Partículas Elementares (2015/2016)

Documentos relacionados
Física de Partículas 1: Os constituintes da matéria

Zoo. Partículas. las. Higgs GUT. SUSY Supercordas. Teoria Cinética, Termodinâmica. Electromagnetismo. Mecânica. Electromagnético. Geiger.

Introdução Altas Energias

Ronald Cintra Shellard CBPF

Revisão de Conceitos e Fundamentos de Física das Radiações (B)

18/Maio/2016 Aula 21. Introdução à Física Nuclear. Estrutura e propriedades do núcleo. 20/Maio/2016 Aula 22

A Física das Partículas Elementares e as 125 Perguntas sobre Ciência

Introdução à Física das Partículas Elementares. Alfred Stadler, Universidade de Évora, 2007

Física de Partículas

Zoo Partículas. Higgs! GUT! Supercordas! Detectores Modernos Anisotropias RCF (COBE, WMAP) Teoria Cinética, Termodinâmica. Electromagnetismo.

Zoo. Partículas. las. Higgs GUT. SUSY Supercordas. Teoria Cinética, Termodinâmica. Electromagnetismo. Mecânica. Electromagnético. Geiger.

Partículas e Campos. Panoramas da Física

O LADO ESCURO DO UNIVERSO. Pedro Abreu LIP/IST, Lisboa Escola de Profs no CERN em Língua Portuguesa 2015

O LADO ESCURO DO UNIVERSO. Pedro Abreu LIP/IST, Lisboa Escola de Profs no CERN em Língua Portuguesa 2013

Mecânica e Ondas MEEC Prof. Pedro Abreu 25ª Aula

Observar o Universo. astropartículas astronomia e física de partículas

Léptons e Quarks: os constituintes básicos de todo o Universo

NEUTRINOS. - história e primeiras medidas - fontes e detectores - oscilações e massa - futuro

10ª Série de Problemas Mecânica e Ondas (Relatividade) MEBM, MEFT, LEGM, LMAC

Interna'onal Masterclasses

GRAVITAÇÃO QUÂNTICA. Victor O. Rivelles. Instituto de Física Universidade de São Paulo. IFSC-20/04/04 p.

Física de Partículas sem aceleradores artificiais, ou com fontes naturais. Astropartículas

O Bóson de Brout- Englert-Higgs

Questionário de Revisão do Capítulo 1

Capítulo IX Interações Fundamentais

Descoberta do núcleo. Forças nucleares. Nuclídeos experimento de Rutherford Núcleo pequeno e positivo

O Modelo-Padrão, Além. Sua Influência nos Processos EMs. (EMs no Século XXI) J. A. Helayël-Neto CBPF GFT JLL PVNC

Partículas, Campos e Cordas. Henrique Boschi Filho Instituto de Física UFRJ

Física de Partículas

Explolando o Vácuo Interações sob Condições Extremas. Takeshi Kodama Grupo ICE Instituto de Física - UFRJ

Física de Partículas com Aceleradores Naturais

PORQUÊ SIMETRIAS?! Crença de que essas simetrias espelhavam a natureza Leis de Newton e invariância de Galileu

Física de Partículas

Física de Partículas. Parte 4. Ricardo D Elia Matheus

Física de Partículas com Fontes Naturais (ou sem aceleradores artificiais) Sofia Andringa LIP Lisboa CERN, Set. 2007

Instituto de Física USP. Física V - Aula 16. Professora: Mazé Bechara

O Espaço: contínuo ou discreto? João Penedones

MÓDULO 1 FÍSICA, PARA QUE SERVE ISSO? PROF.EMERSON

Universidade da Madeira. Um modelo Standard. Grupo de Astronomia. para o Universo. Laurindo Sobrinho. 08 de março de 2014

Partículas e Núcleos. Curso: Física Nuclear e de Partículas

O Modelo Standard Eletrofraco: SU(2) L U Y (1)

INTRODUÇÃO À GRAVITAÇÃO E À COSMOLOGIA

Introdução à Física de Partículas e à Cosmologia

PROGRAMA DA DISCIPLINA TEORIA QUÂNTICA DOS CAMPOS I SEMESTRE

PLANO DE ATIVIDADE ACADÊMICA NOME

Introdução à Física de Partículas

Física Nuclear 1: O núcleo atómico

PRINCÍPIO BÁSICO: Isótopo Estável + Partícula incidente (n, p, a, g ) Isótopo Radioativo + Partículas emitidas. Medida das radiações emitidas

Marina Nielsen Instituto de Física USP

Átomo nosso de cada dia: os átomos de núcleos estáveis e os de núcleos instáveis. Profa. Kátia Aquino

Raios Cósmicos: Uma outra dimensão do Universo

Teoria de Cordas. Nelson R. F. Braga. Instituto de Física UFRJ. Tópicos em Física Geral I, 25 de abril de

Introdução à Física de Partículas e à Cosmologia

O COMEÇO DO UNIVERSO. O BIG-BANG Parte I

O que é Física de Astropartículas? A Física de Astropartículas é um campo de pesquisa na interface entre Física de Partículas Elementares, Astrofísica

FÍSICA. por Carlos Fiolhais

Interações fundamentais da natureza

O que é o desbalanço de Matéria e Anti-matéria no Universo? Ignacio Bediaga Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas

Teoria de Cordas e Supercordas. Henrique Boschi Filho Instituto de Física UFRJ

Fenomenología dafísica de Partículas p.1/2

Mas, se tem uma meia vida tão curta, de onde vem o 99 Tc usado nos hospitais?

