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Tijolos da Natureza                                               M.T. Thomaz                                            m...
A pergunta milenar ...                                                ´Uma proposta que veio antes da era de Cristo: o ato...
´O que significa a palavra atomo?          ´A palavra atomo vem do grego e significa: indivis´vel.                          ...
´O que significa a palavra atomo?          ´A palavra atomo vem do grego e significa: indivis´vel.                          ...
´O que significa a palavra atomo?          ´A palavra atomo vem do grego e significa: indivis´vel.                          ...
˜                          ´A versao atual da pergunta dos filosofos gregos:          ´        ˆ             ˆ     ´Toda a ...
˜     ´Para acompanharmos como a compreensao do atomo/tijolos da                         ´Natureza foi evoluindo ate o dia...
•                               ˆ Nasce a moderna Teoria Atomica pelas maos dos     ˜             ´qu´micos do seculo 19: ...
¸˜                                         A primeira organizacao dos                                         elementos nu...
´Tabela Periodica atual:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF)                           ı             T IJOLOS   DA   N A...
¸˜Com a classificacao dos elementos por Mendeleiev em 1869 passamos          ´                                ˜ ´a ter 103 ...
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¸˜Com a classificacao dos elementos por Mendeleiev em 1869 passamos          ´                                ˜ ´a ter 103 ...
¸˜Com a classificacao dos elementos por Mendeleiev em 1869 passamos          ´                                ˜ ´a ter 103 ...
J.J. Thomson descobriu o                    ´                  eletron em 1897.                            ´        ´A par...
Em 1910 Ernst Rutherford analisou os                                         dados experimentais de H. Geiger e           ...
´        ´      ´                                  ´A molecula de agua apos a proposta de Rutherford para o atomo:        ...
´        ´      ´                                  ´A molecula de agua apos a proposta de Rutherford para o atomo:        ...
ˆOs nucleos tem estrutura?    ´M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF)                           ı             T IJOLOS   D...
ˆOs nucleos tem estrutura?    ´              ˜                                    ´Os nucleos sao compostos por duas part´...
´                              ´Com as descobertas do proton e do neutron, os nucleos dos atomos                          ...
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F´sica de Altas Energias: estuda as part´culas elementares. ı                                      ıTemos a possibilidades...
F´sica de Altas Energias: estuda as part´culas elementares. ı                                      ıTemos a possibilidades...
´     ˆO neutron e o proton tem estrutura? Qual o tamanho deles?Vejamos a diferenca de tamanho (escalas) entre objetos “pe...
´     ˆO neutron e o proton tem estrutura? Qual o tamanho deles?Vejamos a diferenca de tamanho (escalas) entre objetos “pe...
Tamanho do atomo: ∼ 10−10 m                                                                          ´                 ˆ  ...
Tamanho do atomo: ∼ 10−10 m                                                                          ´                 ˆ  ...
ˆ• Camara de bolhas: desenvolvida por Donald Glaser em 1952. Uma ˆcamara com l´quidos superaquecidos nos quais part´culas ...
˜Exemplos de placas de emulsao com eventos experimentais, obtidas    ˆem Camaras de Bolhas:                               ...
´                ˆNas ultimas transparencias falamos em outras part´culas elementares                                     ...
`                       ´                            ˜Voltamos a pergunta original: Sera que todas essas part´culas sao   ...
ˆComo classificamos hoje as part´culas sub-atomicas?                              ı                                        ...
ˆComo classificamos hoje as part´culas sub-atomicas?                              ı                                        ...
´                                            Leptons                         Part´cula                             ı      ...
´• Hadrons: em 1963/64 George Zweig e Murray Gell-Mannpropuseram o model de quarks.                       Murray Gell-Mann...
˜       ´Divisao dos Hadrons:                                                ´                                            ...
˜      ´                        ´                 ¸˜O que sao os mesons? Part´culas responsaveis pelas interacoes entre   ...
´                                               Barions                         Part´cula                             ı   ...
´                                               Barions                         Part´cula                             ı   ...
Qual a caracter´stica dos quarks, as novas part´culas elementares?               ı                               ı        ...
´Como entendemos hoje a materia?                                          ⇒           ˆA escala atomica:M.T. Thomaz (Insti...
˜                          ¸˜Como estudar part´culas tao diminutas? Uma nova geracao de                  ıAceleradores de ...
Fermi Lab:                     Edf. principal                ´                                            Vista aerea do F...
