Boltzmann Maxwell Teoria Cinética, Termodinâmica Newton Electro- magnetismo Mecânica Partículas Interacções Universo Tecnologias Electromagnético Fraco Forte Detector Acelerador 1895 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 e- Movimento Browniano Fotão Radio-actividade 1905 Átomo Relatividade Restrita Geiger Núcleo Raios Cósmicos Relatividade Geral Mecânica Quântia Onda/Corpúsculo Fermiões / Bosões Nuvens p+ n Dirac Antimatéria Decaimento Beta (Fermi) Galáxias; Expansão do Universo e+ Ciclotrão Yukawa Troca π μ - 10 Matéria Escura Fusão Nuclear Zoo Partícu-las π Violação P, C, CP Sincrotrão QED τ- Nucleosíntese no Big Bang Bubble p- νe Bosões W Colisão e+e- Radiação Cósmica de Fundo (Micro-ondas) Higgs Wire chamber u d s Unificação E-F νμ Arrefecimento GUT Côr QCD c 8 9 Online computers 1975 τ- SUSY MODELO PADRÃO b g Inflação (?) Colisão p+p- ντ Supercordas Detectores Modernos W Z Anisotropias RCF (COBE, WMAP) 3 famílias WWW t Energia Escura (?) massa ν GRID

- νe νμ νt Leptões 1975 e- µ- Então e no sector dos quarks? u c t ? d SLAC (Martin Perl) Descoberta do Tau (massa = 3500 me) e- µ- - νe νμ νt Prémio Nobel 1995 Então e no sector dos quarks? u c t ? d s b ? Diário do Martin Perl

Descoberta do Quark ‘Bottom’ (Fermilab) Quarks 1977 Descoberta do Quark ‘Bottom’ (Fermilab) u c t e- µ- - d s b νe νμ νt Quarks Leptons Em 1977 os físicos descobriram no Fermilab a partícula Upsilon = mesão com quark b e antiquark b. O quark b tem carga -1/3 e uma massa aproximada de 4,5 GeV.

Descoberta do Quark ‘Top’ (Fermilab) Quarks 1995 c u d s Quarks t b Descoberta do Quark ‘Top’ (Fermilab)

Descoberta do neutrino do electrão Neutrinos 1956 A História dos Neutrinos Descoberta do neutrino do electrão Reactores Nucleares são uma grande fonte de anti-neutrinos Fred Reines Coincidência dos sinais de captura do n e aniquilação positrão

Os neutrinos têm massa? Podem oscilar ? 1962 Neutrino do “Muão” Existem 2 tipos de neutrinos: tipo electrão e tipo muão Jack Steinberger, 1962 Jack Steinberger, HST 2002 Os neutrinos têm massa? Podem oscilar ?

Descoberta do neutrino do tau Neutrinos 2000 Descoberta do neutrino do tau Então, quantos tipos há?! DONUT collaboration (Fermilab)

O MODELO PADRÃO (2006)

Como é que as partículas ganham massa? Mecanismo de Higgs Peter Higgs Como é que as partículas ganham massa? 1 TeV 100 GeV 1 GeV Limites (95%) 1 MeV 0.01 eV 9

LARGE HADRON COLLIDER LHC STARTUP IN 2008 new answers !

Colisões em LHC

As condições do Universo logo após o Big-Bang serão recreadas no LHC. O Cosmos no LHC As condições do Universo logo após o Big-Bang serão recreadas no LHC. 13.7

History of Our Universe Extreme HOJ E LHC ?

O Mistério da Matéria Escura velocidade das estrelas (v) raio r ©A.De Angelis Gravidade: G M(r)/r2 = v2/r Massa interior: M(r) = v2 r / G Maior fracção de massa não brilha! O que é?!

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

Matéria Escura também aqui na nossa Galáxia! M100  Milky Way © COBE Milky Way Velocity v Tracejado = materia do centro da galaxia (bulge), cheio = materia do disco envolvente (espirais)(Disk), pontilhado = Dark Matter Distance ©Anglo-Australian Observatory Espalhada pela galáxia, não agrupada! Nenhuma forma de matéria conhecida! r (kpc)

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.

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

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

Fotografia bebé do Universo (380 000 anos de idade) A Radiação Cósmica de Fundo do Universo Verificação Independente! Fotografia bebé do Universo (380 000 anos de idade) ? 380000 ©WMAP A Expansão do Universo está Acelerando! 13.7

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

A mais precisa observação hoje (WMAP) Universo A mais precisa observação hoje (WMAP)

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

Como poderá LHC ajudar? Bosão de Higgs ? Se existir deve permear o U. Encontrar Supersimmetria, se existir: o melhor candidato para a Matéria Escura será a partícula supersimétrica mais leve, estável e produzida em grande quantidades no Big Bang Encontrando Weakly Interactive Massive Particles, que se existirem em grandes quantidades = Mat.Esc. Encontrando para dimensões extra (>=5D), etc!

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

Obrigado pela vossa atenção!