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As antipartículas: a descoberta do pósitron. O contexto da época 1926 Erwin Schrödinger: Equação de onda para partícula (previsão de De Broglie)

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1 As antipartículas: a descoberta do pósitron

2 O contexto da época 1926 Erwin Schrödinger: Equação de onda para partícula (previsão de De Broglie)

3 Arnold Sommerfeld Necessidade de correções relativística para elétrons em órbitas em torno de núcleos Paul Dirac Buscou conciliar as duas teorias: Equação de onda para partículas (Mecânica Quântica) e a Relatividade, chegando a seguinte solução:

4 Solução para partículas livres: (parte positiva) (parte negativa)

5 Nova interpretação do vácuo: Nova interpretação do vácuo: Energias negativas: necessidade de repensar o vácuo. Região do espaço onde se teria a menor energia possível, deixando de ser aquele espaço totalmente ausente de matéria Evidenciou que espaço e matéria não se excluem.

6 Modelo de Dirac: mar de elétrons O vácuo então, na interpretação de Dirac, seria o estado de todos os níveis de energia negativa ocupados por elétrons, tendo uma estrutura complexa com uma energia total negativa e infinita. Contudo, um elétron do estado negativo poderia ser excitado passando para o estado positivo, deixando no vácuo o que Dirac chamou de buraco. Esse buraco seria interpretado como uma partícula positiva de energia positiva – MAR DE ELÉTRONS

7 Modelo de Dirac: mar de elétrons

8 Primeiro candidato: o próton No entanto a massa deveria ser igual ao do elétron. Então, como conceber uma partícula de mesma massa que o elétron, porém positiva? Descrença na proposta de Dirac

9 Detecção da partícula prevista por Dirac: Anderson Anderson: análise de rastros de partículas Pósitron (e + ) : a primeira antipartícula

10 O desconforto do mar de elétrons Final da década de 40: proposta de uma solução Toda partícula possui uma antipartícula Antipartículas: Os estados de energia negativa passaram a ser interpretados como estados correspondentes as antipartículas que só foi possível com o desenvolvimento do Eletrodinâmica Quântica (QED) por Richard Feynman Mesma massa das partículas Uma propriedade contrária das partículas

11 Exemplos: nêutron e neutrino nêutronantinêutron Carga00 Spin1/21/2 massa 939,27 MeV Nº bariônico +1 neutrinoantineutrinoCarga00 Spin1/21/2 massa < 16 eV Nº leptônico +1

12 Antipróton: p Antinêutron: n Antielétron: e + Antiquarks: u, d, s, c, b, t

13 Átomos de anti hidrogênio (formados por um pósitron e um antipróton) são hoje em dia produzidos rotineiramente para pesquisa em grandes aceleradores Apesar de soar com um tom de ficção científica, a Teoria proposta por Dirac foi estendida a todas as partículas e não proíbe a formação de antiátomos e, conseqüentemente, aglomerados deles, dando forma a antiseres, porém as antipartículas são raras, sendo a combinação entre elas, bem improvável.

14 Aniquilação e produção de partículas Produção: fóton com energia suficiente para produzir as partículas. Aniquilação: partículas e antipartícula se colidem produzindo energia (fótons) Em ambos processos deve-se conserva energia e momento.

15 Conseqüências da descoberta do pósitron Revisão do conceito de ELEMENTAR Revisão do conceito de ELEMENTAR o conceito de partícula elementar passou por um profundo processo de revisão, culminado no entendimento que estas partículas não são necessariamente imutáveis e indestrutíveis. Aceitação definitiva das ANTIPARTÍCULAS Aceitação definitiva das ANTIPARTÍCULAS Explicação para o EFEITO CASIMIR Explicação para o EFEITO CASIMIR Possível detecção de BURACOS NEGROS Possível detecção de BURACOS NEGROS Mudança na idéia do VÁCUO Mudança na idéia do VÁCUO


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