Futuro da Física de Partículas – #FísicaBR #FísicaDePartículasBR #FísicaQuântica

Essa é uma transcrição de uma thread da @bibibailas


Esqueça os elétrons e prótons; O múon instável pode ser o futuro da física de partículas.

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/08/22/forget-about-electrons-and-protons-the-unstable-muon-could-be-the-future-of-particle-physics/#61bf3a63df90

Segue o fio!

Na Física estudamos as propriedades da matéria através das colisões (com energias muito altas) entre partículas. Sempre lembrando que obedecemos TODAS AS LEIS DE CONSERVAÇÃO DO UNIVERSO. Tradicionalmente as colisões são feitas de 2 formas:

1. Colidimos elétrons com pósitrons e ajustamos os feixes para qualquer energia que esteja de acordo com a massa das partículas que produziremos.

2. Colidimos prótons com prótons (ou antiprótons) alcançando energias mais altas, porém o sinal resultante é ruidoso.

Até agora sabemos como acelerar elétrons, pósitrons e próton em um linha reta e em círculo. Os colisores de elétrons/pósitrons são melhores para estudos de precisão de partículas conhecidas, enquanto os colisores de prótons são melhores para sondar a fronteira energética.

Como a Física sempre precisa avançar e inovar o próximo passo é a construção de um COLISOR DE MÚONS.

Os múons são os primos dos elétrons (e dos pósitrons) sendo eles, partículas fundamentais (ou seja, não são compostos). 3. 206 vezes mais massivos que um elétron E com uma relação carga / massa muito menor e apresentando uma radiação síncrotron muito menor. Fundamentalmente instável (diferentemente do elétron).


Radiação síncrotron, radiação sincrotrônica ou radiação sincrotrónica é a radiação eletromagnética emitida por uma carga movendo-se com velocidade relativística ao longo de uma trajetória curva


A relatividade especial de Einstein nos diz que a medida que as partículas se aproximam da velocidade da luz, o tempo se dilata para aquela partícula no referencial do observador. Se for possível fazer com que o múon se mova rápido o suficiente, podemos aumentar muito o tempo que ele vive antes de decair. Esta é a mesma física por trás da qual os múons de raios cósmicos passam através de nós o tempo todo!

Por que este fato é importante? Se acelerarmos este múon ate os mesmos 6,5 TeV em energia que os prótons do LHC ele viveria por viveria por 135.000 microssegundos em vez de 2,2 microssegundos: tempo suficiente para circundar o LHC cerca de 1.500 vezes antes de decair. Se você pudesse colidir um par muon/antimuon nessas velocidades, você teria 100% dessa energia – todos os 13 TeV dele – disponíveis para a criação de partículas. Podemos sempre escolher construir um colisor maior ou investir na produção de ímãs de campo mais fortes, PORÉM não podemos fazer nada em relação a radiação síncrotron com elétrons e pósitrons OU com a energia distribuída nos prótons. Por que este fato é importante? Se acelerarmos este múon ate os mesmos 6,5 TeV em energia que os prótons do LHC ele viveria por viveria por 135.000 microssegundos em vez de 2,2 microssegundos: tempo suficiente para circundar o LHC cerca de 1.500 vezes antes de decair. Se você pudesse colidir um par muon/antimuon nessas velocidades, você teria 100% dessa energia – todos os 13 TeV dele – disponíveis para a criação de partículas.

O múon é a única partícula que pode resolver ambos os problemas.

Desvantagem? Instáveis! Porém eles são fáceis de serem produzidos! Como? Podemos quebrar um feixe de prótons que produzirá pions, que decairão em múons e antimúons. Podemos acelerar então esses múons a alta energia e colidir dentro de um colisor CIRCULAR.

Atualmente a Colaboração MICE (Muon Ionization Cooling Experiment) vêm trabalhando muito neste tipo de projeto. Sendo assim, espero que no futuro possamos fazer com o que colisor de múons seja uma possibilidade real.

O que acharam? Física de Partículas é isto, todos os dias uma incrível descoberta. Nós cientistas estamos sempre trabalhando para o futuro e evolução da Ciência. Compartilhe e ajude a Ciência 🙂 #fisicaeafins#mulheresfisicas

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