IEA - Palestra "Física das altas energias"

21/03/2012 1 Física de Altas Energias

Ronald Cintra Shellard

CBPF


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


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)


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


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


QCD Interações eletrofracas

su(3) su(2) u(1)




4

4 Tesla


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







HIG

GS


Supersimetria (SUSY)




Mecanismo de Englert-Brout-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble

É materialização da observação de Julian Schwinger

Mas não é a única!




tech

nip

ion

techirho


n =246

2GeV »174GeV


Carga dos quarks está conectada com a carga dos léptons

Implica em Grande Unificação (GUTs)

Porque 3 famílias?


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








mirror diaphragm






If % p > 20%, % He < 25%

Secção de choque

próton-próton


γ Fe p

Paradoxo: - Energias mais altas são Fe? - Modelo físicos errados?



Paulo Fonte (Coimbra)




e+ e- na escala de TeV


Ecms = 500 GeV L = 2×1034 cm-2 s-1

325 Instituições!










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


Energia de 10 GeV a 100 TeV

Fontes de raios cósmicos

AGN’s, Pulsares, GRB’s



- 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

Education

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