 19 Física de Altas Energias
21/03/2012 20 Física de Altas Energias
HIG
GS
21/03/2012 21 Física de Altas Energias
Supersimetria (SUSY)
21/03/2012 22 Física de Altas Energias
21/03/2012 23 Física de Altas Energias
21/03/2012 24 Física de Altas Energias
Mecanismo de Englert-Brout-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble
É materialização da observação de Julian Schwinger
Mas não é a única!
21/03/2012 25 Física de Altas Energias
21/03/2012 26 Física de Altas Energias
21/03/2012 27 Física de Altas Energias
tech
nip
ion
techirho
21/03/2012 28 Física de Altas Energias
n =246
2GeV »174GeV
21/03/2012 29 Física de Altas Energias
Carga dos quarks está conectada com a carga dos léptons
Implica em Grande Unificação (GUTs)
Porque 3 famílias?
21/03/2012 30 Física de Altas Energias
O que é matéria escura?
Luz no fim do túnel?
Resultados experimentais:
• DAMA (Gran Sasso) YES
• CRESST (Gran Sasso) PERHAPS
• CoGeNT (Soudan) YES
• CDMS (Soudan) NO
• XENON (Gran Sasso) NO
21/03/2012 31 Física de Altas Energias
21/03/2012 32 Física de Altas Energias
21/03/2012 33 Física de Altas Energias
21/03/2012 34 Física de Altas Energias
21/03/2012 35 Física de Altas Energias
21/03/2012 36 Física de Altas Energias
21/03/2012 37 Física de Altas Energias
mirror diaphragm
21/03/2012 38 Física de Altas Energias
21/03/2012 39 Física de Altas Energias
21/03/2012 40 Física de Altas Energias
21/03/2012 41 Física de Altas Energias
21/03/2012 42 Física de Altas Energias
If % p > 20%, % He < 25%
Secção de choque
próton-próton
21/03/2012 43 Física de Altas Energias
γ Fe p
Paradoxo: - Energias mais altas são Fe? - Modelo físicos errados?
21/03/2012 44 Física de Altas Energias
21/03/2012 45 Física de Altas Energias
Paulo Fonte (Coimbra)
21/03/2012 46 Física de Altas Energias
21/03/2012 47 Física de Altas Energias
21/03/2012 49 Física de Altas Energias
e+ e- na escala de TeV
21/03/2012 50 Física de Altas Energias
Ecms = 500 GeV L = 2×1034 cm-2 s-1
325 Instituições!
21/03/2012 51 Física de Altas Energias
21/03/2012 52 Física de Altas Energias
21/03/2012 53 Física de Altas Energias
21/03/2012 54 Física de Altas Energias
21/03/2012 55 Física de Altas Energias
21/03/2012 56 Física de Altas Energias
21/03/2012 57 Física de Altas Energias
21/03/2012 58 Física de Altas Energias
21/03/2012 59 Física de Altas Energias
Raios Gama oferecem uma vista do Universo Extremo
T1 T2
T3 T4
Typical parameters Energy range 50GeV ~ 10TeV CR rejection power ~99.9% Angular resolution ~0.1 degrees Energy resolution ~20% Detection area ~105m2
Sensitivity ~1% Crab Flux (10-13 erg/cm2s)
Cherenkov Light Images on cameras 50photons/m2 ~1000 p.e./Tel at 1TeV
21/03/2012 Física de Altas Energias 60
21/03/2012 61 Física de Altas Energias
Energia de 10 GeV a 100 TeV
Fontes de raios cósmicos
AGN’s, Pulsares, GRB’s
21/03/2012 62 Física de Altas Energias
21/03/2012 63 Física de Altas Energias
- Física de Altas Energias vive um período de grande
efervescência
- Experimentos envolvem colaborações internacionais
- Liderança dos experimentos deixou de ser exclusiva de
EUA, Europa e Japão
- Brasil tem participação relevante em vários experimentos
- Intensa participação da indústria nos experimentos
(motor de Inovação)
- Provavelmente estamos no limiar de novas descobertas
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