European Particle Physics Outreach Group Masterclass 2009 Marcia Begalli & Vitor Oguri LISHEP 2009,...
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European Particle Physics Outreach Group
Masterclass 2009Masterclass 2009Marcia Begalli & Vitor Oguri
LISHEP 2009, Sessão A, 15/01/09
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O Masterclass é um evento promovido pelo CERN para alunos de 2o grau e iniciantes do curso de graduação, ou seja, em sua maioria adolescentes, bem como para seus professores.
Dias especiais são dedicados aos Professores de Física.
MasterclassMasterclass
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MasterclassMasterclass
Consiste em explicar aos interessados a Física de Altas Energias,de forma introdutória, levando-os a analisar eventos reais registradospor 2 experimentos realizados no CERN, DELPHI e OPAL.
Esses experimentos tomaram dados no período entre 1989 e 2000,resultantes de colisões elétron-pósitron.
São dois dos quatro experimentos que operavam no acelerador LEP,o acelerador de elétrons e pósitrons que estava no túnel onde hojese localiza o LHC.
DELPHI e OPAL ainda são experimentos ativos, apesar de não haver mais a tomada de dados, a análise dos dados obtidos e a publicaçãodos resultados ainda continua.
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MasterclassMasterclass
O LEP (Large Electron Positron)É o mesmo túnel onde hoje está o LHC
Esquema da posição dos 4 experimentos no LEP:ALEPH, DELPHI, L3, OPAL
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No início dos anos 90, Erik Johanson, da universidade de Estocolmo, desenvolveu o Hands on CERN, um curso para a graduação em Física onde os alunos analisavam os eventos do DELPHI.
Há 8 (10) anos o Reino Unido iniciou atividades envolvendo Física de Altas
Energias para alunos do último ano do 20 grau e seus professores, chamadas
de UK Masterclasses.
Desde 2005, o Ano Internacional da Física, o Masterclass tornou-se um evento de toda a Comunidade Européia sob a coordenação do EPPOG.
EPPOG (European Particle Physics Outreach Group) é o grupo criado para a divulgação de Física de Altas Energias nos países membros do CERN.
Desde 2008 o Brasil faz parte desse evento, com as participações da UERJ, no Rio de Janeiro, e do SPRACE, em São Paulo.
Atualmente, 22 países participam do Masterclass.
Um breve histórico
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No CERN : 1 dia inteiro de colóquios e atividade experimental Oferece almoço e “coffee breaks”. Ao final do dia, reunião com outros institutos participantes, de diversos países.
Em São Paulo : meio-dia + meio-dia de atividades (colóquios e experimental) devido ao fuso horário em relação ao CERN.
No Rio : reuniões semanais, duração de tempo livre. reunião com o CERN e os outros institutos usando video-conferencia no dia estabelecido.
Organização das Atividades
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Atividades
Palestras introdutórias sobre Física das Partículas Elementares.
Perguntas, discussões e dúvidas antes, durante, depois, sempre.
Internet indispensável.
Palestras sobre os dados a serem utilizados, bem como sobre o experimento onde foram obtidos.
Análise dos eventos e discussão dos resultados obtidos.
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Organização
O elemento principal do Masterclass é a reunião com video-conferênciaenvolvendo o CERN e outros institutos participantes. Dado o grandenúmero de universidades envolvidas, tal atividade é desenvolvida em vários dias, neste ano será no período 16.03.09-03.04.09.
O número de institutos participantes por dia varia entre 5 e 80, que é o máximo de conecções que o EVO (programa utilizado para video-conferência) suporta.
Este ano, a UERJ participará desta reunião no dia 31 de março. São Paulo participará no dia 19 de março.
Essa reunião pode ser conjunta, alunos e professores, ou pode-se requisitar um dia especial para os professores.
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Organização
Ao final da reunião, cada grupo decide qual foi o melhorparticipante, que recebe um prêmio do CERN.
Premiados UERJ, 2008 : Marília Ramos (aluna) Rafael A. B. Oneto (professor)
Para todos os participantes é dado um CD onde constam todo o Conteúdo de todas as páginas na internet relativas ao Masterclass. Esse CD é produzido pelo CERN.
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Toda informação sobre o Masterclass pode ser encontradana internet.
Várias informações sobre Física de Altas Energias podemser encontradas nos links das páginas do Masterclass.
Dado o carácter internacional do evento, essas informaçõessão dadas em várias linguas.
Não é necessário saber inglês para participar do Masterclass !
A Internet
http://www.physicsmasterclasses.org/mc.htm
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DELPHI
Por que o experimento DELPHI?
A UERJ é uma das instituições participantes do DELPHI.
