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Carregado porJose Cupertino Ruiz Vargas
FisicaLHC
O documento descreve a física de altas energias no Large Hadron Collider (LHC). Ele explica como o LHC acelera feixes de prótons a altas energias e os faz colidir, permitindo a produção e estudo de novas partículas. O documento também discute como os dados das colisões são processados e analisados para avançar o entendimento da física subatômica.
FisicaLHC
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- 4. 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
- 5. – 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
- 6. Alvo prótons Alvo Fixo prótons (an;) prótons Anel de Colisão 1/2 2 Alvo Feixe243 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
- 7. 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
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- 11. – 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
- 12. – 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
- 13. – 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
- 14. 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
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- 28. 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
- 29. • 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
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- 32. Underground P5 Super|cie P5 Processamento dos Dados Tier 0 32 11/24/2015 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC
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- 36. Oportunidades para estudantes • Iniciação cienQfica • Mestrado • Doutorado • Pós-doutorado 11/24/2015 36 José Cuper9no - Física de Altas Energias no LHC