Diogo Boito: Física de partículas: modelo padrão e diagramas de Feynman - Aula 1

Asé de São Paulo.

ão

semana

desde 2015 e

São Paulo

centavos

e eh depois

Obrigado. Obrigado, Lucas. Bom dia a

todo mundo. Pessoal, eh eu vou fazer uma

introdução rapidinho também sobre o meu

minha trajetória, falar um pouquinho.

Acho que às vezes pode ser interessante.

Eu vou começar com um slide sobre isso,

depois a gente vai passar. Hoje a gente

vai falar de física de partículas, né?

Esse é o objetivo. Eu sou físico de

partículas. Eu trabalho com QCD teoria

das interações fortes. Eu sou físico

teórico. Eh, vai aparecer um pouquinho

coisas que eu faço, não tanto nessa

nessa nessa apresentação de hoje, mas em

algum momento posso discutir o que eu

faço também especificamente. Obtivo hoje

não é esse, é falar, fazer uma

introdução geral sobre a física de

partículas, principalmente sobre o

modelo padrão da física de partículas,

que é a teoria que a gente usa hoje, que

vocês talvez já tenham ouvido falar, que

é a teoria que descreve todas as

interações com exção da gravidade, né,

que não tá incluída no modelo padrão,

mas descreve as interações fortes,

fracas, eletromagnéticas, assim. Eu vou

fazer uma introdução sobre modelo

padrão, sobre vai falar um pouquinho do

que os ingredientes e tal, eh, para

chegar numa numa visão do modelo padrão

que depois vai ser completada na

palestra do André Lester, que o

professor da USP, André Lestra, que vai

vir aqui depois, que vai falar sobre

matéria escura, que é uma coisa que tá

fora do modelo padrão, né? Eh, a

Patrícia depois a Pat vai vir falar eh

sobre violação de uma simetria

específica, a CP vai falar de eh a a

simetria de matéria matéria antimatéria

no universo, tal. As coisas são depois.

A gente até pediu pro Lucas inverter

porque é meia palestra mais introdutória

do que essas. Tudo bem? Sim. Perguntas.

Então, eh, esse aqui é meu nome. Eu sou

do Instituto de Física de São Carlos,

como disse o Lucas. Eh, eu botei um

slide aqui que tem minha trajetória. O

Lucas já falou corretamente, aí eu fiz o

mestrado, fiz o mestrado na USP, depois

eu fiz o mestrado na em Barcelona

também. O mestrado em Barcelona era meio

de mentirinha, porque eu precisava, fui

lá fazer o doutorado, só que era tão

difícil a burocracia de fazer o meu

mestrado valer lá, que eu fiz outro

mestrado que era mais fácil.

Então, então eu acabei fazendo dois

mestrados, mas na verdade eu fiz quase

que basicamente o doutorado eh em

Barcelona, fiquei um tempo na França lá

no tanto nos dois mestrados e no

doutorado, fiquei um tempo na França.

Depois eu fiz pós-doutorado que aí

quando já tava trabalhando como

pesquisador na Alemanha, depois eu

voltei eh pro Brasil pós-doutorado,

fazendo estágio de pós-doutorado também.

Depois eu passei no no concurs tô lá

desde 2015 e fui pesquisador visitante

também na Universidade de Viena, na

Áustria por um ano em 2021. Certo? E

agora tô aqui. Muito bem. Eh, vou

começar então falando de física de

partículas, né? Física de partículas.

Muitas vezes a gente começa pensando,

quando alguém fala física de partículas,

a pessoa pensa em geral quais são as

partículas que existem, quais são os os

tijolinhos. Eu gosto de falar

tijolinhos.

Eu acho que esse negócio dos tijolinhos

é legal, mas não é não é talvez nem seja

o mais importante. É uma coisa

fundamental, mas tem metade da história,

né? Qual que é a outra metade? A outra

metade são as interações, né? Então a

gente tá interessado em física de

partículas. A gente quer saber quais são

os constituintes fundamentais do

universo, mas a gente tá interessado em

saber quais são as forças, quais são as

interações que essas partículas tem. É

muito, é muito importante isso. Não

existe descobrir uma partícula sem saber

como ela interage com as outras. Isso

não tem o menor sentido e nem tem

utilidade, né? Então a gente na física

de partículas, o objetivo é encontrar a

as partículas que estão desenhadas aqui.

Eu vou discutir isso nessa nessa

palestra, né? Mas também eh

saber como elas interagem. Então esse

diagrama aqui contém as partículas que

estão no modelo padrão. Eu vou eu vou

nesse nessa nessa palestra, vou indo um

pouco pouco a pouco discutir cada uma

delas mais ou menos, né, para depois

chegar nessa no final da palestra, se

tudo der certo, se não acabar hoje, eu

termino amanhã, mas é no final da

palestra, o objetivo é chegar, né, nesse

quadro completo das partículas que a

gente sabe que existem. Todas essas são

comprovadas, nenhuma delas é uma

especulação, né, ao contrário de algumas

coisas que vocês vão ouvindo nessa

escola, como a parte de matéria escura,

por exemplo, que a gente não tem certeza

do que é, pode ser uma coisa, pode ser

outra. aqui não, né? Isso aqui tá tudo

bastante bem comprovado. São seis

quarts, né? Os seis leons, o elétron,

moon, tals, neutrinos, os bosons de

gage, que são as partículas que carregam

forças e o boso de ri, certo? Então

essas daqui são as partículas que a

gente sabe que existem, que são modelo

padrão, mas como eu disse isso é 50% da

história, né? Outra a outra o resto é

são as interações. Esse diagrama aqui

ele representa de maneira pictórica por

linhas, quem interage com quem? Tem o

quark que interage com, o quark interage

com bos de RS, o Boso de R interage com

os leptons, né? Então uma linha

significa que a partícula interage com a

outra, né? Obviamente a gente precisa de

uma descrição matemática disso, não

basta desenhar, né? Desenho não é

suficiente.

Tem umas umas autolinhas. Essa linha que

gruda a partícula nela mesma significa

que a partícula interage com ela mesma.

Eu tenho algumas partículas de tipo bos

de rique luon que interagem com eles

mesmos. Isso é uma coisa que vai

aparecer aqui também. Então eu vou eu

vou discutir isso e eu acho que é

importante ter esse foco n nas

interações. Sim. Então não só pensar em

partículas, quais são os tijolinhos do

universo e e sim em força, onde da onde

veio a ideia de força, né? Interação

geral, a gente pensa em força, da onde

veio isso, foi o Newton que que

descobriu. Então essa coisa começa lá,

né? E e o Newton ele ele chutou essa lei

aqui, né? F = tá certo? A gente sabe

hoje, né? Então, evidentemente isso só

vale para velocidades baixas porque sen

não tem relatividade. Mas é uma lei, uma

lei da física, né, que para pela o

Newton descobriu essa lei. Vou discutir

como ele descobriu essa lei, né,

pessoal? Como você descobre a lei da

física, né? Você chuta a lei. Sim, não

tem outro jeito. Lei da física

fundamental, não tem como você

descobrir, não tem como você fazer uma

conta, né? Você você vai lá e adivinha.

Então, o Newton adivinhou que tinha uma

coisa que é a força que muda a

velocidade do objeto, que é aceleração.

Então ele, esso aqui é meio que uma

definição de força, né? Então o Newton

meio que definiu o que que é uma força.

Força é isso aqui. E aí ele ele o Newton

ele era uma pessoa muito inteligente.

Ele sabia muito bem o que ele sabia,

sabia o que ele não sabia, né? Então se

você olhar os livros do Newton, tem dois

livros muito famosos do Nos. O primeiro

é o princípio prinquípia, né? Princípio

é matemática, que é o livro onde tem

essa lei lá, né? Abre esse livro lá,

você vai achar essa lei nunca lá dentro,

né? Porque é um caos, é um monte de

geometria, não aparece escrito dessa

forma jamais lá, né? Mas vai tá lá, você

lê aquele aquele monte de desenhinho de

triângulo e círculo, tá lá dentro, tá em

algum lugar, né? A lei da gravitação

universal, tá aqui e tal, cálculo

celencial integral. Eh, mas ele tem um

outro livro que é o livro do Ótica, da

Ótica que ele discutia ótica, né? Eh,

ele fez vários experimentos de ótica.