A Fisica de Particulas no século XXI

Neste trabalho de tese, apresentamos o estudo do decaimento D + K S π π + π + (e seu conjugado de carga D K S π + π π implícito ao longo deste

Os fundamentos da Física Volume 3 1. Resumo do capítulo

Física de Partículas

O COMEÇO DO UNIVERSO. O BIG-BANG Parte II

O Modelo Padrão da Física de Partículas

Partículas, Campos e Cordas. Henrique Boschi Filho Instituto de Física UFRJ

VI Semana da Astronomia 06 de Junho de 2006

Vitor Oguri Departamento de Física Nuclear e Altas Energias Instituto de Física Armando Dias Tavares Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)

Radiação electromagnetica

Theory Portuguese (Portugal) Por favor leia as instruções gerais no envelope separado antes de começar este problema.

Assimetria Matéria-Antimatéria, Violação de CP e a participação brasileira no LHCb

Regime: Semestre: GRANDEZAS FÍSICAS, UNIDADES E DIMENSÕES Conceito de Grandeza: Grandezas fundamentais e derivadas

O bóson de Higgs e a massa das coisas

Problemas de Mecânica e Ondas 10

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

Da Terra á Lua. A força gravítica Uma interacção fundamental

Física III IQ (Eletromagnetismo) Professor: José Roberto Brandão de Oliveira (IF/DFN) Ramal

O COMEÇO DO UNIVERSO O BIG-BANG

Noções básicas sobre o núcleo e o declínio radioactivo

Decaimento radioativo

Instituto de Física USP. Física V - Aula 21. Professora: Mazé Bechara

O Elétron como Onda. Difração de Bragg

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

Neutron Interactions. Slides Based on Atoms, Radiation and Radiation Protection,James E. Turner

Física Moderna II Aula 15

Alguns Problemas em Aberto da Física

Detecção de um decaimento raro em CMS

Física de Altas Energias: descobrindo o mundo sub-atômico

O QUE MUDA NO MUDA A TEMPERAT m

Instituto de Física USP. Física V - Aula 15. Professora: Mazé Bechara

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

Introdução às interações de partículas carregadas Parte 1. FÍSICA DAS RADIAÇÕES I Paulo R. Costa

1ª e 2 ª Lista de Exercícios de Química Geral - Estrutura Atômica

Introdução a Astronomia...uma breve perspectiva do caminho que realizaremos durante o curso...

Aula 21 Física Nuclear

Aula 14. Partículas, e o início do Universo...

Introdução a Astronomia

A AVENTURA DAS PARTÍCULAS. Escola Secundária José Saramago 2007 Adaptado do CERN por Marília Peres

Transcrição:

Partículas Elementares (2015/2016) Introdução Mário Pimenta, Jorge Romão, Ruben Conceição

A Física de Partículas

Ordens de grandeza Super-cordas? Partículas Núcleos Átomos células 1 Ano-luz Terra-Sol Terra Universo Sol- Andrómeda 10-30 10-20 10-10 metros 10 0 10 10 10 20 10 30 Átomo Å = 10-8 cm = 10-10 m Núcleo fm = 10-15 m Tempos (vidas médias): estrela = 10 18 s ; Homem = 10 9 s neutrão= 886 s (15 ) muão = 2x10-6 s ; Z 0 =2.6x10-25 s Apresentação: As potências de 10... As imagens estão disponíveis em http://www.powersof10.com interacção forte e.m. fraca vidas médias 10-23 s 10-16 s 10-13 s : 10 3 s

A matéria Leptões: e e Quarks: u d c s t b Mesão = (q q ) Barião = (q q q )

As interacções Unificação e Simetrias (locais) gravítica? electromagnética fraca e + n e - p N S - forte

Simetrias de gauge

E o Higgs! Mas as partículas têm massa! (em ev) m ν ~ 10-1 m e = 500 x 10 3 m u = 5 x 10 6 m t = 174 x 10 9 m γ = 0 m W = 80 x 10 9 m Z = 91 x 10 9 Peter Higgs Interacções com um campo de fundo. Um novo éter 4 July 2012: CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson

O que (não) sabemos

A matéria escura velocidade v raio R Gravidade : G M(r) / r 2 = v 2 / r

A energia escura! Diagrama de Huble m(z) 46 44 Accelerating Decelerating 42 40 38 36 Gold Dataset (157 SNeIa): Riess et. al. 2004 34 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 z O Universo encontra-se numa expansão acelerada!!! Energia escura anti-gravítica

