FisicaLHC

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  1. 1. Física de Altas Energias no LHC José Cuper9no Ruiz Vargas SPRACE – IFT/UNESP
  2. 2. ~ 10-9 Do que é feito o Universo? 3 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  3. 3. E = hν E = mc2 •  Maior Energia –  Pequenas distâncias são exploradas –  Novas parQculas pesadas são produzidas 4 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  4. 4. –  Energia Rela9vís9ca –  Alvo Fixo –  Anel de Colisão 5 ET = m1 2 c4 +m2 2 c4 +2 E1 E2 − ! p1. ! p2c2 ( )⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ 1/2 (altas energias) Alvo Fixo Anel de Colisão Energia 29 GeV 900 GeV Feixe: 450 GeV Alvo: repouso Feixe: 450 GeV Feixe: 450 GeV E1 = EF e E2 = mA c2 ET = 2mAc2 EF ⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ 1/2 E1 = EF e E2 = EF ! p1 = − ! p2 ≅ EF / c ET =2EF 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  5. 5. Alvo prótons Alvo Fixo prótons (an;) prótons Anel de Colisão 1/2 2 Alvo Feixe2 43 GeVTE m c EÈ ˘= @Í ˙Î ˚ Feixe2 2.000GeVTE E= @ Feixe 1.000GeVE = 6 Alvo Fixo X Anel de Colisão 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  6. 6. Gluons (8) Quarks Mesons Barions Núcleo Graviton ? Bosons (W,Z) Átomos Luz Química Eletrônica Sistema Solar Galaxias Buracos Negros Decaimento do Nêutron Radioatividade Beta Interação dos Neutrinos Brilho do Sol Forte Fóton Gravitacional Fraca Eletromagnética Tau Muon Elétron Tau Neutrino Muon Neutrino Elétron Neutrino -1 -1 -1 0 0 0 Bottom Strange Down Top Charm Up 2/3 2/3 2/3 -1/3 -1/3 -1/3 cada quark: R, B, G 3 cores Quarks Carga Elétrica Léptons Carga Elétrica ParQculas e Interações
  7. 7. Interação de color à mésons & bárions Bárions Mésons AZUL VERMELHO ANTI-AZUL yellow ANTI-VERMELHO cian ANTI- VERDE 11/24/2015 8 amarelo José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  8. 8. Interações Forte & Fraca: troca de cor & sabor u (+2/3) d (-1/3) W (-1) Interação fraca (troca de sabor) u (azul) u (verde) G (blue & an9verde) Interação forte (troca de cor) 11/24/2015 9 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  9. 9. 10 massa à carga à spin à ≈ 125 GeV/c2 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  10. 10. –  Elétron: q  1897 Thomson –  Múon: q  1937 Neddermeyrer, Anderson –  Tau: q  1975 Perl –  Neutrino do Elétron q  1956 Cowan, Reines –  Neutrino do Múon q  1962 Lederman –  Neutrino do Tau q  2000 DONUT Collab., Fermilab Férmions: Léptons 11 massa à carga à spin à 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  11. 11. –  Up –  Down –  Strange q  1964 Gell Mann –  Charm q  1974 Ting, Richter –  Booom q  1977 Herb et al. –  Top q  1995 CDF, DØ Férmions: Quarks 12 massa à carga à spin à 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  12. 12. –  Fóton q  1923 Compton –  W e Z q  1983 UA1 e UA2 Collab. (CERN) –  Glúon q  1979 MarkJ/Tasso/Pluto/Jade (DESY) Bósons Intermediários 13 massa à carga à spin à 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  13. 13. Bóson de Higgs –  Desempenha um papel especial q  O campo de Higgs permeia todo o espaço q  Ele é responsável por dar massa a todas as parQculas elementares –  Proposto em 1964 q  Brout e Engler e Higgs –  Descoberto em 2012 q  Colaborações Atlas e CMS (LHC) massa à ≈ 125 GeV/c2 carga à 0 spin à 0 14 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  14. 14. 16
  15. 15. 18 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  16. 16. Vista Aérea do LHC 19 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  17. 17. Peso: 16.000 ton. / Diâmetro: 15 m / Comprimento: 21,6 m / Campo Magné9co: 4 Tesla 21 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  18. 18. Seleção dos Eventos Interessantes –  Impossível extrair informação e gravar 40 TB/s de dados –  Essencialmente 2 estágios de seleção: q  Hardware: eletrônica rápida o  40 MHz à 100 kHz q  Sowware: cluster com ~ 30.000 CPU’s o  100 kHz à 100 Hz Aglomerados com 100 bilhões de prótons se cruzam 40 milhões de vezes por segundo em cada experimento Ocorrem 1 bilhão de interações próton-próton por segundo Produzem ~ 1.000 traços no detector a cada 25 ns 11/24/2015 28 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  19. 19. •  Armazena dados em tapes •  Processamento dos dados •  Dados de calibração •  Armazena outra cópia dos dados •  Dados para análise em disco •  Reprocessamento dos dados •  Dados para análise em disco •  Análise final dos dados
  20. 20. T2_BR_SPRACE
  21. 21. Introdução à Física de Altas Energias •  São Paulo Research and Analysis Center
  22. 22. Underground P5 Super|cie P5 Processamento dos Dados Tier 0 32 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  23. 23. SPRACE & GridUnesp 33 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  24. 24. Dos Dados à Física Dado Cru (Raw Data) Resposta do Detector Interação com Material Decaimento e Fragmentação Fenômenos Físicos Alinhamento/Calibração Conversão de bits em quan;dade Rsicas Análise Física Comparação com modelos Reconstrução Reconhecimento de Padrões e Iden;ficação de ParXculas 11/24/2015 34 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  25. 25. Explorando a Região de TeV 35 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
  26. 26. Oportunidades para estudantes •  Iniciação cienQfica •  Mestrado •  Doutorado •  Pós-doutorado 11/24/2015 36 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC

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