Esse livro dá para ler. Você pegar para

ler no domingo à tarde. Tá bem chuvoso

aguentar ler o livro mesmo, mas dá para

ler domingo à tarde. E no final do livro

do Ótica tem umas perguntas, são 30

questões do Newton, né? Conhece as 30

questões do Newton no livro do Ótica,

vale muito a pena ler. Eh, lá tem várias

perguntas que ele faz para ele mesma,

coisas que ele acha que alguém precisa

descobrir. Basicamente algumas a gente

tá descobrir até hoje. Então o Newton

ele disse ali, ó, várias coisas me for

many things ind me to suspect, acho que

eu tenho uma tradução aqui. Muitas

coisas induzem-me a suspeitar que todos

os fenômenos naturais talvez dependam de

forças pelas quais as partículas dos

corpos são atraídas ou umas às outras ou

repelidas. E essas forças são até aqui

desconhecidas. Quer dizer, ele falou:

"Eu achei que tem força aqui e tal, mas

eu não sei quais são todas as forças que

tem. Provavelmente tem outras forças que

eu não não ainda não descobri, né? Ele

descobriu a força gravitacional e ele

descobriu que todas as forças mudou

velocidade do objeto. Sim, mas ele ele

já ele já percebeu que tinha alguma

coisa mais, certo? Tinha outras forças

que ele eh precisava encontrar, a gente

precisava encontrar. Então, por que que

o Newton tava fazendo esse falando de

força, tal? Aí ele tava preocupado com

esse problema do Kepler, né? Qual que

era o problema do Kepler? Problema do

Kepler era o principal problema da

física no no século X. Esse aqui é o

desenho que a fez do Kepler, né? Então,

quais são as três leis de Keper? Talvez

vocês saibam, né? O Keper estudou as

órbitas dos planetas, o sistema solar,

usando as medidas que essa pessoa tinha

feito de cobra lá na na Dinamarca. E aí

ele concluiu que as órbitas do planeta

são elipses, né? Com solus focos. Tem

aquela história das leis das áreas que

em tempos iguais elas varrem uma área

igual da elipse e depois finalmente que

o quadrado do período orbital é

proporcional ao cubo do semeixo maior

delipse. Então isso daqui é um resultado

quase que experimental, observacional,

quer dizer, baseado em observação, ele

concluiu isso, mas ele não tinha uma

teoria para explicar. Então se você

fosse fazer o doutorado nessa época,

orientador orientador para falaria para

você provavelmente estudar esse problema

aqui, porque esse era o problema

principal da física na época. explicar

como que você explica para que se possa

fazer física teórica.

E o o Newton ele descobriu que tem que

ter essa lei aqui, GM dividido por R².

Ele, como que ele descobriu que era essa

lei? Essa aqui é a força gravitacional.

Ele ele descobriu porque ele descobriu

primeiro que F = ma e aí ele escreveu F

= ma com essa força aqui. E aí ele

descobriu que dava exatamente o

resultado era esse. Sim, quer dizer que

reproduzia todas as leis de Kepler.

Então, por isso ele concluiu que tem

essa interação fundamental entre os

corpos que t massa. Os corpos que tem

massa se atraem gravitazionalmente. Mas

o Newton mesmo já se perguntava por que

a força cai com o quadrado da distância,

né? Isso é uma pergunta fundamental,

porque depois você escreve a força. Se

você, se você for se preocupar, como eu

disse lá no final do livro do ótico,

quais são as coisas que a gente sabe,

não sabe, por que que a força cai com

quadrado da distância? Ele falou: "Have

not as yet been able to discover the

reason for this properties?" Que entem

português significa não sei. Sim.

Então ele ele mesmo já percebeu que

tinha coisa que ele não sabia e que a

gente ia ter que saber depois e hoje a

gente sabe isso. É uma coisa que a gente

sabe, a gente vai discutir isso aqui,

por que cai quadrado da Então agora eu

vou dar um salto grande, né, depois de

fazer essa introdução histórica para que

que serve, por que que a gente fala de

força, por que que a que precisa de

interação, quais são as interações, da

ideia de interação onde nasceu. Vou

começar a falar então das partículas,

né? Então, quais são os constituintes

fundamentais da matéria? Essa é uma

ideia que surgiu na Grécia. Eu não vou

discutir a ideia grega, né, que é a

ideia do átomo indivisível. Átomo, a

palavra átomo significa que não dá para

dividir. Vocês já devem ter ouvido falar

disso. Eh, isso aqui não vai entrar no

que a gente tá falando hoje. Isso é uma

questão de história que não é muito

importante. Aqui e a primeira coisa que

foi descoberta, que já tem cara de

física de partículas são os efeitos

eletromagnéticos, né? Porque quando eles

pegavam e atritavam bastão de vidro com

lã e aí atraía o pedacinho de papel,

aquilo lá, tudo coisa tem a ver com

elétron. Você arranca elétron, né, de um

de um corpo, ioniza, né, significa que

um fica com um excesso ou falta de

elétron. Então o elétron, os efeitos

ligados ao elétron, que é uma partícula,

hoje a gente sabe, foram os primeiros

que apareceram. Naquela época ninguém

sabia que era o elétron, né? Mas esses

são os primeiros efeitos que apareceram,

né? E no século XIX, veja que isso não

faz tanto tempo assim, século XIX, final

dos anos 1800, né?

século XX, 1900 e pouco. Eu, por

exemplo, aqui um exemplar de ser humano

do século XX, né? Eh, século XX começa

em 1900. Em 1900 as pessoas não tinham

certeza que existia. Eh, provavelmente

tinha átomo, né? O pessoal imaginava,

mas não tinha certeza. É, é

surpreendente isso porque hoje a gente

acha que é uma coisa óbvia. Mas o

Einstein, quando ele estudou na

graduação não se tinha certeza se

existia ou não, se estava correto essa

hipótese. E o Einstein, na tese de

doutorado dele, ele calculou o número de

avogrado de Avogradro, que aquele número

6, 10, 23, eh, o estudando um problema

físico que é o movimento brauniano, que

são partículas que ficam vibrando muito

pequenininhas devido a vibrações de

moléculas e átomos. Então, quando ele

fez essa ponta aqui, o Einstein, veja

que o Einstein fez muita coisa, né? aqui

talvez vocês nem saibam disso, mas o

Einstein foi uma das pessoas

responsáveis por provar que os átomos

existem. Isso 1904, se não me engano.

Então faz tanto tempo assim que a gente

sabe que átomo existe, certo? Depois que

descobriram que tinha átomo, tinha que

descobrir como é que é o átomo, né? Quem

contribuiu muito para isso foi o

Rutherford. Esse é o Rutherford aqui é o

Geiger. O Geiger era o aluno do

Rutherford, estudante de doutorado dele.

E aí você tá vendo aqui que tá vendo que

o Geiger tá olhando no num tubinho aqui?

Isso aqui é o experimento que eles

fizeram. Eles jogavam essas partículas

alfas que eram emitidas por um núcleo eh

radioativo num alvo de ouro. Isso aqui

são átomos de ouro. Então um alvo muito

fino de ouro. Então tem alguns átomos,

né? Num muito muito muito fino. Tem

alguns átomos e uma camada com alguns

átomos. Tem três camadas aqui

representadas. Eh, várias dessas

partículas acabam passando no meio

porque o átomo, na verdade, é um grande

vazio, né? Tem um os elétrons em volta,

mas é tudo muito longe um do outro. Tem

muito espaço vazio no átomo. Então,

muitas vezes a partícula passava reto,

mas às vezes ela batia, né? Eles não

sabiam como era o ato desse desenho,

eles não eram capazes de fazer. Eles

estavam estudando esse problema pela

primeira vez, né? É uma visão eh atual

do problema. De vez em quando uma

partícula batia bem no núcleo e voltava

para trás. Assim, essa coisa da

partícula voltar totalmente para trás

indicava que tinha um núcleo pequeno e

que condensava toda a carga positiva,

que ela repelia partícula alfa que

também é positivo. Então isso daqui é o

é o é o é é assim que eles descobrirem o

Geiger ficava lá no escuro, apagava a

luz, ficava no escuro contando quantas

partículas voltavam. Você tinha um

ventilador, um negócio que quando bate a

partícula, ele brilha, dá um brilhozinho

e o garger ficava lá no escuro horas e

horas, né? Eh, com o olho lá para ver um

brilhinho, contava um brilhinho, dois

brilhinhos. Tanto é que é por isso que

depois ele inventou o contador Geiger,

né? Porque ele não aguentou mais falar

olhando, ele resolveu inventar um

detector de partículas. Então se você

viu aquela série de do do de acidente em

Goiânia, aquele que eles usam contador

Geiger, aquele fic, né? Vocês viram essa

série da Netflix? Tem uma série sobre o

acidente nuclear em Goiânia que algumas

pessoas morreram, um negócio terrível,

né? E lá aparece o pessoal da KNEM, da

Comissão Nacional de Energia Nuclear e

eles vão lá e eles vão com contadores

Geiger. O contador Geiger é um é um é um

detector meio rudimentar. Ele ele só diz

que passou alguma partícula carregada.

Basicamente é isso. Então ele hoje em

dia geralmente faz um barulhinho, mas

ali ou então tem um contadorzinho, né,

que aparece 1 2 3 4, né? Ele só conta

quanto espaço. Se ligar um contador

gager aqui, ele é um tubo de gás com fio

lá dentro, diferença de potencial. Se

passar um raio cósmico aqui, um um vindo

do espaço, ele conta um pá. Você serve

para isso? Para não ficar no escuro

olhando assim.

Então eles descobriram que o átomo tinha

um núcleo, né? E e aí ele já sabiam o

elétron, eh, coisa que tinha carga

negativa, que de um lado pro outro já

era bem sabido. Então fez esse

modelinho. Mas esse modelinho só serve

pro átomo de hidrogênio, né? Porque o

átomo de hidrogênio é o átomo mais

simples que átomo mais simples que

existe. Tem um próton e um nêutron.

Próton e um elétron, mas nada, né? A

hora que você começa a pensar um um caso

mais complicado, né? Um núcleo que tem

vários prótons, vários nêutrons, aí

começa a ficar difícil porque se você

coloca, você falar, tem o próton que tem

carga mais, o elétron tem carga menos.

Hora que você põe cinco próton juntos,

por que que eles não não se repelem?

