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Aceleradores e Detetores de Partículas
Joana GriloLuís VenâncioMargarida FigueiredoMiguel Frade
Projeto Horizonte
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ÍNDICE1. Contexto Histórico2. Aceleradores
o Funcionamento básico o Aceleradores electrostáticos
oCockcroft – Walton/Van de GraffoAceleradores de Campo Eléctrico Oscilante
o Aceleradores lineareso Cíclotrãoo Sincrotrão
3. Detetoreso Câmara de nuvens de Wilsono Câmara de bolhaso Detetores modernos
o Tipos de sub-detetoreso Detetores de Traçoso Calorímetroso Detetor de muões
4. The Large Hadron Collider Objetivos
O acelerador Os detetores
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Contexto Histórico
Esquema representativo da colisão de raios cósmicos de alta energia, com partículas atmosféricas.
Emulsão fotográfica de uma colisão atmosférica
Aceleradores electrostáticos
John Cockcroft
Ernest T. WaltonDiagrama do design original do “Acelerador Cockcroft – Walton”
1 1P+37Li -----> 2 4He + 2 4He
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Princípios Físicos
Partículas carregadas.
Partículas carregadas em campo eléctrico uniforme.
Ec = Energia cinéticaq = Carga da partícula∆V = Voltagem∆v = variação de velocidadem = Massa da partícula
Unidade Electrão volt Joule
1 eV 1 eV 1.6x10-19
1 KeV 1000 eV 1.6x10-16
1 MeV 1000000 eV 1.6x10-13
1 GeV 1000000000 eV 1.6x10-10
1 TeV 1000000000000 eV 1.6x10-7
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Aceleradores eletrostáticos
Robert J. Van de Graaff
Diagrama de um “Acelerador Van de Graaff”
Câmara pressurizada
Cúpula carregada
Fonte de iões positivos
Tubo acelerador
Alvo
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Princípio de Tandem
Folha/gás de ionização
Cúpula carregada
Limitações
Descarga eléctrica, devido a passagem da tensão de
disrupção
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Aceleradores de Campo Elétrico Oscilante
Diagrama de um Acelerador Linear
Fonte de iões
Alternador de corrente
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Ciclotrão
Ernest Lawrence
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CiclotrãoCiclotrão visto de cima
Ciclotrão, esquema representativo
Ciclotrão, visto de ladoRepresentação do campo eléctrico
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Ciclotrão
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CiclotrãoCiclotrão Isócronos
Diminui a sua frequência com o aumento da massa
Sincrocíclotrão
Aumenta o seu campo magnético com o aumento da massa
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Sincrotrão
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SincrotrãoÍmanes dipolares Ímanes de concentração
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DETETORES DE PARTÍCULAS
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1
Charles Wilson
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Partículas alfa Partículas Beta Raios Cósmicos
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Câmara de Bolhas
Donald Glaser
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Deteção do Bosão W
Deteção de correntes neutras fracas
Deteção de dois Bosões Z
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Detetores ModernosConstituídos por três sub-detetores:
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Detetores de Traços
Câmara de fios Semicondutor
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Funcionamento dos calorímetros
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Calorímetros
Eletromagnético Hadrónico
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Detetor de Muões
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Detetores Modernos
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Large Hadron Collider (LHC)
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• lhc_atlas.swf
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ATLASCMSALICELHC - B
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Agradecimentos
• Escola Secundaria de Severim de Faria
• Departamento de Física e Geofísica da Universidade de Évora
• Coordenadores do Projecto Horizonte
• Professor Doutor Bento Caldeira
• Professor José António Figueira
• Instituto Superior Técnico
• Rui Pires
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Bibliografiahttp://cienctec.com.br/wordpress/index.php/lhc-o-gigante-mostra-a-sua-cara/http://www.portugalathome.org/lhc.phphttp://www.ufabc.edu.br/index.php?option=com_content&view=article&id=3232:o-lhc-a-
maquina-de-descobertas&catid=187:artigos&Itemid=184http://www.physicsmasterclasses.org/exercises/hands-on-cern/hoc_v21pt/Ne’eman, Yuval, Particle Hunters, Cambridge University Press, Cambridge, 1996http://en.wikipedia.org/wiki/Particle_acceleratorhttp://www.fnal.gov/pub/news04/update_archive/update_9-10.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/List_of_accelerators_in_particle_physicshttp://public.web.cern.ch/public/en/research/Detector-en.htmlSerway, Raymond / Jewett, John, Physicsfor Scientists and Engineers, 8º Edition