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Na figura ao lado, pode se ver a formação de um par pósitron- elétron no campo de um elétron O elétron de recuo deixa um traço longo. O V invertido trata-se.

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2 Na figura ao lado, pode se ver a formação de um par pósitron- elétron no campo de um elétron O elétron de recuo deixa um traço longo. O V invertido trata-se da produção de pares no campo nuclear – o recuo do núcleo não se observa. Emilio Segré, Nuclei and Particles, Benjamim, 1964, página 56.

3 Então o gama vem de cima para baixo na figura, cria um par no campo de um elétron e dá energia cinética a ele. O par se forma e logo sofre a ação do campo magnético e sai no caracol...o elétron ganha energia cinética e forma o traço! Mais para baixo está escrito "pair" que é formação de par e esse par se formou no campo de um próton ou de um nucleo. Raio gama

4 A produção de pares elétron-pósitron não pode se dar no espaço livre por causa do principio de conservação de energia e momentum; Deve haver um núcleo ou um elétron para haver balanço de energia e de momentum na transformação. O limiar de energia é 1,022MeV ( que é a soma de dois 511 keV de cada eletron); Se o núcleo recua parte da energia vai para esse recuo: é quando se vê o par (o V invertido). Se o elétron recua, tem a formação do par e o recuo do eletron ( triplet)!

5 Tem também outros caracoizinhos que devem ser elétrons livres...todos rodam para o mesmo lado...que bonitinho!

6 A energia E de uma partícula de massa de repouso m 0 e quantidade de movimento (ou momentum) p pode ser expressa por: E 2 = p 2 c 2 + (m 0 c 2 ) 2

7 Esta equação, bastante útil, pode ser lembrada com facilidade através de um triângulo retângulo cuja hipotenusa representa E, e os catetos representam m 0 c 2 e pc. Se a energia de uma partícula for muito maior que a energia de repouso m 0 c 2, esse termo pode ser desprezado na equação acima e E pc para E » m 0 c 2 Esta relação é uma relação exata entre energia e momentum para partículas que não tem massa própria (massa em repouso) como os fótons e os neutrinos.

8 A identificação do termo m 0 c 2 como a energia de repouso não é apenas uma convenção. A conversão desta energia em energia cinética, com a correspondente perda de massa de repouso, ocorre em decaimento radioativo, reações nucleares e fusão nuclear, como pode ser visto mais adiante em alguns exemplos. Einstein considerava a equação E 0 = m 0 c 2 que relaciona a energia com a massa da partícula como o resultado mais significativo da teoria da relatividade. A energia e a inércia, que eram dois conceitos distintos, ficam assim relacionadas pela equação famosa de Einstein.

9 Exemplo 1- o dêuteron d: Um dêuteron é constituído por um próton e um nêutron ligados. É o núcleo do átomo de deutério, que é o hidrogênio pesado simbolizado por 2 H. Qual a energia necessária para quebrar o dêuteron? Sabe-se que: a energia de repouso do próton é 938,28 MeV a energia de repouso do nêutron é 939,573 MeV a energia de repouso do dêuteron é 1875,628 MeV

10 a soma das massas do próton e do nêutron dá 938, ,57 = 1877,85, que é maior que a massa de repouso do deuteron. Assim se tivermos um deuteron ( MeV) + x de energia poderemos separar em próton e nêutron. A energia de ligação do deuteron é 1877,85 – 1875,63= 2,22 MeV. Isto é se dermos ao deuteron de alguma forma...a energia de 2,22 MeV ele pode se separar em um próton + um nêutron.

11 Exemplo 2- fusão de trítio com deutério Na fusão do trítio com o deutério para formar uma partícula α e um nêutron livre, isto é: na fusão 3 H + 2 H 4 He + n, qual a energia liberada nesse processo? Sabe-se que: a energia de repouso do dêuteron é 1875,628 MeV a energia de repouso do trítio é 2808,944 MeV a energia de repouso da partícula α é 3727,409 MeV

12 A massa do trítio mais a do deutério dará: 2808, ,628 = 4684,572 A massa do 4 He mais a de um nêutron dará: 3727, ,573 = 4666,982 O primeiro membro tem mais energia que o segundo membro a diferença dá: 4684, ,982 = 17,590 MeV. Tudo isso de energia! Essa energia liberada na fusão ocorre no sol e é responsável pela energia que chega na Terra. Conforme vai ocorrendo a fusão a emissão de energia causa a diminuição da massa do Sol...a massa de repouso do sol vai diminuindo continuamente.

13 Gravitacional: mais fraca – gráviton – atrativa e de longo alcance Eletromagnética: 1042 vezes mais forte que a gravitacional – fóton; Nuclear fraca: proposta por Abdus Salan e Steven Weimberg/ 1979 Abdus Salan e Sheldon Glasdow Nuclear forte: gluon -mantém os prótons e neutrons no nucleo

14 Kopenhague: MECÂNICA QUÂNTICA As forças e interações são transportadas pelas partículas Partículas grandes: forças de pequeno alcance Partículas pequenas: forças de longo alcance Partículas virtuais: não podem ser detectadas o efeito delas é mensurável:dão origem a forças entre partículas de matéria.

15 Relatividade geral (gravidade) única teoria que não considera a teoria quantica e o princípio da Incerteza= teoria Quântica da gravidade??? Campos e variação do campo em função do tempo PI. Oxford

16 Teoria das cordas....

17 Marcelo Gleiser...outros...??? Quais são os caminhos da Física????

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19 The New Physics for the twenty -first century, Ed. by Gordon Fraser, Cambridge University, 2006.


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