Aceleradores e Detetores de Partículas

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1 Aceleradores e Detetores de Partículas
Projeto Horizonte Aceleradores e Detetores de Partículas Joana Grilo Luís Venâncio Margarida Figueiredo Miguel Frade

2 ÍNDICE Contexto Histórico Aceleradores 3. Detetores
Funcionamento básico Aceleradores electrostáticos Cockcroft – Walton/Van de Graff Aceleradores de Campo Eléctrico Oscilante Aceleradores lineares Cíclotrão Sincrotrão 3. Detetores Câmara de nuvens de Wilson Câmara de bolhas Detetores modernos Tipos de sub-detetores Detetores de Traços Calorímetros Detetor de muões 4. The Large Hadron Collider Objetivos O acelerador Os detetores

3 Aceleradores electrostáticos
Contexto Histórico John Cockcroft 1 1P+37Li > 2 4He + 2 4He Esquema representativo da colisão de raios cósmicos de alta energia, com partículas atmosféricas. Diagrama do design original do “Acelerador Cockcroft – Walton” Emulsão fotográfica de uma colisão atmosférica Ernest T. Walton

4 Princípios Físicos Partículas carregadas. Unidade Electrão volt Joule
1 eV 1.6x10-19 1 KeV 1000 eV 1.6x10-16 1 MeV eV 1.6x10-13 1 GeV eV 1.6x10-10 1 TeV eV 1.6x10-7 Ec = Energia cinética q = Carga da partícula ∆V = Voltagem ∆v = variação de velocidade m = Massa da partícula Partículas carregadas em campo eléctrico uniforme.

5 Aceleradores eletrostáticos
Cúpula carregada Câmara pressurizada Fonte de iões positivos Tubo acelerador Robert J. Van de Graaff Alvo Diagrama de um “Acelerador Van de Graaff”

6 Descarga eléctrica, devido a passagem da tensão de disrupção
Limitações Princípio de Tandem Folha/gás de ionização Cúpula carregada Descarga eléctrica, devido a passagem da tensão de disrupção

7 Aceleradores de Campo Elétrico Oscilante
Fonte de iões Diagrama de um Acelerador Linear Alternador de corrente

8 Ciclotrão Ernest Lawrence

9 Ciclotrão Representação do campo eléctrico
Ciclotrão visto de cima Representação do campo eléctrico Ciclotrão, esquema representativo Ciclotrão, visto de lado

10 Ciclotrão

11 Ciclotrão Ciclotrão Isócronos Sincrocíclotrão
Diminui a sua frequência com o aumento da massa Aumenta o seu campo magnético com o aumento da massa

12 Sincrotrão

13 Sincrotrão Ímanes dipolares Ímanes de concentração

14 DETETORES DE PARTÍCULAS

15 1 Charles Wilson

16 Partículas alfa Partículas Beta Raios Cósmicos

17 Câmara de Bolhas Donald Glaser

18 Deteção de correntes neutras fracas
Deteção do Bosão W Deteção de correntes neutras fracas Deteção de dois Bosões Z

19 Detetores Modernos Constituídos por três sub-detetores:

20 Detetores de Traços Câmara de fios Semicondutor

21 Funcionamento dos calorímetros

22 Calorímetros Eletromagnético Hadrónico

23 Detetor de Muões

24 Detetores Modernos

25 Large Hadron Collider (LHC)

26 lhc_atlas.swf

27 ATLAS CMS ALICE LHC - B

28 Agradecimentos Escola Secundaria de Severim de Faria
Departamento de Física e Geofísica da Universidade de Évora Coordenadores do Projecto Horizonte Professor Doutor Bento Caldeira Professor José António Figueira Instituto Superior Técnico Rui Pires

29 Bibliografia Ne’eman, Yuval, Particle Hunters, Cambridge University Press, Cambridge, Serway, Raymond / Jewett, John, Physicsfor Scientists and Engineers, 8º Edition