Os aceleradores e detectores de partículas

Apresentação em tema: "Os aceleradores e detectores de partículas"— Transcrição da apresentação:

1 Os aceleradores e detectores de partículas

2 Raios Cósmicos Origem  raios altamente energéticos proveniente do cosmos que atinge a atmosfera terrestre. Descobertos em 1912  Viktor Hess Experiências com eletroscópio em altitudes elevadas. Problemas com os raios cósmicos: Partículas com alta energia (3 x 1020 eV)  difícil de ser controlado. Necessidade de criar novos maneiras de controlar as energias das partículas  aceleradores de partículas (1012 eV).

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4 Aceleradores Primeiros aceleradores  início da década de 40
Vantagem: fácil controle das partículas Problema: baixa energia Partículas com baixa energia  difícil reprodução de eventos com os raios cósmicos.

5 Funcionamento Aceleração  diferença de potencial (V) + - + - - - - -

6 Aceleração  depende da diferença de potencial (V)

7 Funcionamento Trajetória  campo magnético (B) e velocidade (v)
                                                                                                                                                                                                      - v - - - - - Fm - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

8 Trajetória  depende da velocidade (v) da partícula e do campo magnético (B)

9 Acelerador do Fermilab - EUA
Descobriu o quark top Energia  2,36 TeV

10 Acelerador de Brookhaven - EUA
Investiga quarks e gluons Energia  10 TeV

11 Acelerador do CERN Raio = 27 Km. Energia  14 TeV

12 Detectores de partículas
Câmara de nuvens (1912)  estudo da radioatividade Vapor de água é confinado numa câmara fechada até o ponto de saturação. A seguir a pressão é diminuída, produzindo-se ar num estado supersaturado. A passagem de uma partícula carregada condensa essa massa de ar em gotículas diminutas de vapor, deixando assim, os vestígios da partícula que passou.

13 líquido  hidrogênio (p.f.  -247 oC) ou deutério
Câmaras de bolhas (1952)  líquido superaquecido (próximo do ponto de ebulição) Quando as partículas carregadas passam por um líquido, os átomos do líquido ionizam-se, produzindo bolhas exatamente como o processo de ebulição. As bolhas demarcam o trajeto das partículas. líquido  hidrogênio (p.f.  -247 oC) ou deutério

14 Detectores modernos ALICE  estudar o plasma de quarks

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16 ATLAS  maior de todos - tamanho de um prédio de 5 andares
estudará o percurso e a energia das partículas

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18 CMS (compact Muon Solenoid)
 Também estudará o percurso e a energia das partículas  15 m de diâmetro  Irá produzir um campo magnético 105 vezes maior do que o da Terra

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21 LHCb (Large Hadron Collider beauty)
Instrumento mais sensível construído pelo homem Estudará a diferença entre matéria e antimatéria

22 Calorímetro  camadas mais externas dos detectores
Equipamentos medidores da energia, em termos de calor, das partículas. Ponto final do percurso da maioria das partículas.