Programa/Cronograma da cadeira de Partículas Elementares (2015/2016) Semana 14/9 1 - Terça 15/9 (Mário), Jorge, Ruben Introdução. Programa. Avaliação. Os constituintes e as interacções fundamentais 2 - Quinta 17/9 Mário A Hipótese Atómica: A experiência de Rutherford em física Clássica. Secção eficaz total e diferencial, elástica e inelástica. O decaimento β e a hipótese do neutrino. O neutrão. Semana 21/9 3 - Terça 22/9 Mário Breve revisão Cinemática Relativista. Unidades naturais. 4 - Quinta 23/9 Jorge Mecânica Quântica não relativista Fermi Golden Rule. A experiência de Rutherford em Mecânica Quântica Semana 28/9 5 - Terça 29/9 Ruben Interacção das partículas com a matéria 6 - Quinta 1/10 Ruben Detectores e Aceleradores. Semana 5/10 7 - Terça 6/10 Jorge Mecânica Quântica Relativista: Colisões e decaimentos A - Quinta 8/10 Ruben Aula prática Semana 12/10 8 - Terça 13/10 Mário A descoberta dos raios cósmicos. A anti-matéria. O mesão de Yukawa: Piões e muões. A estranheza 9 - Quinta 15/10 Jorge Grupos e simetrias

Semana 19/10 10 - Terça 20/10 Mário O Zoo das partículas: Leptões, mesões e bariões Isospin. The eightfold way : Os Quarks. O PDG. B - Quinta 22/10 Ruben Aula prática Sábado - 24/10-1 Teste Semana 26/10. 11 - Terça 27/10 Mário Difusão inelástica profunda de electrões em protões Quarks e partões. A côr. 12 - Quinta 29/10 Jorge Eq. de Klein-Gordon e de Dirac Semana 2/11 13 - Terça 3/11 - Jorge Teoria quântica dos campos e diagramas de Feynman.:QED O campo eletromagnético. Invariância de gauge. 14 - Quinta 5/11 Jorge As interacções fracas. O modelo de Fermi A violação da Paridade. A teoria V-A Semana 9/11 15 - Terça 10/11 Mário Testes experimentais: QED e interacçoes Fracas A descoberta do Z e do W 16 - Quinta 12/11 Jorge Quebra espontanea de Simetría: O mecanismo de Higgs Semana 16/11 17 - Terça 17/11 Jorge O Modelo Standard Electrofraco: SU(2) L X U(1) 18 - Quinta 19/11 Mário A descoberta do Higgs

Semana 23/11 19 - Terça 24/11 Mário Testes experimentais da Teoria Electrofraca C - Quinta 26/11 Ruben Aula prática Semana 30/11 20 - Terça 1/12 Mário As interacçoes fortes e a QCD 21 - Quinta 3/12 Jorge A matriz Kobayashi-MasKawa A violação de CP Semana 7/12 Terça 8/12 Feriado 22 - Quinta 10/12 Mário Raios gamma Semana 14/12 23 - Terça 15/12 - Mário Neutrinos e Oscilações de Neutrinos 24 - Quinta 17/12 - Jorge Para além do Modelo Padrão

Main bibliography (2015/2016) Modern Particle Physics Mark Thomson Cambridge University Press (2013) Complementary bibliography O Modelo Standard das Interações Eletrofracas Jorge Romão, http://porthos.ist.utl.pt/ftp/textos/electroweaksm.pdf An introduction to particle and Astroparticle Physics Alessandro De Angelis, Mário Pimenta, Springer (available in ebook in September, printed in October) Introduction to Elementary Particles David Griffiths John Wiley and Sons (1 st edition -1987, 2 nd edition 2008) Introduction to Elementary Particle Physics Alessandro Bettini Cambridge University Press (2008) Introducção à Teoria de Campo (ITC) Jorge Romão, http://porthos.ist.utl.pt/ftp/textos/itc.pdf

Avaliação da cadeira de Partículas Elementares (2015/2016) A avaliação consta de duas componentes: Testes/Exame (75%) Artigo (25%) Testes/Exame Esta componente comporta dois testes e/ou um exame com duas datas. A data do segundo teste coincide com a primeira data do exame. Na segunda data de exame os alunos podem optar por recuperar um dos testes. A nota final será a melhor nota obtida via teste ou via exame. Cada teste tem a duração de 1.5 horas. O exame tem a duração de 3h. Será autorizada a consulta de um formulário com uma folha A4 e do PDG. O primeiro teste será no sábado 24/10. Artigo Esta componente comporta a realização (individual ou num grupo de dois alunos) de um pequeno artigo (4 paginas) com o formato de um proceeding de conferencia em que se discuta teórica e experimentalmente uma observável em física de partículas e/ou astropartículas. Sugestões de temas serão dadas até 9/10, os temas serão escolhidos até 9/11 e o artigo entregue até 17/12.

Escalas de energia 10 21 10 18 10 15 10 12 10 9 10 6 10 3 1 ZeV (zeta) EeV (exa) PeV (peta) TeV (tera) GeV (giga) MeV (mega) KeV (kilo) ev Buracos negros / AGN Supernovas Aceleradores Massa do protão Reactores nucleares Raio X, TV Bateria