Todo mundo carga mais, certo? Esse é o

próximo problema. Adoro descobre uma

coisa e descobre que tem outros

problemas, né? Coisas que você não sabe.

É que nem agressória do Newton, mas o

pessoal percebeu que tinha que ter mais

alguma coisa. E aí foi o Cherwake, que é

esse cara aqui que descobriu o neutron,

né? O neutron era o que faltava. Nós

vamos discutir porque que o neutron

ajuda o próton a grudar um do outro lá e

não explodir, né?

Esse ritmo eu chego em 2026. É. antes,

antes do fim do ano, dezembro eu consigo

acabar. Eh, então assim, tá lá o o

Cherwick, ele fez o seguinte, ele pegou

de novo uma fonte de alfas, ele jogava

num num alvo de berílio, né? Aí tinha um

outro anteparo aqui e ele botar aí já

não precisava de estudante ficar no

escuro porque o Bger tinha inventado já

o contador dele, né? E o contador dele

contava aqui pi quando passava alguma

coisa. Isso aqui era muito esquisito

porque se você botasse o contador aqui

não contava nada. Era um negócio muito

esquisito. Como que de repente não tem

nada depois pip, né? E aí ele fez um

cálculo cinemático ponto de de

velocidade, massa, movimento, etc. E

como que tinha que ter uma partícula

neutra, sem carga, senão o contador

garga contaria. E e essa partícula tinha

que ter mais ou menos a mesma massa do

próton, né? Ele escreveu um artigo de

uma página contando isso para ver o

prêmio nova, né? Então aí com isso você

tem um núcleo atômico que agora a gente

sabe que tem além dos prótons, tem

nêutrons. Sim, mas aí você pode falar

assim: "Não, mas ainda assim tem próton

mais mais que não explode", né? Aí é a

coisa mais complicada, mas o nêutron

ajuda. Então primeiro que tem tem que

ter outra força. Não basta se só

existisse eletromagnetismo, só existisse

força devido à carga elétrica e explodir

o núcleo atômico. Sim, né? Não explode

porque tem outra força que é uma força

que tá ligada aos quartos, que é a força

forte, vai chegar lá e tem o pion, tal.

Muito bem. Então a gente chegou nesse

modelinho aqui do átomo, né, que tem

nêutrons, prótons e elétrons. Tem uma

nuvem lá de elétrons, tal. Você tem um

deseninho um pouco simplificado, uma

visão ainda semiclássica antes da

mecânica quântica, mas daí as pessoas

perceberam que precisava ter mecânica

quântica, quer dizer, não dava conta.

Não era possível descrever os fenômenos

todos sem uma teoria nova. Você usa, ou

seja, se você usar f = ma não dá certo.

Tem que usar essa equação aqui, tá?

Então agora calculei, né? Então eu sei

que você não, isso aqui, essa aqui eu

coloco isso aqui assim, porque eu eu

quando eu tava na na nessa fase de

vocês, eu achava bonito assim, eu achava

que era uma coisa bonita. Então eu tô

botando porque eu acho bonita. É uma é

tipo um quadro, tá? Olha isso aqui como

se fosse, um quadro no museu. Não

precisa olhar e tentar entender o que é

recip a famosa função de onda, né? Aqui

éoniano. Isso aqui é uma derivada

temporal. Esse aqui é H cortado, que é a

a constante que aparece em mecânica

quântica sempre. E esse esse é raiz

quadrada de -1. Sim. Então esses são os

ingredientes. Aí tem um outro negócio

aqui que é esses tracinhos. Enfim, vocês

vão ver isso se quiserem daqui uns 5 4

3, 4 anos. Se vocês forem seguir com

isso aí. Não sei quem tá fazer o

seguinte. Quem tá no terceiro ano, no

último ano e então dos outros devem

estar no segundo, deve ter um segundo

ano do ensino médio e tem alguém no

primeiro. É, então para vocês demora

mais até você chegar lá, mas quem tá no

terceiro ano, se resolver estudar isso

aqui, né, para você estudar isso aqui,

tem que estudar física, não tem outro

curso, talvez algum curso de química

muito bom você veja o povo, mas no

Brasil, infelizmente, curso de

engenharia já não ensino mais isso, né?

Alemanha aprenderia aqui, não. Eh,

sim, pessoal, quando eu tava na na

graduação lá no no auditório no

Instituto de Física aqui em São Paulo,

onde eu estudei, tinha o essas equações

ficavam na parede, tinha um monte de

quadro de equação de beijo, equação de

Irraque, equação de Einstein, FMA, tava

lá. Claro, essa era a única que eu

entendia quando eu cheguei lá. E aí

tinha a equação de bolso, tal. Eu achei,

eu ficava olhando assim, eu achava muito

legal. E aí com o passar dos anos agora

cheque, né? Mais um, é mais depois uns

se anosco.

Então, é e então para isso que serve,

para você achar bonito, não para mais do

que isso, né, pessoal? Mecânica quântica

tem uma coisa muito importante. Mecânica

quântica tem a ver com onda, né? Então

imagina que você tem, esse é o

experimento mais famoso da mecânica

quântica que expõe essa essa chama dupla

fenda, talvez vocês tenham ouvido falar.

Vocês têm a sorte de ter de uma ter

acesso a um monte de coisa. Quando eu

tava na idade de vocês, não sabia nem

que o FA existia, não tinha YouTube, era

muito mais difícil, né? você deve saber

mais que eu. Mas enfim, eh, que que é o

experimento dupla fender? Dupla fender é

você pegar esse aqui com luz. Então você

pega a luz e faz um anteparo, uma

barreira e põe dois furinhos. E tem um

negócio chamado princípio de Higgens,

né? Você joga a luz lá. É, princípio de

Higens diz para você que cada furinho

vai acabar funcionando meio que como uma

fonte de luz, como se tivesse dois

laserzinhos novos. E aí tem uma uma

coisa que vocês talvez estudem. Eu

estudei isso aqui no ensino médico, que

é o chamado interferência, né? Porque a

onda de luz ela sobe e desce. É uma onda

como se fosse uma onda numa corda. E aí

se você tem uma onda que tá subindo a

outra que tá descendo, dá onda nenhuma,

né? Se você tem onda subindo com onda

subindo, dá uma mdono. Sim. Então

dependendo da fase, né? Que esse desse

deseninho aqui, ele mostra isso, né?

Imagina que meu dedo é onde a onda tá no

ponto máximo, né? Se tiver assim, aí vai

ter uns picos enormes assim, porque aí

soma duas ondas. Se eles tiverem assim,

aí vai dar vai dar uns zeros assim, onde

uma tá alta, outra tá baixa. OK? Então

isso é isso que mostra. Então isso acaba

tendo se essas duas fontes de luz gera

uma chamada interferência. Alguns

lugares dá zero luz, dá bastante luz, dá

um pouco menos de luz. Aqui dá um monte

de luz. Sim, eu sou com luz aí todo

mundo já sabia, né? Porque o luz é uma

onda. Bom, Newton, se você olhar o livro

do Newton no ótica, nas questões, tá

escrito lá, será que a luz é uma onda?

Será que a luz não é uma partícula? Às

vezes o Newton já pensou nisso n 1600 e

pouco. Então o cara era um cara muito

esperto. Muito bem. Qual que é a grande

coisa da mecânica quântica? Isso aqui

não é a graça da história. A graça da

história é você fazer a mesma coisa com

elétron. O elétron é uma partícula, não

é? Então, se você jogar o elétron uma

uma no nos furinhos, ele passa lá pelo

furinho e faz uma marquinha no seu

detector de elétron lá. Ele marca onde

ele chegou. Ele vai chegar, faz um

pontinho, faz outro pontinho. Quer

dizer, o elétron passa pro furinho, faz

um pontinho. Aí hora que você vai

jogando mais e mais e mais elétron, você

vê que aparece justamente aquela

interferência lá, né? E como é possível

isso? Se o elétron é uma bolinha, por

que que ele fez isso aqui? Por que que

não tem isso? Quase não chega elétron

aqui aqui. Por que que chega o ponto

elétron aqui? Parece que o elétron se

comporta igual à luz, né? E é isso

mesmo. Então essa equação aqui é uma

equação de onda, tá meio disfarçada

aqui, mas é uma equação de onda, né? A

mesma equação que rege as ondas

eletromagnéticas, essencialmente rege o

posicionamento do elétronico. Quântico,

não clássico. Então as partículas

quânticas tm características de onda,

né? Então é uma coisa muito louca. É

isso aí é a mecânica quântica. E aí veja

o que acontece aqui. Se alguém perguntar

para você, eu vou fazer o experimento

aqui, ó. Vou jogar só um elétron. Onde

que ele vai parar? Onde que ele vai

bater?

É literalmente impossível prever isso na

mecânica quântica. Não tem como saber.

OK. Essa não é uma pergunta válida. Não

tem como. A teoria não te dá essa

resposta. Você fala: "Vou jogar um

elétron aqui, por favor, me diga onde

ele vai". Não tem como. Sim. Não sei. A

resposta não sei. Aquela lado

e o que que a gente sabe? A gente não

sabe nada não. Ele sabe. Ele sabe que se

você jogar um monte de elétron vai

falar, vai dar um negócio assim. Então

se a pessoa vier falar para você, eu vou

jogar um elétron. Ele fala: "Não, joga

10.000, por favor, porque aí eu te digo,

né? Você me diz o quê? Eu digo onde vai

ter mais elétron. Eu digo para você que

aqui vai ter mais elétron que aqui, que

aqui vai ter mais, aqui vai ter menos,

aqui vai ter mais. Isso eu digo. Você

calcula essa probabilidade.