SCLAC:         O entardecer no SLAC                                   ´                                                   ...
˜        ´Ainda usamos placas de emulsao fotografica para coletar as part´culas                                            ...
As part´culas elementares de hoje:       ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF)                           ı             T...
Comecamos procurando todos os                                                 ¸                                         ti...
˜                         Nao sabemos!!!!                        A busca continua...M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF)...
Bibliografia de Apoio:[1] Maria Cristina Batoni Abdalla; O Discreto Charme das Part´culas                                  ...
Bibliografia de Apoio:[1] Maria Cristina Batoni Abdalla; O Discreto Charme das Part´culas                                  ...
ˆ                 ´       ˜As transparencias deste seminario estao no blog:                http://mttdivulgacao.blogspot.c...
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Seminário: Tijolos da Natureza (Ensino Médio)

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Apresentamos uma visão geral sobre as partículas elementares a partir das quais todas as substâncias são constituídas. Os gregos começaram a busca dessas partículas a 2.400 anos atrás: os tijolos da Natureza!!!!

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Seminário: Tijolos da Natureza (Ensino Médio)

  1. 1. Tijolos da Natureza M.T. Thomaz mariateresa.thomaz@gmail.com Instituto de F´sica, UFF ı ¸˜ Resumo da apresentacao: ˜Apresentamos uma visao geral sobre as part´culas elementares a partir ı ˆ ˜das quais todas as substancias sao constitu´das. Os gregos comecaram ı ¸ ´a busca dessas part´culas a 2.400 anos atras: os tijolos da Natureza!!!! ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 1 / 39
  2. 2. A pergunta milenar ... ´Uma proposta que veio antes da era de Cristo: o atomo. ¸˜ “Por convencao existe a cor, ¸˜ por convencao existe a docura, ¸ ¸˜ por convencao existe o amargo, mas na realidade existe ´ atomos e espaco” ¸ ´ Democrito (400 A.C.) ´ ´ O que e o atomo?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 2 / 39
  3. 3. ´O que significa a palavra atomo? ´A palavra atomo vem do grego e significa: indivis´vel. ı ´ ´ ´Na Grecia antiga os filosofos Democrito e seu mestre Leucipo afir- ´mavam que se quebrassemos um objeto em pedacos cada vez menores, ¸os pedacos manteriam as mesmas propriedades que o objeto original, ¸ ´ ´ ´ate alcancarmos o atomo. O atomo seria o menor pedaco do corpo ¸ ¸que ainda conservaria as suas propriedades.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 3 / 39
  4. 4. ´O que significa a palavra atomo? ´A palavra atomo vem do grego e significa: indivis´vel. ı ´ ´ ´Na Grecia antiga os filosofos Democrito e seu mestre Leucipo afir- ´mavam que se quebrassemos um objeto em pedacos cada vez menores, ¸os pedacos manteriam as mesmas propriedades que o objeto original, ¸ ´ ´ ´ate alcancarmos o atomo. O atomo seria o menor pedaco do corpo ¸ ¸que ainda conservaria as suas propriedades.A proposta da escola grega implicaria que ter´amos um numero incal- ı ´ ´ ´culavel de atomos para descrever o mundo que nos cerca, por exemplo:´agua, pedra, papel, laranja, sangue...M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 3 / 39
  5. 5. ´O que significa a palavra atomo? ´A palavra atomo vem do grego e significa: indivis´vel. ı ´ ´ ´Na Grecia antiga os filosofos Democrito e seu mestre Leucipo afir- ´mavam que se quebrassemos um objeto em pedacos cada vez menores, ¸os pedacos manteriam as mesmas propriedades que o objeto original, ¸ ´ ´ ´ate alcancarmos o atomo. O atomo seria o menor pedaco do corpo ¸ ¸que ainda conservaria as suas propriedades.A proposta da escola grega implicaria que ter´amos um numero incal- ı ´ ´ ´culavel de atomos para descrever o mundo que nos cerca, por exemplo:´agua, pedra, papel, laranja, sangue... ˜ ´ ´A proposta grega nao esta correta, mas sera que ela tem algum traco ¸de verdade ?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 3 / 39