M. Begalli (UERJ), L. M. Mundim (UERJ) e M. E. Pol (CBPF) ainda fazem parte do experimento.
Delphi é um experimento multipropósito, ou seja, foi construídopara estudar vários tópicos em Física de Altas Energias.
Opal também. Na verdade, os 4 experimentos do LEP tinham essacaracterística, diferenciando-se nas técnicas utilizadas para adetecção dos eventos.
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DELPHI
Tópicos que podem ser estudados no Masterclass: Z0, Z0 + WW, Z0 + alpha_s, Z0 + LHC
Escolhemos Z0.
Os outros tópicos podem ser desenvolvidos ao longo do anoe discutidos na video-conferência do ano seguinte, se assimse desejar.
O Masterclass é uma atividade que pode ser desenvolvida durante o ano todo dentro de cada instituição.
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O que é o Z0?
Do conhecimento que temos atualmente, a matéria é formada por átomos, que possuem um núcleo (formado por prótons e neutrons) rodeado por elétrons. Esses prótons e neutrons são, por sua vez, formados por quarks.
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O que é o Z0?
Existem 6 quarks e 6 léptons, organizados em 3 famílias cada.
Léptons podem ter carga elétrica ou serem neutros (neutrinos).
Quarks possuem carga elétrica fracionária.
A interação entre quarks, entre léptons e entre quarks e léptons se dá através de mediadores.
O Z0 é um desses mediadores, neutro eletricamente. Outro mediador é o W, que possui carga elétrica, e participa do mesmo tipo de interações que o Z0.
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Um dos primeiros eventos onde foi detectado um bóson intermediário, neste caso o W. Experimento UA1, CERN.
Bósons Intermediários: Z0 e W
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Mesmo evento que o anterior, agora tratado com software específico, mostrando agora a quantidade de energia depositada no detector.
Bósons Intermediários: Z0 e W
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Z0:s e W:s são produzidos nas colisões elétron-pósitron, vivem muito pouco e decaem em outras partículas.
Z0:s e W:s também podem ser produzidos em colisões próton-antipróton ou próton-próton, desde que haja energia suficiente para tal.
Z0:s sempre decaem em um par partícula-antipartícula (e+ e-, q-qbar, etc…)
W:s decaem no par que forma uma mesma família.Todos os eventos analizados foram registrados em colisões e+ e- com energia de centro de massa de 91,2 GeV, a massa do Z0.
Bósons Intermediários: Z0 e W
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e+ e- --> e+ e- r0039265e0004754, barrel
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e+ e- --> Mu+ Mu-r0026154e0001417, barrel
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e+ e- --> Tau+ Tau- r0046448e0000596, Mu- vs e+
e+ e- --> Tau+ Tau- r0023438e0000581, Mu- vs (3Pi Pi0)
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e+ e- --> q qbar, 2 jatos r0039265e0004479, com V0
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•
•e+ e- --> q-qbar •r0026154e0000567, 3 jatos
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e+ e- --> q-qbar r0026154e0002327, mais de 3 jatos, eventos com muitas partículas
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http://www.physicsmasterclasses.org/physics/physics_hoc.htm
Os eventos que serão analisados podem ser encontrados em:
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2 bósons Z0 produzidos no mesmo evento.ECM 206,8 GeV
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Imagens podem ser encontradas no site:http://www.dkimages.com/discover/Home/Science/Astronomy-and-Space-Science/The-Universe/Big-Bang/General/index.html
Algumas pinturas inspiradas pelo aprendizado em Física de Partículas
Influência
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Particle Soup. By Luciano Corbella (c) Dorling KindersleyAn artwork array of, Gluons, Neutrino, X boson, Higgs boson, Photon, Particle, Graviton, Quark, WIMPs, Leptons, W and Z bosons, Magnetic monpole, Cosmic string and Primordial black hole.
![Page 30: European Particle Physics Outreach Group Masterclass 2009 Marcia Begalli & Vitor Oguri LISHEP 2009, Sessão A, 15/01/09.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022070507/5706384d1a28abb8238f6e16/html5/thumbnails/30.jpg)
An artists impression of the big bang. By Julie Anderson (c) Dorling Kindersley
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Conclusão
O Materclass é uma atividade em movimento, não se resume somenteà renião agendada anualmente com o CERN.
Seu formato se adapta a cada grupo de alunos, professores e interessados em geral.
Existe muito trabalho a ser desenvolvido, seja nas traduções para o português, seja no desenvolvimento de material de divulgação, sejana proposta de novas atividades.
TODOS são muito bem vindos!TODOS são muito bem vindos!
escreva para: [email protected] [email protected]