E o cálculo dessa probabilidade, isso é

uma coisa importante que tem a ver com

onda de novo, ele tem a ver com você

tomar o quadrado desse dessa dessa dessa

coisa aqui, dessa função de onda. Com

com onda sempre tem quadrado, tem que

calcular quadrado das coisas. Isso aqui

é importante porque tudo é o quadrado.

Mecânica quântica. Duas coisas, né? Tudo

é o quadrado e tudo é probabilidade.

Então a gente tudo que a gente calcula é

o quadrado de uma coisa e tudo te dá

probabilidade e nunca vai dar uma

certeza. Então se falar, você joga dois

elétrons assim, vai sair dois elétrons

espalhados. Qual é o ângulo que eles vão

sair? Não sei. Tem uma probabilidade

para cada ângulo. Essa probabilidade eu

sei calcular levando uma coisa ao

quadrado. Essa barrinha aqui vai dizer

que é módulo ao quadrado, porque tudo

aqui é número complexo. Por isso que tem

aquele i lá. Quem já estudou número

complexo

talvez tenha uma ideia do que é isso.

Isso aqui é o módulo ao quadrado. Mas o

que importa é que tem que levar ao

quadrado, né? Então você tem que levar o

quadrado um negócio. E o que você obtém

não é uma previsão exata, né? É uma

probabilidade. Mas é, mas é, mas tem uma

certa, tem um determinismo aí também,

porque esse negócio aqui é tipo um fma.

Se você me der a função de onda agora,

eu te digo quanto vale a função de onda

amanhã. Mas, mas isso não quer dizer que

é suficiente para você achar o elétrono,

porque você tem que levar o quadrado da

função de onda. Isso aí vai te dar uma

coisa com essa cara assim e aí você vai

falar pro pessoal, ó, vai ter mais

elétron aqui, menos elétron aqui. Isso

você é capaz de prever. Então isso aí é

medida do laboratório. A gente confirma.

Sim. Só só um segundo. Física de

partículas é mecânica quântica. Então

tudo que a gente faz é assim,

probabilidade levar coisa ao quadrado.

Sim. Diga.

Sim. Se você jogar só um elétron vai dar

para falar que a chance dele chegar

nessa faixa preta é maior e que a chance

dele chegar na faixa branca é menor. É

isso que dá para falar.

Mas não dá para dizer em qual ponto

exato da tela ele vai chegar, certo?

Isso não dá para dizer. Isso é sempre

assim. Então, todos os decaimentos,

todos os espalhamentos, todos os

experimentos do LHC, não sei qu é tudo

probabilidade. A pessoa fala assim: "Ah,

vai ter um certo número, a chance de

espalhar para cá é tal, a chance de

espalhar para tal, para lá é tal". E aí

a pessoa repete várias vezes, por isso

fica jogando monte de prta lá, nunca

para, fica jogando um monte, né? Para

fazer várias vezes e aí você mede de

fato deu mais aqui, menos aqui, tem.

Então não adianta medir uma vez só

nada. Po, pode fazer pergunta aí,

pessoal, se quiser. Como a gente tem

outras sessões aqui,

vamos lá.

Se no pior dos casos, eu

vez tenho que trocar isso aqui. Acho que

a pilha tá fraca. Deixa eu trocar esse

cara aqui.

Sei lá, mas esse aqui tá sem o negócio

aí. Não tá

bom. Tudo bem. Eu mudo na mão.

Meio chato tá na mão.

Ô, Lucas, você pode ver se se tem o o

negocinho desse aqui, ó.

O o Thiago esqueceu de me dar o a USB

que conecta aqui. O meu tá falhando

agora. Deu um

vê se ele tem, porque daí eu posso

tentar trocar. Muito bem. Outra coisa

que precisa é relatividade. Relatividade

aqui tá o Einstein lá tentando

descobrir. Igual MC quad, pessoal. E ig²

você não chuta. É curioso, né? Porque F

ig que chutar, mas é igual MC quad não é

uma é uma, é uma conclusão o resultado

de uma conta, né? Que o Einstein tem

teve que impor assim de cima. Não é

isso, é que a velocidade da luz é

constante, são outras coisas, né? As

leis da física são invariantes. Isso são

as coisas que ele resolveu eh estipular,

digamos, e depois calcular as

consequências. E ele concluiu então que

que e

que e = mc², certo? Então, essa aqui é a

equação mais famosa do Einstein. Eh,

essa equação aqui, ela é fundamental

para física de partículas, porque ela

diz que dá para transformar energia em

massa e talvez até mais importante que

dá para transformar massa em energia e

vice-versa, energia em massa, massa

energia.

E aí a as pessoas perceberam que não

adiantava ficar com essa equação aqui de

shureding, tinha que fazer uma outra

equação que te juntasse com

relatividade. Quem fez isso foi o Dirak,

né? O Draak foi a pessoa que escreveu a

equação de Dirak, que é essa equação

aqui. Então, outro outro quadro para

vocês terem aí.

E o dirá ele ele era tão bom que ele

escreveu ao contrário. Você vê

o dirá que ele ele resolveu essa equação

dele aqui no papel assim, não ao

contrário, acho, mas resolveu assim. E

aí olhando as soluções matemáticas, né?

Ele concluiu que deveria existir

antimatéria.

A antimatéria ela é uma conclusão

teórica. O dirá que fez uma conta

resolvendo essa equação. Exatamente.

Descobriu que tinha dois tipos de

solução. Em geral, quando você faz um

problema de matemática, dá o tempo

negativo. Você fala para jogar forte

tempo negativo. E geralmente é o que o

pessoal fazia. Mas o Irac falou: "Pera,

deixa eu só olhar aqui esse negócio

negativo aqui que era energia negativa."

E ele foi lá e falou: "Não, não, isso

aqui tem cara de ser um elétron, mas com

carga positiva, né?" E aí ele cumpriu

que tinha que existir o pósito.

Obrigado. Deixa eu tentar.

Eita! Eu agora acho que eu fiz uma

bagunça aqui.

Eu já não sei o que que eu acho que eu

me enganei. Eu não sei quem é de quem.

Meu Deus. Não vamos sair desenrastada

hoje não. Deixa eu ver se esse funciona.

Meu computador que que parece que tá

funcionando. Agora tem que saber qual

que é meu. Acho que sim.

Certo, pessoal? Então ele descobriu

antimatéria. Sim. Antimatéria quer dizer

que tinha um elétron de carga positiva,

não tinha só o elétron. Se você joga um

elétron no antielétron, eles eles dão

fótons, né? Fton é a partícula associada

à luz. Claro que não é todo brilhante,

tudo colorido. Isso aqui é um

desenhinho, né, pictórico, né, que a IA

fez. Bonitinho até não tem essa

explosão, tem nada disso. Mas se você

joga um elétron antielétron eles

desaparecem. Então a matéria e

antimatéria desaparece e sobra só luz.

Sim.

Também vale para prótons. Joga o próton

antipróton também sai dois raios de luz

lá. Certo? Só tem que sair dois raios de

luz. Não pode sair um raio de proibido.

Eu não vou discutir muito isso aqui

porque eu sei que o André vai falar

disso, mas isso aqui tem a ver com

conservação do momento. Vocês já ouviram

falar em quantidade de movimento produto

da massa pela velocidade? Por favor,

levanta a mão quem já ouviu falar.

Tá? Então, a quantidade de movimento é o

produto da massa pela velocidade, né?

Isso é uma uma grandeza física, assim

como energia, metade de MV quad, energia

cinética do corpo. Tem outra coisa

importante no movimento e clássico que é

o e também no movimento relativo, que é

o momento, que é basicamente o produto

da massa pela velocidade. Essa grandeza

se conserva assim como energia, né? Só

que essa é uma grandeza vetorial. Então

você tem que conservar isso daí como um

vetor. Não pode conservar e como um

número, né? A velocidade tem direção e

sentido. Você tem que manter essa coisa

constante com direção e sentida. Eu não

vou discutir isso aqui em detalhe porque

o Daniel, o André vai discutir isso aqui

e ele vai discutir para vocês. Tem que

sair dois fótons, não dá para sair um

foton só, senão não conserve no momento.

Muito bem, pessoal. Estamos eh tá tá

tendo 100 anos da mecânica quântica, né?

Festas de de 100 anos. E então foi 1925

a primeira a primeira equação do do

Heisenerbreg 1926 a equação de

Tradinger. Então, portanto, 100 anos da

equação de Rad tá fazendo, que é aquela

equação que eu mostrei. A do Heisenberg

é um pouco diferente, mas é basicamente

a mesma coisa, né? Uma formulação

diferente com a mesma mesma história.

Depois tem o Diraque 28. A coisa foi

meio rápida aqui.

Sim. Então isso daí a gente viu que tem

elétron, né?

E que tem próton e nêutron. Então o que

que tem no átomo, né? Vamos voltar lá

pro modelo padrão. Quais são as

partículas que a gente já discutiu?