  6. 6. ˜ ´A versao atual da pergunta dos filosofos gregos: ´ ˆ ˆ ´Toda a materia (organica e inorganica) e, constitu´da a partir de objetos ı ´basicos que seriam os tijolos da Natureza ?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 4 / 39
  7. 7. ˜ ´Para acompanharmos como a compreensao do atomo/tijolos da ´Natureza foi evoluindo ate o dia de hoje, vamos nos fixar num material: ´a agua. ´ Uma gota d’agua!!! ´ Muita agua...M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 5 / 39
  8. 8. • ˆ Nasce a moderna Teoria Atomica pelas maos dos ˜ ´qu´micos do seculo 19: a materia e ı ´ ´ formada por moleculas, ´ ˜ ´e essas sao grupos de atomos. Em 21 de outubro de 1803 o qu´mico ingles ı ˆ John Dalton apresenta a 1 a tabela de pesos ˆ atomicos na Manchester Literary Philosophical ´ Society. Ele toma emprestado de Democrito ´ a palavra atomo para chamar as part´culas ı ´ ´ individuais dos quais a materia e composta. John Dalton ´ ´ Molecula de agua: ´ ˆ 02 atomos de hidrogenio: H ´ ˆ 01 atomo de oxigenio: OM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 6 / 39
  9. 9. ¸˜ A primeira organizacao dos elementos numa Tabela Periodica´ foi feita por Dimitri Mendeleiev em 1869. ´ ´Tabela Periodica de Mendeleiev (1869): 103 atomos !!!!M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 7 / 39
  10. 10. ´Tabela Periodica atual:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 8 / 39
  11. 11. ¸˜Com a classificacao dos elementos por Mendeleiev em 1869 passamos ´ ˜ ´a ter 103 atomos distintos!!! Este numero nao e grande demais? ´M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 9 / 39
  12. 12. ¸˜Com a classificacao dos elementos por Mendeleiev em 1869 passamos ´ ˜ ´a ter 103 atomos distintos!!! Este numero nao e grande demais? ´ ` ´ ´ ˜Voltamos a pergunta original: sera que os atomos sao constitu´dos ıde part´culas elementares? ı ı ı ˜Part´culas elementares: part´culas pontuais que nao apresentamnenhuma estrutura.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 9 / 39
  13. 13. ¸˜Com a classificacao dos elementos por Mendeleiev em 1869 passamos ´ ˜ ´a ter 103 atomos distintos!!! Este numero nao e grande demais? ´ ` ´ ´ ˜Voltamos a pergunta original: sera que os atomos sao constitu´dos ıde part´culas elementares? ı ı ı ˜Part´culas elementares: part´culas pontuais que nao apresentamnenhuma estrutura. ˜Para afirmar que um objeto nao tem estrutura, temos que ter a certeza ˜que ele nao se quebra em pedacos. Para verificarmos isso, que temos ¸ ´que tentar quebra-lo.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 9 / 39
  14. 14. ¸˜Com a classificacao dos elementos por Mendeleiev em 1869 passamos ´ ˜ ´a ter 103 atomos distintos!!! Este numero nao e grande demais? ´ ` ´ ´ ˜Voltamos a pergunta original: sera que os atomos sao constitu´dos ıde part´culas elementares? ı ı ı ˜Part´culas elementares: part´culas pontuais que nao apresentamnenhuma estrutura. ˜Para afirmar que um objeto nao tem estrutura, temos que ter a certeza ˜que ele nao se quebra em pedacos. Para verificarmos isso, que temos ¸ ´que tentar quebra-lo.Por ex.: uma bola de gude de vidro quebra se a apertamos com aspontas dos nossos dedos?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 9 / 39
  15. 15. J.J. Thomson descobriu o ´ eletron em 1897. ´ ´A partir da descoberta do eletron, o atomo passou a descrito comosendo um “pudim”:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 10 / 39
  16. 16. Em 1910 Ernst Rutherford analisou os dados experimentais de H. Geiger e ˆ E. Marsden e propos um novo modelo ´ para o atomo:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 11 / 39
