Física de Partículas e o Universo

Apresentação em tema: "Física de Partículas e o Universo"— Transcrição da apresentação:

1 Física de Partículas e o Universo
? Questões para um universo... ...um Universo de Questões! Pedro Abreu LIP/IST, Set./2010 CERN Portuguese Teachers Program

2 Universo O Cosmos no LHC As condições (T,ε) do Universo logo após o Big-Bang serão recriadas no LHC. 13.7 2/20

3 Porque é que o Universo é escuro?
(Olbers, 1823) Porque é que o Universo é escuro? 3/20

4 Universo – Nasa’s Hubble Deep Field
4/20

5 History of Our Universe
Extreme HOJ E LHC RCF ? 5/20

6 ΔT= 3.3 mK Δ T= 18 µK Universo T= 2.7 K
Estudo da Radiação Cósmica de Fundo [RCF] (COBE) (Prémio Nobel 2006) Penzias & Wilson, Prémio Nobel 1965 T= 2.7 K ΔT= 3.3 mK (depois da subtracção do fundo comum) Δ T= 18 µK (depois de corrigido para o mov. Terra) 6/20

7 A mais precisa observação hoje (WMAP)
Universo A mais precisa observação hoje (WMAP) 7/20

8 Assimetrias na RCF como sementes de galáxias...
8/20

9 O Mistério da Matéria Escura
velocidade das estrelas (v) raio r ©A.De Angelis Gravidade: G M(r)/r2 = v2/r Massa interior: M(r) = v2 r / G Maior fracção de massa não brilha! O que é?! 9/20

10 Matéria Escura na Colisão de Aglomerados de Galáxias
10/20

11 Matéria Escura na Colisão de Aglomerados de Galáxias (simulação)
11/20

12 Matéria Escura na Colisão de Aglomerados de Galáxias (reconstrução)
Matéria Normal Matéria Escura (Reconstruída) © CHANDRA X-RAY OBSERVATORY 12/20

13 Matéria Escura também aqui na nossa Galáxia!
M100 <=> Milky Way © COBE Milky Way Velocity v Tracejado = materia do centro da galaxia (bulge), cheio = materia do disco envolvente (espirais)(Disk), pontilhado = Dark Matter Distance ©Anglo-Australian Observatory Espalhada pela galáxia, não agrupada! Nenhuma forma de matéria conhecida! r (kpc) 13/20

14 O Mistério da Energia Escura
Cientistas estudaram supernovas distantes para estimar a variação da expansão do Universo. Esperavam que a taxa de expansão deveria diminuir desde o tempo do Big Bang. 14/20

15 Oops…NÃO está diminuindo!
A Expansão do Universo está acelerando! Algo se sobrepõe à gravidade! fainter Cientistas chamam-lhe ‘Energia Escura’ 15/20

16 Evidência para EE! fainter E mais recentemente: Luminos. diminui
Densidade Não-Matéria .vs. Densidade Matéria fainter s/ efeito 16/20

17 Fotografia bebé do Universo (380 000 anos de idade)
Energia Escura na RCF (ou CMB) Fotografia bebé do Universo ( anos de idade) Verificação Independente! ©WMAP A Expansão do Universo está Acelerando! 17/20

18 Então, de que é feito o Universo?!
??! ? 18/20

19 Como poderá LHC ajudar? Bosão de Higgs ? Explica a origem da Massa
Encontrar Supersimmetria, se existir: o melhor candidato para a Matéria Escura será a partícula supersimétrica mais leve, estável e produzida em grandes quantidades no Big Bang Encontrando Weakly Interactive Massive Particles, que se existirem em grandes quantidades = Matéria Escura Encontrando dimensões extra (>=5D), etc! 19/20

20 Conclusões Partículas Elementares Cosmologia A Origem da massa
A Expansão do Universo Big-Bang Nucleosíntese primordial Radiação Cósmica de Fundo Espectro de massas, famílias Massa dos neutrinos Massa e simetria de gauge Mecanismo de Higgs Inflação ? Teorias VSL ? Homogeneidade Ω ≅ 1 A Unificação das Interacções Grande unificação Decaimento do protão Supersimetria Gravitação e supercordas Matéria Escura/Energia escura Buracos Negros Assimetria matéria-antimatéria Violação de CP 20/20

21 Obrigado pela vossa atenção!