Elétron. Sim. Fóton, né? Agora eu tô

colocando dois quarts aqui. Por que que

eu tô colocando dois quarts? Porque a

gente sabe hoje, hoje, né, naquela época

lá do router tava muito longe de saber

isso, mas hoje a gente sabe que o próton

e o nêutron são, na verdade, formados

por quarks, né? Quarks são partículas

elementares que estão na tabela do

modelo padrão que formam o próton e

neutro em muitas outras partículas.

Então, o próton, esse quark U aqui tem

carga 2/3, né? 2/3 da carga do próton.

Tem um T, a gente escreve assim em

geral. Esse aqui tem carga 2/3 da carga

do prótono. Esse aqui tem carga - 1/3.

Então se você fizer um estado que é UD,

né? A carga total desse negócio aqui dá

4/3, que é duas vezes essa menos 1/3,

que é essa aqui, dá 1.

Ok? Então para você formar um próton,

você tem que colocar U e D lá dentro. Aí

faz um próton. Isso aqui é um próton,

né? E o nêutron você coloca dois

quarques C, que aí dá - 2/3. E aí um

quark U que tem mais 2/3 da carga zero.

Então o neutro é neutron. Sim. Então

essas partículas são formadas por

quartos. Então nossa tabela agora tem U,

elétron e gama. Gama é a partícula

associada ao fóton. A partícula,

assim como o elétron também é uma onda.

A gente discutiu isso aqui, né? Fóton

também é uma partícula. Essa história da

dualidade onda partícula, né? Quem

contribuiu para isso francês que a gente

chama de deol na França chama de

debloid. Liga.

Então, ah, os vamos chegar nas famílias,

né? Então, a primeira coisa aqui, quarks

up, down são dois tipos de partículas

bem características. Qual que é a

diferença fundamental do dos quarks pros

leptons? Pessoal, já vou chegar em

Lepton, deixa eu ver qual que é o meu

próximo slide. Sim, então vou mudar de

slide para falar um pouquinho de leon. a

gente volta a discutir a pergunta dele,

tudo bem. O que que são leptons, né?

Leptons são os primos do elétron. Então,

não tem só elétron que tem carga menos e

e aquela massa lá e aí se comporta de

uma certa maneira. Eh, tem mais duas

partículas, tem o m e o tal, né? Então,

o m e tal eles são partículas que são

essencialmente idênticas ao elétron, né?

Com uma diferença, eles têm uma massa

muito maior que a do elétron, então eles

são muito mais pesados. Mas é do ponto

de vista de sping, aquela propriedade

fundamental que parecida com rotação e a

carga elétrica, todos eles são

negativos. Então eles são muito

parecidos com o elétron, mas eles têm

uma massa maior, certo? Vou chegar já

vou falar da massa. Além disso, o o

eletromotal tem também um dos neutrinos

associados. Tem um neutrino do elétron.

Neutrino é neutrono. Nessa palavra é uma

palavra do italiano, férme que vem do

tem neutrino do elétron, neutrino do

mundo, neutrino do tal. Essas partículas

são partículas praticamente de massa

zero, extremamente leves, né? E de carga

zero também. E elas estão, elas sempre

aparecem quando aparecem aparecem junta

com o outro com o outro leon. Então,

então isso daqui forma como ele tava

dizendo, famílias, né? Acho que agora

que vai aparecer. Então aqui tem os dois

outros e leptons, o mual. Então eles têm

massas maiores, já vou discutir a massa

deles. E depois aparece também os os

neutrínios. Então com isso a gente

consegue fazer famílias de elépton. Você

tem lá o o elétron, o neutrino do

elétron. Essa aqui é o que a gente chama

de primeira geração, né? Depois tem o

MUON, neutrina do MUON.

E tem o tal, o neutrino do tal. Você

aprende umas letras gregas novas, tão

vendo aí? Sim.

Então é isso que a gente chama de

primeira geração dos leptons, segunda

geração, terceira geração. Os quarks são

partículas diferentes dessas que também

a gente organiza em geração. Então aqui

ali eu escrevi a a primeira geração de

quarts, um D. E aí tem mais outros que

vão aparecer aqui, certo? Então nessas

gerações de quarts, quem tá em cima tem

carga mais 2/3. Isso aqui é carga

elétrica, né? Quem tá embaixo tem carga

-1/3. Aqui todo mundo tem carga -1 em

cima e todo mundo tem carga zero

embaixo. Certo?

Então aumentou a a tabelinha de

partículas lá. Diga.

Bom, eh, são, tem uma questão dos

neutrinos aqui que eu não vou discutir.

Acho, não sei se vocês tm uma palestra

de física de neutrinos, acho que não

tem. Nessa edição, física de neutrina é

um negócio meio complicado e que tá um,

tem alguma, alguns elementos da física

de neutrina estão fora do modelo padrão.

Um deles é a chamada oscilação dos

neutrinos. Então, o neutrino quando ele

viaja lá do sol até aqui, por que que

produz neutrino no sol? Tem reação

nuclear dentro de estrela. Eu vou até

discutir um processo aqui que é o

decaimento beta ou inverso decaimento

beta que acaba produzindo neutrinos e

várias outras reações nucleares produzem

neutrinos. Esses neutrinos interagem

pouco com as outras coisas, até porque

não tem carga. Então eles vão passando

reto pelo sol, saem, depois eles, o

universo já tem pouca coisa, daí eles

entram na terra, passam por nós, etc.,

né? Eh, esses de vez em quando bate, né?

Não é sempre que passa, às vezes

acontece, probabilidade de interação é

baixa, mas é, às vezes, muitas vezes

passa reta. Esse neutrino quando ele

viaja, ele vai mudando, ele oscila.

Então ele é um neutro elétron se

transforma em neutrino do tal depois ele

se transforma em neutrino do mundo. Tem

uma oscilação, tem uma transformação.

Então os neutrônios que a gente detecta

aqui na Terra eles chegam do Sol já

transformados, né? Então dá e pelo

estudo do Sol a gente é capaz de

descobrir que tem oscilação de

neutrinos. Então os neutrinos eles se

transformam. Mas agora se você jogar um

elétron aqui, ele nunca se transforma

num. Jamais vai acontecer isso. O tal

tampouco nunca vai se transformar num

num, quer dizer, ele pode decair, mas,

né, ele nunca vai se transformar

sozinho. O decaimento é uma coisa

diferente, porque quando você decai o

monétron, tem que aparecer outras

partículas também, inclusive neutrina do

mundo.

Só um segundo só, só mostrar a as massas

já, já tá inscrita, só para mostrar as

massas. Então, então pessoal, massa do

MON 207 vezes a massa do elétrica. É uma

massa do tal 3500 vezes a massa do

elétrica. Então, até aqui a massa nas

unidades que a gente usa, né, umas

unidades esquisitas. Então, se você

subir na balança, não aparece seu peso

em méve sobre c quadrado, né? Aparece

uma unidade que você conhece melhor.

Depende do país que você subir na

balança. Você subir no balanço na

Inglaterra, vai tá escrito em stones e

você não vai saber qual que é seu peso,

né? Vai tá lá 5,7 tons, o que que

aconteceu. Então, unidade é um negócio

complicado, né? Cada um mede a sua. Na

física de partículas, em geral, a gente

usa como e = mc², né?

E = MC qu significa que massa é energia

dividido pela velocidade da luz ao

quadrado. Esse C é a velocidade da luz,

né? 3 x 108 m/s.

Então se você pega uma quantidade de

energia e divide por uma por uma

velocidade ao quadrado, isso aqui dá uma

massa. Isso aqui você também sabe pela

energia cinética, né? Energia cinética é

meio de MV qu. Se você divide por uma

velocidade ao quadrado, você fica alguma

coisa com cara de massa, certo? já sabia

disso. Não precisava de do Einstein.

Para chegar nessa conclusão, não

precisava do Einstein.

Então a gente mede muitas vezes em

unidade de energia que é méve dividido

por C quad. Então a massa do elétron é

meio, a outra é 105, a outra é 1776. São

muito diferentes. Vocês sabem por que

isso é assim?

Alguém sabe? Se souber é bom você já

avisar porque você ganha o nobre. E

ninguém sabe isso. Sim. Ninguém sabe.

Então não espere que eu responda essa

pergunta para você. Inclusive na nessa

escola que tá tendo lá em cima de física

de partículas

mais avançada que essa, tem um teve um

professor que veio falar de teorias com

dimensões extras. E um dos objetivos,

uma das coisas que teorias com dimensões

extras fazem é dar uma certa explicação

disso aqui, que nem é uma explicação

completa, mas é dá uma indicação do por

que aconteceria uma coisa desse tipo,

ok? Por que que as massas seriam tão

diferentes?

Embora não dá para prender, não seja

possível prever o valor da massa. Então

isso assim, isso é isso é um problema

atual. Que ele deu um curso aqui sobre

esse assunto, sobre se as teorias com di

universo, passa o tempo tem dimensões

extras que fazem com que a massa fique

assim. pergunta,

não só tem que ter carga negativa, mas,

por exemplo, a diferença fundamental

entre quarks e leptons é que os quarks

tm um outro tipo de carga e interagem de

outra forma além da interação

eletromagnética. Então, as partículas

desse tipo aqui, elas têm um outro chama

de número quântico, essa coisa tipo

carga, tal, tem um outro número que faz

com que ele interaja com o gluon, né?