  17. 17. ´ ´ ´ ´A molecula de agua apos a proposta de Rutherford para o atomo: ´ ˆ Atomo de hidrogenio: H Nucleo com carga: + 1e ´ ´ 1 eletron com carga: - 1e ´ ˆ Atomo de oxigenio: O Nucleo com carga: + 8e ´ ´ 8 eletrons com carga: - 8eM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 12 / 39
  18. 18. ´ ´ ´ ´A molecula de agua apos a proposta de Rutherford para o atomo: ´ ˆ Atomo de hidrogenio: H Nucleo com carga: + 1e ´ ´ 1 eletron com carga: - 1e ´ ˆ Atomo de oxigenio: O Nucleo com carga: + 8e ´ ´ 8 eletrons com carga: - 8e ´Ate esse per´odo, as part´culas fundamentais seriam os nucleos dos ı ı ´ ´ ´elementos da Tabela Periodica e o eletron.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 12 / 39
  19. 19. ˆOs nucleos tem estrutura? ´M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 13 / 39
  20. 20. ˆOs nucleos tem estrutura? ´ ˜ ´Os nucleos sao compostos por duas part´culas: o proton e o neutron. ´ ı ´O proton foi descoberto por Ernst Rutherford em 1918. O neutron foi descoberto por Sir James Chadwick, em 1932.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 13 / 39
  21. 21. ´ ´Com as descobertas do proton e do neutron, os nucleos dos atomos ´ ˆ ˆdo hidrogenio e oxigenio passam a ter estrutura: Nucleo do hidrogenio: H+ ´ ˆ ´ 1 proton com carga: + 1e Nucleo do oxigenio: O+8 ´ ˆ ´ 8 protons com carga: + 8e 8 neutrons com carga: 0M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 14 / 39
  22. 22. ´ ´Com as descobertas do proton e do neutron, os nucleos dos atomos ´ ˆ ˆdo hidrogenio e oxigenio passam a ter estrutura: Nucleo do hidrogenio: H+ ´ ˆ ´ 1 proton com carga: + 1e Nucleo do oxigenio: O+8 ´ ˆ ´ 8 protons com carga: + 8e 8 neutrons com carga: 0 ´ ´Na decada de 30 as part´culas fundamentais conhecidas eram: eletron, ı ´proton e neutrons. Apenas 3 tijolos da Natureza.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 14 / 39
  23. 23. ´ ´Sera que apenas essas 3 part´culas elementares explicam toda a materia ıque temos no Universo?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 15 / 39
  24. 24. ´ ´Sera que apenas essas 3 part´culas elementares explicam toda a materia ıque temos no Universo? ˜Quais sao as escalas que temos no universo? ˜Como observar objetos com tamanhos tao diferentes?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 15 / 39
  25. 25. F´sica de Altas Energias: estuda as part´culas elementares. ı ıTemos a possibilidades de criar novas part´culas a partir de ı ˜colisoes ou decaimentos. ´ ˜ ˜Part´culas estaveis sao aquelas que quando livres nao decaem em ıoutras part´culas. ı ´ ´O neutron e estavel?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 16 / 39
  26. 26. F´sica de Altas Energias: estuda as part´culas elementares. ı ıTemos a possibilidades de criar novas part´culas a partir de ı ˜colisoes ou decaimentos. ´ ˜ ˜Part´culas estaveis sao aquelas que quando livres nao decaem em ıoutras part´culas. ı ´ ´ ´ ´O neutron e estavel? Dentro dos nucleos o neutron e estavel, mas ´ ´livres eles decaem com vida media de 887s (14,8 minutos).Decaimento do neutron livre: n → p + e − + νe ¯ ´que e denominado de decaimento β.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 16 / 39
  27. 27. ´ ˆO neutron e o proton tem estrutura? Qual o tamanho deles?Vejamos a diferenca de tamanho (escalas) entre objetos “pequenos” do ¸ ´ ´nosso dia a dia e o tamanho do atomo e o que esta dentro dele: ˆ • diametro de um cabelo: 0, 1mm = 10−4 m ˆ ´ • diametro do atomo: ˆ 10−10 m = diametro de um cabelo 1.000.000 ˆ • diametro do nucleo: ´ ˆ 10−14 m = diametro de um cabelo 10.000.000.000 ˆ ´ • diametro do proton: 10−15 m ˆ ´ • diametro do eletron: ≤ 10−18 mM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 17 / 39
