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European Particle Physics Outreach Group
Masterclass 2009Masterclass 2009Marcia Begalli & Vitor Oguri
LISHEP 2009, Sessão A, 15/01/09
O Masterclass é um evento promovido pelo CERN para alunos de 2o grau e iniciantes do curso de graduação, ou seja, em sua maioria adolescentes, bem como para seus professores.
Dias especiais são dedicados aos Professores de Física.
MasterclassMasterclass
MasterclassMasterclass
Consiste em explicar aos interessados a Física de Altas Energias,de forma introdutória, levando-os a analisar eventos reais registradospor 2 experimentos realizados no CERN, DELPHI e OPAL.
Esses experimentos tomaram dados no período entre 1989 e 2000,resultantes de colisões elétron-pósitron.
São dois dos quatro experimentos que operavam no acelerador LEP,o acelerador de elétrons e pósitrons que estava no túnel onde hojese localiza o LHC.
DELPHI e OPAL ainda são experimentos ativos, apesar de não haver mais a tomada de dados, a análise dos dados obtidos e a publicaçãodos resultados ainda continua.
MasterclassMasterclass
O LEP (Large Electron Positron)É o mesmo túnel onde hoje está o LHC
Esquema da posição dos 4 experimentos no LEP:ALEPH, DELPHI, L3, OPAL
No início dos anos 90, Erik Johanson, da universidade de Estocolmo, desenvolveu o Hands on CERN, um curso para a graduação em Física onde os alunos analisavam os eventos do DELPHI.
Há 8 (10) anos o Reino Unido iniciou atividades envolvendo Física de Altas
Energias para alunos do último ano do 20 grau e seus professores, chamadas
de UK Masterclasses.
Desde 2005, o Ano Internacional da Física, o Masterclass tornou-se um evento de toda a Comunidade Européia sob a coordenação do EPPOG.
EPPOG (European Particle Physics Outreach Group) é o grupo criado para a divulgação de Física de Altas Energias nos países membros do CERN.
Desde 2008 o Brasil faz parte desse evento, com as participações da UERJ, no Rio de Janeiro, e do SPRACE, em São Paulo.
Atualmente, 22 países participam do Masterclass.
Um breve histórico
No CERN : 1 dia inteiro de colóquios e atividade experimental Oferece almoço e “coffee breaks”. Ao final do dia, reunião com outros institutos participantes, de diversos países.
Em São Paulo : meio-dia + meio-dia de atividades (colóquios e experimental) devido ao fuso horário em relação ao CERN.
No Rio : reuniões semanais, duração de tempo livre. reunião com o CERN e os outros institutos usando video-conferencia no dia estabelecido.
Organização das Atividades
Atividades
Palestras introdutórias sobre Física das Partículas Elementares.
Perguntas, discussões e dúvidas antes, durante, depois, sempre.
Internet indispensável.
Palestras sobre os dados a serem utilizados, bem como sobre o experimento onde foram obtidos.
Análise dos eventos e discussão dos resultados obtidos.
Organização
O elemento principal do Masterclass é a reunião com video-conferênciaenvolvendo o CERN e outros institutos participantes. Dado o grandenúmero de universidades envolvidas, tal atividade é desenvolvida em vários dias, neste ano será no período 16.03.09-03.04.09.
O número de institutos participantes por dia varia entre 5 e 80, que é o máximo de conecções que o EVO (programa utilizado para video-conferência) suporta.
Este ano, a UERJ participará desta reunião no dia 31 de março. São Paulo participará no dia 19 de março.
Essa reunião pode ser conjunta, alunos e professores, ou pode-se requisitar um dia especial para os professores.
Organização
Ao final da reunião, cada grupo decide qual foi o melhorparticipante, que recebe um prêmio do CERN.
Premiados UERJ, 2008 : Marília Ramos (aluna) Rafael A. B. Oneto (professor)
Para todos os participantes é dado um CD onde constam todo o Conteúdo de todas as páginas na internet relativas ao Masterclass. Esse CD é produzido pelo CERN.
Toda informação sobre o Masterclass pode ser encontradana internet.
Várias informações sobre Física de Altas Energias podemser encontradas nos links das páginas do Masterclass.
Dado o carácter internacional do evento, essas informaçõessão dadas em várias linguas.
Não é necessário saber inglês para participar do Masterclass !
A Internet
http://www.physicsmasterclasses.org/mc.htm
DELPHI
Por que o experimento DELPHI?