Então o elétron ele meio que não enxerga

o gluon, passar um glu lá, mas o quarto

interage muito com o glú, né?

É pelas interações também. Quer dizer,

essa coisa chamada assim, tecnicamente

essa coisa chamada número quântico, que

acaba te dizendo quais são as interações

que a partícula tem ou não tem. Tem.

Então é isso daí. Então, a diferença

fundamental entre quarks e leptons é que

quark tem esse número quântico que a

gente chama de cor, como azul, vermelho,

amarelo. Mas é, obviamente isso é só um

nome. O quark não é colorido, não tem

quark azul, verde, mas a gente chama de

azul, verde porque são três cores na

teoria. Vamos chegar lá. Mais alguma

pergunta?

Exatamente. No modelo padrão, a massa é

zero. Então, quando a gente escreve o

modelo padrão, fala massa é zero. Daí a

gente descobre depois que não é bem

isso, não é zero. É, mas é muito

pequena, é muito menor que essa daqui,

né? E essa aqui é milhões de

eletronsvolv, né? de milhão, 10 a se

eletronvoltos, são vários, muitos

elétrons mesmo, seja meio é milhões de

eletronvoltos e a massa dos neutrinos é

eletronvolt, um milhão de vezes menor.

De novo, muito difícil explicar porque

isso nicação

definitiva, tem teorias para explicar,

são as chamadas teorias além do modelo

padrão. Tem até mecanismos que geram

massa de neutrino pequena, tal, mas

nenhum deles é comprovado.

Mais alguma pergunta

sobre leptons?

Diga.

Sim.

É, eles não formam assim, veja, até pode

ter um estado. Se você pegar um elétron,

por exemplo, e um e um e um ou mais,

eles vão formar alguma coisa, vão grudar

ali um pouquinho, tal, mas isso não

forma uma partícula assim com uma cara

estável pra gente dar um nome, certo?

Então, em geral isso daí não é uma tem é

um estado meio efêmero lá, tal. Então

eles ficam eles, eles no caso do elétron

ele orbita o átomo. Diga,

essa não tinha mais uma pergunta, né?

Tá? Então os o elétron ele de fato só

fica orbitando a o que acontece com

essas partículas mais pesadas? Esas

partículas mais pesadas não estão no áo,

não tem um no átomo, né? Não tem tal no

átomo, mas você produz essas partículas

mais pesadas usando isso aqui, né?

Então, se você fizer uma colisão de de

elétron e antielétron com bastante

energia, você produz um par de monstros,

você produz um par de tals noador de

partículas. Vamos chegar no desenho. Vou

dar uma aula de diagramas de FMA aqui. A

gente vai chegar como que você faz isso,

tem esse processo.

Muito bem. Então, eh, vou falar um

pouquinho de diagramas de farma agora e

eu pretendo fazer uma aula na lousa

sobre diagramas de farma, dar uma ideia

um pouco mais detalhada, né? Então

pessoal, isso daqui tinha lá a mecânica

quântica da do Irraak, do Schredinger,

mas isso não era o suficiente, né?

Precisou de uma teoria além da mecânica

quântica ainda pra gente descrever as

interações das partículas e a produção

dessas partículas, decaimento das

partículas. São alguns alguns efeitos

que estão fora dessas equações aqui da

mecânica quântica. E para fazer isso

precisa uma teoria nova que chama teoria

quântica de campos, né? E essa teoria

quântica de campos, ela foi feita por

várias pessoas, era na década depois da

mecânica quântica, porque usa mecânica

quântica. Então isso aí já é os anos 30,

40, né? E as pessoas que fizeram são

essas daí, ó. Dirak, Donon, Fero,

Farman, Schwinger, Monaga e outras

pessoas, evidentemente, né?

Esses são os que ficaram mais famosos.

Três deles ganharam o prêmio nobre.

Pessoa que mais ajudou os outros a

entender essa teoria nova, quando tem

uma teoria nova, um negócio meio novo,

difícil você estudar, foi o Fiman, né? O

Fiman ele ele ele formulou a teoria de

uma forma mais inteligível. Vocês devem

saber que o FA existe, se não sabe, fica

sabendo agora. Richard P era um físico

teórico de partícul físico de

partículas, trabalhou em outros

problemas também, mas ele era

essencialmente físico de partículas. Eh,

trabalhou muito na mecânica quântica

fundamental também no doutorado dele,

né, antes de trabalhar mais com

partículas mesmo. E e ele ele, então

isso aqui é um exemplo de um de um de um

livro dele que vocês podem ler, né, que

é esse caráter da lei física, recomendo

fortemente. Isso aqui são uma série de

palestras que ele deu, que aí ele deu

uma palestra na Universidade de Cornell,

nos Estados Unidos. Essas palestras

estão no YouTube hoje em dia, então se

você quiser ver a palestra do pode

também. Tem tem alguma tradução em

algumas línguas, tal, eh, mas dá para

ler o livro. O livro tem tradução em

português e tem cada capítulo é sobre

uma um assunto diferente da física. É

escrito para divulgação. O primeiro

capítulo é é o melhor de todos, na minha

opinião, que é o capítulo sobre a

gravidade, como um exemplo de lei

física. Gravidade lei gravitação

universal. Depois tem capítulo sobre

mecânica quântica, sobre simetria, sobre

relação da matemática com a física e por

aí vai, né? E ele e ele inventou esses

diagramas, né? Esse aqui, ó, se você

fizer arqueologia de diagramas de Fiman,

eu fiz isso uma vez, você encontra o

fósforo do diagrama de Fima, que é esse

aqui, né? É o primeiro diagrama que tá

lá no artigo dele, de 1949,

abordagem, espaço temporal,

eletrodinâmica quântica. E lá ele fala:

"Ó, eu vou vou representar assim o

processo, ó". Então, ele tá explicando

para todo mundo, né? Ele inventou esse

desenho aqui, né? esse desenho que hoje

tá escrito, desenhado numa versão um

pouco mais moderna aqui, que que a nessa

versão dele o tempo passa de baixo para

cima, então as coisas acontecem assim na

versão do Fman. Depois a gente com o

tempo só mudou e aí eh passa daqui para

cá. Então o tempo agora é da esquerda

pra direita. Então nesse meu diagrama

aqui da esquerda pra direita, o meu

diagrama representa um elétron e outro

elétron. Os dois estão chegando lá e

eles interagem trocando fótons. Então

aparece nessa teoria, na eletroica

quântica, a ideia de que a interação

entre partículas ela é devida à troca de

outras partículas. No caso da do

eletromagnetismo, troca de fotos,

partículas de, né? Então, todas essas

partículas elétronal, elas sentem essa

interação porque elas tm carga elétrica.

E mesma coisa os quartos, eles também

sentem interação com fóra, porque eles

também tm carga elétrica uma carga

menor, então interagem um pouco menos,

um pouquinho, né? Um menos um outra 2/3,

né? Mas interage também. Diga,

sim.

É, eu eu queria eu gostaria de saber

assim, gostaria perguntar para essa

pessoa o que que ela quer dizer com não

acreditar na gravidade, o que que ela

quer dizer com a gravidade não ser real,

porque realmente é muito esquisito isso,

né? Porque evidentemente tem que ter

alguma interação. Eu não sei o que que a

pessoa quer dizer com isso. Hoje tem uma

visão da visão da gravidade atual, uma

visão um pouco diferente, porque a

gravidade é uma teoria geometrizada, né,

da hoje em dia, que é a teoria do

Einstein, da relatividade geral. Então,

na relatividade geral, você não fala

tanto de GM sobre R², você diz que tem

uma distorção no espaçotempo, as coisas

seguem umas trajetórias no espaçotempo

distorcido, mas assim, evidentemente tem

que ter alguma coisa que faz com que a

Terra gire gire em torno do Sol. Então,

acho que dizer que não existe gravidade

me parece um pouco estranho, né? Tem uma

tem uma tirinha do Calvin, sabe? O

Calvin Aroldo que que ele ele ele fala

pra professora que ele não conseguiu

fazer a lição porque os pais dele

esqueceram de pagar a conta da

gravidade, então ficou tudo flutuando lá

em casa tem o desenho dele lá. Então

esse tipo de coisas, a pessoa que não

acredita em gravidade deveria estar lá

flutuando na casa dela.

Só mais alguma pergunta.

Que que é um diagrama de fon de maneira

esquemática? Pessoal, isso aqui é

circuito. Alguns de vocês talvez já

tenham visto circuitos, tá?

O circuito tem dois tipos de circuito.

Tem o circuito de verdade que você abre

o equipamento, você vê o circuito e não

tem nada a ver com isso aqui, né? Mas

daí tem o desenho do circuito,

representação do circuito. O diagrama de

F ele é parecido com essa representação.

Ele não tem nada a ver com com o que

acontece na aceleradora, mas ele ajuda

você a entender e principalmente ajuda

você a fazer a conta, né? Esse esse

desenho do circuito ele é muito útil

para você fazer a conta, achar a

corrente, achar a diferença de

potencial, né, no circuito. Mas ele não

é um desenho de circuito. Se você abrir

um circuito, você não vai ver um negócio

assim que é um zigue-zaguezinho. Ah,

aqui o resistor não é assim. né? Então

não é assim que o circuito não é isso

não é um desenho do circuito, é uma

representação do circuito. O diagrama de

FA não é um desenho do processo. Quando

eu desenho esse esse diagrama, não tô

dizendo que o elétron te nesta nesta

trajetória e depois ele fez este ângulo.