  28. 28. ´ ˆO neutron e o proton tem estrutura? Qual o tamanho deles?Vejamos a diferenca de tamanho (escalas) entre objetos “pequenos” do ¸ ´ ´nosso dia a dia e o tamanho do atomo e o que esta dentro dele: ˆ • diametro de um cabelo: 0, 1mm = 10−4 m ˆ ´ • diametro do atomo: ˆ 10−10 m = diametro de um cabelo 1.000.000 ˆ • diametro do nucleo: ´ ˆ 10−14 m = diametro de um cabelo 10.000.000.000 ˆ ´ • diametro do proton: 10−15 m ˆ ´ • diametro do eletron: ≤ 10−18 m ˆ ˜A nossa experiencia do dia-a-dia nao nos permite imaginar o que ocorre ˆna escala atomica, nuclear, etc...M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 17 / 39
  29. 29. Tamanho do atomo: ∼ 10−10 m ´ ˆ ˆ ˆComo “ver” os fenomenos atomico e sub-atomicos?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 18 / 39
  30. 30. Tamanho do atomo: ∼ 10−10 m ´ ˆ ˆ ˆComo “ver” os fenomenos atomico e sub-atomicos? ´ ´Os primordios do estudo experimental do atomo: ˆ• Experiencia de Rutherford-Geiger-Marsden: 1909 Bombardeamento de folhas de ouro por feixes de part´culas α ı ´ ´ (nucleos do atomo de helio). ´ Eles mediram o numero ´ de part´culas que mudaram a ı ¸˜ ´ ˜ direcao apos a colisao.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 18 / 39
  31. 31. ˆ• Camara de bolhas: desenvolvida por Donald Glaser em 1952. Uma ˆcamara com l´quidos superaquecidos nos quais part´culas carregadas ı ı ´deixam bolhas microscopicas. Donald Glaser ˆ Esquema da camara de bolhasM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 19 / 39
  32. 32. ˜Exemplos de placas de emulsao com eventos experimentais, obtidas ˆem Camaras de Bolhas: Decaimento de part´culas. ı ˜ Neutrino: o que nao aparece!!!M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 20 / 39
  33. 33. ´ ˆNas ultimas transparencias falamos em outras part´culas elementares ı ´ ´ ´ ´alem do eletron, proton e neutron: positron, neutrino, ... ´A partir da decada de 30 com o advento dos novos aceleradores depart´culas, o numero de part´culas “elementares” cresceu e muito!!!! ı ´ ı ´ ´Ate a decada de 60:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 21 / 39
  34. 34. ` ´ ˜Voltamos a pergunta original: Sera que todas essas part´culas sao ı ´ ˆelementares? Ou sera que elas tem estrutura?A F´sica experimental de altas energias continuou detectando ınovas part´culas: ı ´ ˜Em 1963/64 nasce a proposta dos quarks: os protons e neutrons saoestados ligados de quarks.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 22 / 39
  35. 35. ˆComo classificamos hoje as part´culas sub-atomicas? ı ˆ Part´culas sub-atomicas ı ´ Leptons ´ HadronsM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 23 / 39
  36. 36. ˆComo classificamos hoje as part´culas sub-atomicas? ı ˆ Part´culas sub-atomicas ı ´ Leptons ´ Hadrons ´• Lepton: part´culas elementares. ı ´ ´Ex. de lepton: eletron. ´• Hadrons: part´culas compostas formadas de part´culas elementares. ı ı ´ ´Exs. de hadrons: proton e neutron.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 23 / 39
  37. 37. ´ Leptons Part´cula ı ´ Vida media Decaimento (segundos) ´ mais provavel e ´ estavel – νe ´ estavel – µ 2, 2 × 10−6 e− + νµ + νe ¯ νµ ´ estavel – τ 2, 96 × 10−13 µ − + ντ + νµ ¯ ντ ´ estavel – ´ ´ Nem toda part´cula elementar e estavel!!!!!! ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 24 / 39
  38. 38. ´• Hadrons: em 1963/64 George Zweig e Murray Gell-Mannpropuseram o model de quarks. Murray Gell-Mann George Zweig ´ ˜Os protons e neutrons sao feitos de quarks:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 25 / 39
  39. 39. ˜ ´Divisao dos Hadrons: ´ Hadrons ´ Mesons ´ Barions ´ ´Qual a diferenca entre Barions e Mesons? ¸ ⇒M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 26 / 39
  40. 40. ˜ ´ ´ ¸˜O que sao os mesons? Part´culas responsaveis pelas interacoes entre ınucleos. ´ ´ Mesons Part´cula ı ´ Vida media Decaimento (segundos) ´ mais provavel π± 2, 6 × 10−8 µ + + νµ π0 0, 84 × 10−16 2γ . . . . . . . . .M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 27 / 39