A UERJ é uma das instituições participantes do DELPHI.
M. Begalli (UERJ), L. M. Mundim (UERJ) e M. E. Pol (CBPF) ainda fazem parte do experimento.
Delphi é um experimento multipropósito, ou seja, foi construídopara estudar vários tópicos em Física de Altas Energias.
Opal também. Na verdade, os 4 experimentos do LEP tinham essacaracterística, diferenciando-se nas técnicas utilizadas para adetecção dos eventos.
DELPHI
Tópicos que podem ser estudados no Masterclass: Z0, Z0 + WW, Z0 + alpha_s, Z0 + LHC
Escolhemos Z0.
Os outros tópicos podem ser desenvolvidos ao longo do anoe discutidos na video-conferência do ano seguinte, se assimse desejar.
O Masterclass é uma atividade que pode ser desenvolvida durante o ano todo dentro de cada instituição.
O que é o Z0?
Do conhecimento que temos atualmente, a matéria é formada por átomos, que possuem um núcleo (formado por prótons e neutrons) rodeado por elétrons. Esses prótons e neutrons são, por sua vez, formados por quarks.
O que é o Z0?
Existem 6 quarks e 6 léptons, organizados em 3 famílias cada.
Léptons podem ter carga elétrica ou serem neutros (neutrinos).
Quarks possuem carga elétrica fracionária.
A interação entre quarks, entre léptons e entre quarks e léptons se dá através de mediadores.
O Z0 é um desses mediadores, neutro eletricamente. Outro mediador é o W, que possui carga elétrica, e participa do mesmo tipo de interações que o Z0.
Um dos primeiros eventos onde foi detectado um bóson intermediário, neste caso o W. Experimento UA1, CERN.
Bósons Intermediários: Z0 e W
Mesmo evento que o anterior, agora tratado com software específico, mostrando agora a quantidade de energia depositada no detector.
Bósons Intermediários: Z0 e W
Z0:s e W:s são produzidos nas colisões elétron-pósitron, vivem muito pouco e decaem em outras partículas.
Z0:s e W:s também podem ser produzidos em colisões próton-antipróton ou próton-próton, desde que haja energia suficiente para tal.
Z0:s sempre decaem em um par partícula-antipartícula (e+ e-, q-qbar, etc…)
W:s decaem no par que forma uma mesma família.Todos os eventos analizados foram registrados em colisões e+ e- com energia de centro de massa de 91,2 GeV, a massa do Z0.
Bósons Intermediários: Z0 e W
e+ e- --> e+ e- r0039265e0004754, barrel
e+ e- --> Mu+ Mu-r0026154e0001417, barrel
e+ e- --> Tau+ Tau- r0046448e0000596, Mu- vs e+
e+ e- --> Tau+ Tau- r0023438e0000581, Mu- vs (3Pi Pi0)
e+ e- --> q qbar, 2 jatos r0039265e0004479, com V0
•
•e+ e- --> q-qbar •r0026154e0000567, 3 jatos
e+ e- --> q-qbar r0026154e0002327, mais de 3 jatos, eventos com muitas partículas
http://www.physicsmasterclasses.org/physics/physics_hoc.htm
Os eventos que serão analisados podem ser encontrados em:
2 bósons Z0 produzidos no mesmo evento.ECM 206,8 GeV
Imagens podem ser encontradas no site:http://www.dkimages.com/discover/Home/Science/Astronomy-and-Space-Science/The-Universe/Big-Bang/General/index.html
Algumas pinturas inspiradas pelo aprendizado em Física de Partículas
Influência
Particle Soup. By Luciano Corbella (c) Dorling KindersleyAn artwork array of, Gluons, Neutrino, X boson, Higgs boson, Photon, Particle, Graviton, Quark, WIMPs, Leptons, W and Z bosons, Magnetic monpole, Cosmic string and Primordial black hole.
An artists impression of the big bang. By Julie Anderson (c) Dorling Kindersley
Conclusão
O Materclass é uma atividade em movimento, não se resume somenteà renião agendada anualmente com o CERN.
Seu formato se adapta a cada grupo de alunos, professores e interessados em geral.
Existe muito trabalho a ser desenvolvido, seja nas traduções para o português, seja no desenvolvimento de material de divulgação, sejana proposta de novas atividades.
TODOS são muito bem vindos!TODOS são muito bem vindos!
escreva para: [email protected] [email protected]