Não é nada disso. Isso é só um desenho.

Se eu desenhar a linha reta é o mesmo

diagrama, não muda absolutamente nada,

porque isso é só um jeito de fazer a

conta. Vou desenhar isso aqui assim, ó.

Vou assim,

é exatamente o mesmo diagrama. Não

importa, não importa. Não tem nenhuma

diferença. O resultado disso aqui, se eu

quiser fazer uma previsão, eu tenho que

pegar isso aqui elevar ao quadrado e

isso aqui também. Resultado, a conta

disso elevar ao quadrado e vai dar o

mesmo resultado. Não tem diferença

nenhuma. Assim como aquele circuito lá,

em vez de eu desenhar ele assirito

assim, ó, posso desenhar o circuito

assim. Isso aqui é um posso desenhar o

circuito dessa forma. Eu posso pegar o

mesmo circuito e desenhar assim.

E o resultado é o mesmo. Sim, não tem

diferença do fio ser quadrado, se

desenhar o fio quadrado ou não, não é

nada disso. Então o que importa é que

tem um resistor, tem uma bateria, tal.

Sim.

Então o desenho do diagrama de FA não é

desenho, não é uma trajetória, ele te

diz como faz a conta. Então tem aqui, tá

aqui, ó. São as regras. Ah, assim como

tem regra no circuito, tem regra aqui.

Essa regra é mais complicada. Então você

precisa estudar mais, chegar lá, mas é

uma regra matemática. Você cada pedaço

se associa um pedaço da conta.

No no circuito, quem já viu o circuito

sabe que a corrente elétrica se

conserva, não pode sumir corrente

elétrica. Ah, acabou a corrente

elétrica, não tem isso. Ela chega, chega

a corrente, divide o fio, tem que

dividir a corrente. É a mesma coisa

aqui. Isso aqui não é corrente, é é

quantidade de movimento, né?

Se lembro se eu escrevi aqui, mas

quantidade de movimento que é em geral

no ensino médio vocês vem como

quantidade de movimento.

Quantidade de movimento que é um nome

esquisito, mas a gente não gosta desse

nome esquisito. A gente dá um outro nome

talvez mais esquisito ainda, que é

momento,

né? É a mesma coisa, né? Isso aqui é a

gente chama da letra P, que é igual a

MV, né? Então esse MV, o produto da

massa pela velocidade de maneira

vetorial, ele se conserva nessa nesse

diagrama. Então quando o elétron chega

aqui um certo momento, uma parte vai pro

foto, uma parte vai pro elétron dele,

mesmo ele saindo da conta, né? Eu tem

que ter conservação assim. E aí quando

você faz isso aqui, tem que conservar

energia também. Tem conservação, tem

leis de conservação, conservação da

energia, conservação do momento. Eu vou

discutir isso um pouco mais no diagrama

de farma na na alguma aula aí amanhã,

talvez amanhã ou ou em novembro. Eh,

pessoal, se você estudar isso aqui, por

exemplo, do elétron interagindo com

elétr, a primeira coisa que você desenha

é isso. Eu vou dizer o que que eu quero

dizer com primeira coisa, mas não hoje.

Eu tenho a troca de um fóton lá que te

dá essa interação, essa compreensão da

força fundamental como a troca de

partículas. Se você fizer essa conta

usando as regras lá do do diagrama e

souber a teoria de campos, você conclui

que a força que aparece é uma coisa que

cai com quadrado da distância. Então

isso o Newton queria isso aqui, lembra?

Newton falou: "Ah, não sei". tal. Agora

a gente desse para voltar no tempo, você

explicaria para ele lá.

Ele provavelmente entenderia muito

rápido e provavelmente faria uma coisa

ainda mais legal, né? Porque

sim. Então hoje a gente sabe coisas que

o Newton não sabia. A gente sabe mais do

que isso ainda. A gente sabe que esse

dois aqui, ó, esse aqui, esse dois é o

número de dimensões do espaço -1.

Então o nosso espaço é tridimensional em

dimensões espaciais e por isso é dois.

Se fosse bidimensional seria um. quadro

dimensional seria três. A gente a gente

é capaz de fazer a conta da força em

qualquer universo. Importa o número de

dimensões do universo. Sim. Então esse

tipo de poder que a gente tem hoje com a

teoria de campos, com a física teórica

que não tinha na época do Newton. Então

a gente entende porque que é dois. A

gente entende como seria se o universo

fosse diferente, né? E isso é uma coisa

que também eu vou tentar discutir aqui.

Se der um tempo, eu discuto esses dois

aí, né?

E aí tem uma série de outras coisas.

Isso aqui não é tudo, né? Tem mais

coisas, tem outras possibilidades. Eles

podem trocar um foto, mas podem trocar

dois. Isso eu vou discutir na na aula de

diagrama de P. E isso aqui te dá então

uma umas correções. Então aquela lei lá

do Coulumb

mesma lei gravitacional você fizer com

gráfico, você tem correções, né? Tem

outros termos, os termos pequenininhos

lá que é difícil medir no laboratório,

mas tem e a gente já mediu. Então a

gente sabe que essa interação não é tudo

só trocar um só foto, pode trocar dois,

trocar três, não tem? Então tem todas

essas possibilidades da teoria que

aparecem e aí se calcula e conclui que

que é isso, é verdade. Então essa teoria

ela é ela é medida, né? Uma teoria

confirmada porque ela vai além do que

você tinha antes, tá correto para

Sim. Eu vou falar um pouco de QCD agora.

Esse é uma um assunto que o Gastão vai

dar uma palestra para vocês. Vocês vão

ver mais. Eu vou falar um pouco aqui

porque CD agora a parte dos parques, né?

Então a gente viu a parte dos lepsons,

digamos, vimos mais ou menos. Depois

tenho que falar um pouco de força fraca,

mas vai ser um slide só e um pouco de

QCD. Então, pessoal, eu disse que com

teoria de campos a gente consegue

descobrir as forças e porque a força é

do jeito que ela é, né? Então, qual foi

a primeira pessoa que levou esse negócio

a sério? Foi o Yaua, que esse físico

japonês. Ele ele falou: "Bom, então tem

que ter uma coisa que gruda o próton

outro próton. Tem que ter uma força,

então se tem uma força deve trocar uma

partícula, por aí vai, né?" E ele

previu, então, que tinha que trocar uma

partícula, que hoje a gente dá o nome de

pion, né? E é e aparece uma força que

ele calculou que dá uma coisa do tipo 1

sobre distância ao quadrado, mas tem uma

exponencial aqui. Essa exponencial,

função exponencial, talvez vocês tenham

visto, né? Algum inverso da função

logarítmica, talvez vocês tenham visto,

mas que as pessoas não estudam porque tá

no no roll das questões difíceis do

Enem. Estuda em logaritmo que é muito

importante, né? Se você aprendeu uma

coisa só hoje, é estudo logaritmo. Essa

é a coisa mais importante. Então esse

aqui é função exponencial. Sim. Então

ela mata exponencial negativa, ela vai

matando a força, ela dá uma força que

morre.

exponencial, a exponencial com uma massa

negativa ali, ela vai dar uma coisa

assim, né? A função que vai rapidamente

a zero, né? Essas essa função aí.

E aí você coloca 1 sobre r², né? Tem 1

sobre r². Então isso aqui te dá uma uma

interação que vai morrendo porque tem

uma coisa que mata ela. Então em vez

dela ser uma interação assim como é o

eletromagnetismo,

eh, que é 1 sobre r², ela faz assim e

morre bem rápido, porque tem esse. Então

ela, isso quer dizer o quê? Que depois

de uma certa distância já não tem mais

força nenhuma. A força você só sente se

tiver muito perto. Então ela tem um

alcance muito curto. Essa força, essa

força é a força nuclear que gruda o

próton outro prótono, prótono no

nêutron, nêutron no nêutron. Todas essas

partículas são grudadas pelas trocas de

pions, né? Só que para sentir essa força

tem que estar lá muito perto. Você sair

longe, aí ela força vai a zero por causa

dessa exponencial.

Eu falei bastante coisa, mas é que o que

o recado disso é se tiver longe do novo

um proto aqui, outro pronto aqui, eles

não vão sentir isso aí. Aí só sente

eletromagnetismo, que é uma força de

longo alcance.

E aí o quem quem descobriu essa

partícula que foi prevista pelo Cal foi

um das pessoas foi o Lattis, né, que é

um físico da USP, década de 30, 40. E

trabalhando com mais outras duas

pessoas, uma de José Pioquelini, que é

um fisco italiano e o Paulo, que é um

fisco britânico, né? O Paul ganhou o

prêmio Nobel basicamente por essa

descoberta. E o Lis ganhou como

homenagem virar o currículo Latis ouvido

falar que é uma coisa que tem na

internet lá do CNPq que você vai lá e

põe seu currículo acadêmico e tal. Então

chama látis. As pessoas às vezes nem

sabem porque que chama lát. Chama lápis

por causa do César Lattes que é o físico

que descobriu o piícula

que foi prevista. Isso a gente não vai

discutir, né? Mais nenhuma aula, mas o

Gastão vai discutir isso. Então na aula

do Gastão vocês vão ver mais. Eh, então

isso aqui é a força que gruda prótons em

prótons, prótons em nêutrons, nêutrons

em neutron. Neutron partícula muito

parecida porque só muda a carga

elétrica. A carga elétrica nessa nessa

dentro do núcleo lá não importa porque

essa força aqui é muito mais forte. Essa

esse K que aparece aqui é muito grande,

essa força é muito forte, ela gruda o

prótono prótono, mesmo que esteja perto,

né? Então você bota o prótono, prótono,

tem uma repulsão eletromagnética, mas a

repulsão eletromagnética perde pr pra

cola dos piros. Sim. Então acaba

grudando mesmo assim. Então essa é a

força que faz com que o o núcleo fique

dado. Tem que existir pion. Isso aí tá

ligado com quarto.

