SPRACE

Centro Regional de Análise de São Paulo

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

2010 SPRACE 3

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

nte

Ch

acal

taya

, B

olí

via,

5.6

00 m

6

Raios CósmicosMaior energia do que a radiação alfaMenor controle da produção e detecção das partículas

ΩΩ

γγ

μμ

νν

ρρ

ηη

ΦΦ

ψψ

χχ ΔΔ

ΣΣ

ΞΞBB

KK

eepp

ff

ωω

DD

nn

pp

pp

pp

pp nn

nn

nn

nnγγ

γγγγγγ

γγ

γγ

γγee

ee

ee

ee

eeeeμμ

ΛΛ

KK

Década de 50

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2010 SPRACE 8

1961Gell-Mann, Nishijima, Zweig

Modelo a quarks: u, d, s

1964Greenberg

Introdução da carga de cor

Modelo a Quarks

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

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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

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ee

μμ

EEjatojato

jatojato

p + p Æ t(b+W + Æ jatos)+ t(b +W - Æ l - n)16

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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