Explorando Partículas e Interações em Altas Energias
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Magno V. T Machado, GFPAE/2002. I Mostra de Pós-Graduação, IF-UFRGS.
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Explorando Explorando Partículas Partículas
e Interaçõese Interações em Altas em Altas EnergiasEnergias
GFPAE/IF-UFRGSGFPAE/IF-UFRGS
http://www.if.ufrgs.br/gfpae
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Magno V. T Machado, GFPAE/2002. I Mostra de Pós-Graduação, IF-UFRGS.
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O Núcleo é fundamental ?O Núcleo é fundamental ?
.
Prótons e nêutrons constituem o núcleo: estes são fundamentais ?
Em baixa energia, a resposta é sim !Em baixa energia, a resposta é sim !
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O que é fundamental ? Prótons e Nêutrons são fundamentais ?O que é fundamental ? Prótons e Nêutrons são fundamentais ?
Físicos de partículas descobriram que o p e o n são compostos de quarks constituintes !
QuarksQuarks podem ser “sentidos” em interações podem ser “sentidos” em interações a altas energias (nos aceleradores ...)a altas energias (nos aceleradores ...)
Quarks seriam partículas fundamentais + léptons ...Quarks seriam partículas fundamentais + léptons ...
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Escalas de DistânciasEscalas de Distâncias
Fração do ÁtomoFração do Átomo Em MetrosEm Metros
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O Modelo O Modelo PadrãoPadrãoIngredientes Básicos:
QuarksQuarks: partículas c/ cargas fracionárias e nº quântico cornº quântico cor
LéptonsLéptons: como o elétron (interação EM e Eletrofraca)
Força ForteForça Forte
Partículas de TrocaPartículas de Troca: chamados bósons (fóton, glúon, Z , W)
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QUARKSQUARKS
LÉPTONSLÉPTONS
BÓSONSBÓSONS
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Partículas e AntipartículasPartículas e Antipartículas
Mas há assimetriaassimetria matéria-antimatéria no universo !!!Por que ? Muito trabalho ao físicos de partículas e cosmólogos...
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Quarks formam Hádrons: MésonsMésons: quark-antiquark
BárionsBárions: 3 quarks
Ligados e interagem via Força ForteLigados e interagem via Força ForteExclusão de Pauli ?
Nº quântico CORNº quântico COR
Ligados por glúons
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Cargas de CorCargas de Cor
Quarks próximos trocam glúons, ficandos ligados
Hádrons são “descoloridos” : apenas quarks e glúons têm cor !!!
CorCor
Anti-CorAnti-Cor
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Confinamento e Liberdade AssintóticaConfinamento e Liberdade Assintótica
Partículas coloridas não podem ser encontradas individualmente: estão CONFINADAS !!!
Apenas hádrons descoloridos no experimentoApenas hádrons descoloridos no experimento
Em altas energias, quarks podem ser considerados assintoticamente livres !!!!!! (plasma de quark-glúons ???)
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Os QuarksOs Quarks
3 famílias
Cargas
Portam cor
Massas
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Como estudamos os quarks ?Como estudamos os quarks ?
Física dos Aceleradores !!!Física dos Aceleradores !!!
Alvo FixoAlvo Fixo
ColisionadorColisionador
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PrincipaisPrincipais AceleradoresAceleradores
CERNCERN: na Suíça-França, reações pp, NN, e+e-
DESY-HERADESY-HERA: na Alemanha, reações ep
BNLBNL: EUA, reações com íons pesados
FERMILAB-TevatronFERMILAB-Tevatron: EUA, reações pp
LHC (futuro/CERN):LHC (futuro/CERN): ´´ E=14 TeV´´
E = 1.8 TeV
E = 300 GeV
E=200/A
E=1.8 TeV
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CERNCERN
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Um Exemplo - RHIC no BNLUm Exemplo - RHIC no BNL
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No que estamos envolvidos noNo que estamos envolvidos no GFPAE/IF-UFRGS ?
Coordenadora, 4 doutorandos, 1 mestrando e 2 doutores e 5 mestres formados ...
Basicamente estudamos processos mediados por interações forte entre quarks e glúons !!!
Ênfase especial aos processos no limite de altasdensidades de quarks e glúons (pártons)
Conexão direta c/ física dos aceleradores !Conexão direta c/ física dos aceleradores !
Veja GFPAE postersVeja GFPAE posters
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Distribuição de GlúonsDistribuição de Glúons
No próton
No núcleo
Distribuição de QuarksDistribuição de Quarks
No próton
No núcleo + efeitos nucleares ...
SaturaçãoSaturaçãopartônicapartônica
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Física do Pomeron (troca nº quânticos do vácuo!)
Eventos difrativos em HERAEventos difrativos em HERA
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Processo Drell-Yan ...Processo Drell-Yan ...Provando distribuições de quarks !Provando distribuições de quarks !
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Estudando Plasma de Quarks e Glúons ...Estudando Plasma de Quarks e Glúons ...simulando um Big-Bang em miniatura !simulando um Big-Bang em miniatura !
RHICRHIC
LHCLHC
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Estudando Quarks Pesados ...Estudando Quarks Pesados ...
charmcharm bottombottom
LHC
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Efeitos não-perturbativos ...Efeitos não-perturbativos ...
Mésons VetoriaisMésons VetoriaisGlúon não-perturbativoGlúon não-perturbativo
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Continuamos na luta ...Continuamos na luta ...