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Os aceleradores e detectores de partículas. Raios Cósmicos Descobertos em 1912 Viktor Hess Problemas com os raios cósmicos: Experiências com eletroscópio.

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1 Os aceleradores e detectores de partículas

2 Raios Cósmicos Descobertos em 1912 Viktor Hess Problemas com os raios cósmicos: Experiências com eletroscópio em altitudes elevadas. Partículas com alta energia (3 x eV) difícil de ser controlado. Necessidade de criar novos maneiras de controlar as energias das partículas aceleradores de partículas (10 12 eV). Origem raios altamente energéticos proveniente do cosmos que atinge a atmosfera terrestre.

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

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 FmFm

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 Energia 14 TeV Raio = 27 Km.

12 Detectores de partículas 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. Câmara de nuvens (1912) estudo da radioatividade

13 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. Câmaras de bolhas (1952) líquido superaquecido (próximo do ponto de ebulição) líquido hidrogênio (p.f o C) 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 Também estudará o percurso e a energia das partículas 15 m de diâmetro 15 m de diâmetro Irá produzir um campo magnético 10 5 vezes maior do que o da Terra Irá produzir um campo magnético 10 5 vezes maior do que o da Terra

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

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


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