FÍSICA DAS PARTÍCULAS •
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FÍSICA DAS PARTÍCULAS Estuda as partículas elementares e as suas interacções MODELO STANDARD As partículas fundamentais (elementares): • 12 fermiões de spin ½: 6 leptões e 6 hadrões As interacções fundamentais: •4 interacções: gravítica, electromagnética, forte e fraca •mediadas pela troca de bosões de gauge O bosão especial - Higgs FERMIÕES ELEMENTARES S=1/2 LEPTÕES Name charge (e) Symbol mass energy Família I Electrão -1 Name charge (e) cor Symbol Le=Lµ=Lτ=1 Família II Muão -1 Família III Tau τ 0.5110 MeV 105.7 MeV 1777 MeV < 2.2 eV Neutrino do muão νµ 0 < 0.19 MeV Neutrino do tau Família I Up -1 µ νe B=1/3 mass energy* e Neutrino 0 do electrão HADRÕES 0 ντ <18.2 MeV +2/3 RGB Família II Charm +2/3 RGB Família III Top +2/3 RGB u c t ~0.3 GeV ~1.5 GeV ~180 GeV Down -1/3 RGB Strange -1/3 RGB Bottom -1/3 RGB d s b ~0.3 GeV ~ 0.5 GeV ~4.5 GeV *massa no modelo dos quarks constituintes Não sofrem a interacção forte Sofrem as 4 interacções INTERACÇÕES FUNDAMENTAIS Interacção Intensidade Alcance realtiva 1º lugar de Observação Tempos típicos de declíneo (s) Gravítica 10-39 Longo 1/r2 Universal - Electroma gnéctica 10-2 Longo 1/r2 Moléculas Átomos 10-16-10-21 Fraca 10-5 10-18 Decaimentos 10-7-10-13 Forte 1 10-15 Núcleos 10-22-10-24 A interacção fraca viola o maior nº de Leis de Conservação e Simetrias BOSÕES ELEMENTARES (GAUGE) S=1 Name carga (e) Massa x c2 Teoria Interacção Símbolo Fotão 0 γ 0 Electroma gnéctica ±1 W W± 80 GeV Fraca Z 0 Z0 91 GeV Gluão 0 g 0 Forte Q E D E L E C T R O F R A C A G U T OS BOSÕES ELEMENTARES POR DESCOBRIR Name carga (e) spin Interacção Símbolo Massa x c2 Higgs 0 0 H0 Electro fraca Não prevista Gravitão Bosão de gauge G 0 2 Gravítica 0 →Bosão de Higgs previsto pela teoria electrofraca Fundamental ao funcionamento da Teoria →Tentativa de unificação da interacção gravítica com as restantes: Teoria das Cordas FÍSICA NUCLEAR Estuda o núcleo atómico, a partir do qual a matéria se estrututa • Núcleo: sistema ligado de nucleões (... mesões...) • Nucleão: sistema confinado de quarks (...gluões...) QCD Núcleo Confinamento dos quarks Graus de liberdade: quarks e gluões teoria muito complexa às energias nucleares Graus de liberdade: nucleónicos hadrónicos consoante a energia de observação HADRÕES COMPOSTOS As partículas base da Física Nuclear → Bariões : fermiões constituídos por 3 quarks (de valência + mar de quarks e gluões) → Mesões : bosões constituídos por 1 par quark-antiquark (de valência + mar de quarks e gluões) Nucleão – protão e neutrão - o barião mais importante Pião - o mesão mais importante INTERACÇÃO EFFCTIVA → Interacção descrita por potenciais graus de liberdade nucleónicos: nucleões →Interacção descrita pela troca de mesões graus de liberdade hadrónicos: nucleões e mesões DESCOBERTAS EXPERIMENTAIS ANO 1895 CIENTISTAS/LAB Röntgen DESCOBERTA Raios X 1896 1897 1909 Becquerel Thomsom Rutherford 1932 Anderson Partículas α e β Electron Núcleo Positron 1932 Chadwick Neutron Street, Stevenson, Muão - µ Anderson, Neddermeyer 2º leptão 1937 anti-matéria DESCOBERTAS EXPERIMENTAIS ANO 1956 CIENTISTAS/LAB Reines, Cowan DESCOBERTA Neutrino Estrutura de Friedman, Kendall, Taylor et 1967/68 quarks do protão: al./SLAC Quarks u e d 1974 Ritcher, Ting et al. Quark c 1975 Perl at al. Tau - τ 3º leptão 1977 1983 Leon M Lederman et al. Rubbia et al. Quark b W± e Z0 1995 Exeperiências CDF e D∅ Fermilab Quark t
