SPRACE Centro Regional de Análise de São Paulo MasterClass 2010 SPRACE Centro Regional de Análise de São Paulo

Programa Do que o mundo é feito: As partículas e suas interações Explorando o mundo subatômico: Aceleradores e detectores Um pouco de história: Descobertas do último século O Large Electron Positron Collider e o Z Exercício MasterClass: Identificando eventos no decaimento do Z 2010 SPRACE

Um pouco de história: Descobertas do último século Parte 3 Um pouco de história: Descobertas do último século 2010 SPRACE

O Método Científico Caracterização do objeto de investigação Formulação da hipótese que possa explicar o fenômeno Teste de outras predições a partir da hipótese Passando: Hipótese  Teoria Falhando: retornar à formulação da hipótese Teste da teoria Passando: Teoria Lei Lei Continua eternamente sendo testada 2010 SPRACE

O Elétron e o Núcleo Atômico 1896 Becquerel: Evidência da radioatividade espontânea no decaimento do urânio. 1897 Thomson: Descoberta do elétron nos raios catódicos 1905 Einstein: Explica efeito foto-elétrico como manifestação do caráter corpuscular da interação eletromagnética (fóton) 1919 Rutherford: Descoberta do próton, constituinte do núcleo (alfa + Átomo  p + X) 1923 Compton: mede o comprimento de onda de fótons espalhados 1932 Chadwick: descoberta do nêutron 1936 Anderson: Descoberta do pósitron http://www-outreach.phy.cam.ac.uk/camphy/electron/electron2_1.htm Radiação alfa: partículas carregadas positivamente, compostas por 2 nêutrons e 2 prótons (núcleo de hélio ) 2010 SPRACE

Monte Chacaltaya, Bolívia, 5.600 m Raios Cósmicos Maior energia do que a radiação alfa Menor controle da produção e detecção das partículas 1947: Descoberta do píon Lattes, Occhialini e Powell Monte Chacaltaya, Bolívia, 5.600 m Da esquerda para a direita, em baixo, se vê a trajetória de um méson-p que, no ponto indicado A se desintegra num outro méson, mais leve, o mesotron, de Anderson e Neddermeyer, hoje conhecido como múon. No ponto indicado B o múon desintegra-se, emitindo um elétron que, entretanto não, é visível nesse tipo de emulsão, por falta de sensibilidade. π 2010 SPRACE

Década de 50 Ξ Ω p γ μ ν t ρ η Φ ψ χ Δ Σ B K e f ω D n π Λ Inspirado na Tabela Periodica Como organizar o zoo de particulas da decada de 50? 2010 SPRACE

Modelo a Quarks 1961 1964 Gell-Mann, Nishijima, Zweig Greenberg Modelo a quarks: u, d, s 1964 Greenberg Introdução da carga de cor 2010 SPRACE

Simetria e Sub-estrutura Hadrônica Mesons Quark-Antiquark Barions Quark-quark-quark 2010 SPRACE

Grandes Avanços Teóricos nos 60-70 1961 Salam e Ward Invenção do princípio de gauge como base para a construção de teorias de campos quântica para campos fundamentais interagentes. Glashow Introdução do bóson vetorial intermediário neutro Z0 1967 Weinberg Formulação do hoje chamado Modelo Padrão das Interações eletromagnéticas e fracas 1973 Gross, Politzer e Wilczek Formulação da Cromodinâmica Quântica para as Interações fortes 2010 SPRACE

Corrente Neutra 1972 Colaboração Gargamelle (Hasert et al.) Descoberta da Corrente Neutra Predita pelo Modelo Padrão 2010 SPRACE

Uma Revolução em Novembro de 74 AGS (próton em alvo fixo no BNL) Descoberta do J (12/11/74) SPEAR (e+e- no SLAC) Descoberta do ψ (13/11/74) Quark Charm é descoberto! Predito teoricamente em 1970 http://hep.ucsb.edu/people/hnn/physicists.html 2010 SPRACE

Um Novo Lépton 1975 Colaboração Mark I (SPEAR @ SLAC), Perl et al. μ- Observação e+ + e-  e+ + μ- + (≥ 2 outras) M = 1,8 GeV Sugere a existência de 2 novos quarks τ+ μ- τ- e+ νe ντ νμ On this page of his logbook, Perl plotted the curves you'd expect for a three-body decay and two different kinds of two-body decays. When he looked at where his data points fell, he was convinced that he'd found what he sought—three-body decay indicating evidence of the tau lepton. Despite the discovery, Perl's dream is, in some sense, as remote as ever. Why there are three charged leptons, and what determines the ratio of their masses, are questions still to be answered. ? 2010 SPRACE

Três Anos Depois... 1977 Fermilab: próton-núcleon a 400 GeV Descoberta do Υ (Quark Bottom) M = 9.5 GeV 2010 SPRACE

Descoberta do W e Z 1983 Colisões próton-antipróton no SppS do CERN MW = 80 GeV e MZ = 91 GeV Preditos pelo Modelo Padrão em 1967 Z W 2010 SPRACE

O Quark Top 1995 Colaborações CDF e DØ Colisões próton-antipróton a 1,8 TeV M = 180 GeV e  E jato Display of a top quark candidate event with an electron (the large magenta arrow), a muon (green tube), two jets of many particles (gray and pink arrows), and the missing transverse momentum carried by neutrinos (large light arrow). The arrow widths are proportional to the energy carried by the object. The lattice work shows the cells of the calorimeter showing significant energy deposit. The spheres represent the amount of energy deposited in the calorimeter cells (orange and white for the electromagnet deposits and blue for hadronic deposits). The faint shadings represent the edges of the sub-detectors. 2010 SPRACE

Medidas Precisas Década de 90 Colaborações ALEPH, DELPHI, L3 e OPAL Large Electron Positron (LEP) Collider @ CERN Medidas precisas das propriedades do bóson Z e+e- -> W+W- -> two quarks, lepton and neutrino http://opal.web.cern.ch/Opal/live/replay/r10473e046970.gif 2010 SPRACE

LEP II Produção de Pares W+W- http://www-zeus.physik.uni-bonn.de/~brock/feynman/vtp_ws0506/index.html 2010 SPRACE

Bóson de Higgs: O Grande Desafio 20?? Colaborações Atlas e CMS (CERN) Colisões próton-próton a 7 e 14 TeV 2010 SPRACE