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? Física de Partículas e o Universo Questões para um universo......um Universo de Questões! Pedro Abreu LIP/IST, Set./2009 CERN Portuguese Teachers Program.

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1 ? Física de Partículas e o Universo Questões para um universo......um Universo de Questões! Pedro Abreu LIP/IST, Set./2009 CERN Portuguese Teachers Program

2 As condições (T,ε) do Universo logo após o Big-Bang serão recreadas no LHC Universo O Cosmos no LHC

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

4 Universo – Nasas Hubble Deep Field

5 History of Our Universe Extreme ? HOJEHOJE LHCLHC

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

7 Universo A mais precisa observação hoje (WMAP)

8 Assimetrias na RCF como sementes de galáxias...

9 History of Our Universe Extreme ? HOJEHOJE LHCLHC RCFRCF

10 Gravidade: G M(r)/r 2 = v 2 /r Massa interior: M(r) = v 2 r / G velocidade das estrelas (v) raio r ©A.De Angelis O Mistério da Matéria Escura Maior fracção de massa não brilha! O que é?!

11 Matéria Escura na Colisão de Aglomerados de Galáxias © CHANDRA X-RAY OBSERVATORY Matéria Normal Matéria Escura ( Reconstruída ) Matéria Escura ( Reconstruída )

12 Matéria Escura também aqui na nossa Galáxia! Espalhada pela galáxia, não agrupada! Nenhuma forma de matéria conhecida! v r (kpc) ©Anglo-Australian Observatory © COBE M100 Milky Way Milky Way Distance Velocity

13 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 Oops…NÃO está diminuindo! fainter A Expansão do Universo está acelerando! Algo se sobrepõe à gravidade! Cientistas chamam-lhe Energia Escura

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

16 Fotografia bebé do Universo ( anos de idade) ? 13.7 EE na Radiação Cósmica de Fundo A Expansão do Universo está Acelerando! Verificação Independente! ©WMAP

17 Então, de que é feito o Universo?! ? ??!

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

20 Obrigado pela vossa atenção!


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