  41. 41. ´ Barions Part´cula ı ´ Vida media Decaimento (segundos) ´ mais provavel p ≥ 1038 e+ + π ; µ+ + π n 887 p + e− + νe ¯ Λ 2.63 × 10−10 p + π− ; n + π0 ´ ˜ ´ ´ O proton nao e uma part´cula estavel. ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 28 / 39
  42. 42. ´ Barions Part´cula ı ´ Vida media Decaimento (segundos) ´ mais provavel p ≥ 1038 e+ + π ; µ+ + π n 887 p + e− + νe ¯ Λ 2.63 × 10−10 p + π− ; n + π0 ´ ˜ ´ ´ O proton nao e uma part´cula estavel. ı Idade do Universo: 1017 s (∼ 15 bilhoes de anos) ˜M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 28 / 39
  43. 43. Qual a caracter´stica dos quarks, as novas part´culas elementares? ı ı Quarks Sabores ´ Carga Eletrica (e) u(up) + 2e 3 d(down) − 1e 3 s(strange) − 1e 3 c(charm) + 2e 3 b(bottom) − 1e 3 t(top) + 2e 3M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 29 / 39
  44. 44. ´Como entendemos hoje a materia? ⇒ ˆA escala atomica:M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 30 / 39
  45. 45. ˜ ¸˜Como estudar part´culas tao diminutas? Uma nova geracao de ıAceleradores de Altas Energias.CERN: Sede do CERN Onde ficam os detetores. Detetor Atlas Detetor CMSM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 31 / 39
  46. 46. Fermi Lab: Edf. principal ´ Vista aerea do Fermi Lab Corredor do anel Detetor de part´culas ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 32 / 39
  47. 47. SCLAC: O entardecer no SLAC ´ Vista aerea do SLAC Acelerador linear Esquema do acelerador linearM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 33 / 39
  48. 48. ˜ ´Ainda usamos placas de emulsao fotografica para coletar as part´culas ı ´ ˜ ˆ ˜ ˜apos as colisoes sub-atomicas? Certamente nao... As colisoes sao ˜reconstru´das por super-computadores: ı ¸˜ Deteccao do W Chuveiro de gluons ´ ˜ ´ Colisao de protons relativ´sticos ı ´ O boson de Higgs foi descoberto!!!M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 34 / 39
  49. 49. As part´culas elementares de hoje: ıM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 35 / 39
  50. 50. Comecamos procurando todos os ¸ tijolos da Natureza, para descrever ´ toda a materia do Universo. ´Sera que conseguimos encontrar todos os tijolos da Natureza?M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 36 / 39
  51. 51. ˜ Nao sabemos!!!! A busca continua...M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 37 / 39
  52. 52. Bibliografia de Apoio:[1] Maria Cristina Batoni Abdalla; O Discreto Charme das Part´culas ıElementares, Editora da UNESP, 2006 (ISBN: 8571396418). ´ ˜[2] Anna Maria F. Endler; Vovo conta de que sao feitas as coisas,Editora Livraria da F´sica, 2007 (ISBN: 85-88325-74-8). ı ´[3] Juan Alberto Mignaco e Ronald C. Shellard; Quarks, Leptons, Gluons, ´ ´ ˆ oγ, W, Z ...A Materia Indivis´vel, Ciencia Hoje, vol. 3, n. 14 ı ´(Setembro/Outubro) (1984) pag. 42.M.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 38 / 39
  53. 53. Bibliografia de Apoio:[1] Maria Cristina Batoni Abdalla; O Discreto Charme das Part´culas ıElementares, Editora da UNESP, 2006 (ISBN: 8571396418). ´ ˜[2] Anna Maria F. Endler; Vovo conta de que sao feitas as coisas,Editora Livraria da F´sica, 2007 (ISBN: 85-88325-74-8). ı ´[3] Juan Alberto Mignaco e Ronald C. Shellard; Quarks, Leptons, Gluons, ´ ´ ˆ oγ, W, Z ...A Materia Indivis´vel, Ciencia Hoje, vol. 3, n. 14 ı ´(Setembro/Outubro) (1984) pag. 42.Sites interessantes a serem visitados:[1] http://www.aventuradasparticulas.ift.unesp.br[2] http://www.fnal.gov/pub/about/tour[3] http://ed.fnal.gov/projects/exhibits/searching[4] http://hands-on-cern.physto.seM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 38 / 39
  54. 54. ˆ ´ ˜As transparencias deste seminario estao no blog: http://mttdivulgacao.blogspot.com ¸˜na seccao: ¸˜ ´ ´ “Divulgacao ja realizada no Ensino Medio´´ ˆ ´Voce pode assitir este seminario no ”YouTube”: http://www.youtube.com/watch?v=NkR8kZWV6bgM.T. Thomaz (Instituto de F´sica, UFF) ı T IJOLOS DA N ATUREZA 39 / 39

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