O vou chegar o o látis depois que ele

descobriu, foi como que ele descobriu o

peão, né? Ele descobriu o peion nessas

chapas radiográficas aqui. Eles eles

esperavam o peion cair do céu,

literalmente, né? Eh, com raios

cósmicos. Raios cómicos são as

partículas que vêm do universo. Quer

dizer, chegam aqui, 1000 muons prótons,

né? Chegou na Terra. Então ele não tinha

nessa época eles eles iam na montanha.

Por que que vai na montanha? Porque aí

tem menos atmosfera. alguns quilômetros

para cima, então tem menos chance do da

partícula chegar bater num mato no ar e

tal. Subiu na montanha, colocava essas

essas chapas radiográficas, aí tem um

traço de uma partícula aqui. Aí medindo

esses traços esse, eu acho que talvez

seja uma atividade que vocês vão fazer,

não sei se vocês vão ver alguma coisa

aqui de traços de partículas, né, Lucas?

Não. Ou não.

>> Traço, não.

>> Tá tudo bem. Mas enfim, vocês viram no

CMS, traços, com certeza na negócio do

CMS vocês devem ter visto traços no

detector, né? Hoje em dia a gente faz

isso de maneira eletrônica, mas naquela

época era com chapa mesmo, né? As chapas

de radiografia várias delas. Aí você

reconstrói a trajetória da partícula,

depois ela vira duas, aí você entendeu

que ela decaiu e coisa assim, né? E aí

eles descobriram o pão nessas chapas lá,

fazendo os cálculos de qual que era a

massa, qual que era o movimento. Acharam

o peão lá. Mas daí isso não é

suficiente. Aí o o

vamos lá de olha lá. E aí ele ele foi

paraos Estados Unidos no acelerador em

Berkeley para fazer o peão no

laboratório, né? E realmente produzir o

peão, fazendo uma colisão em alvo fixo,

tal, e achar o peão. Aí você faz de

maneira mais controlada, mede lá o pin,

tal. E aí ficou famoso, ele era popstar

nessa época nos anos 40. Esse esse cara

aqui, ó, esse cara, esse esse

acelerador, vocês vocês viram o filme do

Openheimer? Então, no Openheimer aparece

o Lawrence, né? O Lawrence é o cara que

é dono do acelerador lá do Betron, né? E

e é nesse acelerador que que o L foi

nessa época, né? 1940, exatamente a

época do projeto Manrada. E esse cara

aqui que fez trabalho com ele, que chama

Gardner, é um dos caras que trabalhava

lá com Lawrence. Hoje lá em Berkley, no

campus ali de Berkley, onde fica a

Universidade da Califórnia, campus de

Berkley, tem um laboratório nacional que

chama-se Lawrence, né? Laboratório

nacional Lawrence. E esse Lawrence é o

cara lá do filme,

ok? Então agora pons e QCD. Então agora

a gente sabe que o próton e nêutron são

formados por quarques ID, né? Mas os

pions, que essa partícula do lado também

são formados por quarkos, só que eles

não são formados por três, são formados

por dois, né? Formados por um quark e um

antiquark. Então o pion ele é formado

por um quark e mais um quark U, um quark

de barra, né? Como que é isso? Um

quarque u, um quarque de barra. O

quarque u a gente diz que tem carga 2/3.

E o quark D tem carga -1/3. O quark D

barra é o antiquarque D, né? Então as

antipartículas elas têm a mesma massa

das partículas. Essa aquela que o que o

Diráque descobriu, né? Então quando a

gente desenha a nossa tabelinha de

modelo padrão, tá acabando a pilha aqui.

Quando a gente desenha a nossa tabelinha

do modelo padrão, a gente já tá supondo

que todas essas partículas têm

antipartículas, que é obrigatório, né? O

dirco descobriu isso e não tem como

escapar. Então se tem quark U, tem o

antiquark U também, né? Tem corque U,

tem anticor, tem corte D, tem anticorque

D. E a antipartícula, ela tem a mesma

massa, mas ela tem a carga trocada de

sinal, né? Então o póitron é o elétron

de carga mais e o quark antid que

aparece aqui, o antiquarque d tem carga

trocando o sinal, então ele vai ter

carga mais 1/3, sim. Então se você pega

um parque U e um parque antid, você vai

fazer o 2/3, só que agora mais 1/3 da

carga um. Esse é o pi positivo, é o pi

mais

eh u d barra, uma coisa assim, tem carga

carga mais. Tem também o pi menos que é

o antipo, né? Que vai ser o antipi mais

que vai ser o u/ d. Você pegar o u

barra, ele é o antiu vai ter carga -

1/3. D tem carga - 2/3, que eu tenho que

trocar o sinal. Por que d tem carga -

1/3 - 2/3 - 1/3 dá -1.

Tem também o pion zero, que é uma

combinação de u barra e tal.

Só que hoje a gente sabe que tem vários

outros quarks, né? Vários não, né? Mas

tem mais quatro. Então a gente completa

essas gerações. Então assim como os

leptons tem três gerações, tem três

gerações de quarks. Então tem quark UID

D, CS S, T B. Só quarks. Tem tem gente

que gosta de dar nome nos quark já já.

Tem gente que fala que esse é o quark up

e esse é o quark down. Esse é o quark

charm.

Strange, que em português seria charmoso

ou estranho.

Esse aqui é o top, que em português

ninguém nunca deu um outro nome, não

top. E esse é o bottom. Eu acho que não

tem nome também em português, não.

Cima, embaixo, né? Corca em cima e corca

embaixo. Alguma coisa assim. Eu nunca vi

isso dessa forma, mas é isso que

significa. Top bottom, né? Para cima e

para baixo. E up, down também, né? Que é

meio para cima e para baixo também.

Então acho que acabou o nome, botaram se

nome. Charme estranho. É porque a

partícula, as partículas que tem quark

S, tipo K, que é esse U S barra aqui,

que é, se você pegar o U S barra, você

vai formar uma partícula que a gente

chama de K, que é a partícula que tem um

Kunciado a letra que a gente representa.

Isso aqui é um K+ porque o U tem carga

mais de 2/3 e o S barra tem o contrário

dessa carga que é mais 1/3. Essas

partículas elas se comportavam de

maneira estranha no laboratório nos anos

60 quando foram descobertas. Pessoal

falou partícula estranha, partícula

estranha. Começou a virar partícula

estranha, partícula estranha. Aí

descobriram que tinha um quarque

associado a essas partículas todas que

eram estranhas. Falaram: "Então esse é o

quarque estranho", né? E aí quando

descobriram outro quarque aí pr por

brincadeira alguém falava: "Vamos chamar

de charmoso". Um é estranho, outro é

charmoso

daí ficou assim. Não tem, mas eu eu não

gosto desses nomes. Eu, desculpa, eu

gosto de U desse, eu prefiro UC SP, mas

pode chamar de top bottom charmoso,

estranhoso, como você quiser.

E os esse essas molinhas que estão

desenhadas aqui são os tais dos, né?

Então o os essa força fundamental que

gruda um quarto no outro dentro do

próton, no fion, etc. Ela é parecida de

alguma forma com o eletromagnetismo, que

é essa troca de de fóton, só que troca

outra partícula que é o, né?

Então o quarque ele

o quark se você botar dois quarks, assim

como a gente desenhou ali dois elétrons,

você pode botar um quarque aqui, outro

quark aqui dentro do pinho, por exemplo,

eles vão trocar grumos e a gente

representa por essa molinha o glu. Isso

aqui tá associado com uma força forte,

então quark parte.

Essa força é uma força é muito, esse

nome força forte porque a força é forte,

né? Literalmente ela é muito poderosa,

ela gruda muito, né?

Então, a gente tem uma família muito

grande, tem um número muito grande de

estados formados por quarc de quarc, por

três quarks, chamam-se radrons esses

estados todos, né? E é um número muito

grande, porque você tem um número grande

de combinações possíveis aqui, como

vocês podem imaginar, você tem o barra

d, mas tem também o barra s, o barra b,

t/d, c barra cs barra e por aí vai. E aí

você tem o u, mas tem também o u, o u e

por aí vai, né, para fazer os os de três

que são os baros, né? Então tem dois

tipos, né? de dois. Esses aqui são os

mesmos. Tem dois quar quarcarca. Esses

são os mesonos, né? Acho que eu tenho.

Então você temons aqui embaixo, ó.

Mesons. Tem dois quartos que estão

representados por essas bolinhas aqui.

Um quarco e um antiquarqu. Isso aqui são

mesonos,

tipo pion. São coisas tipo pion. E

coisas tipo próton e nêutron. Tem três,

né? Ou três quarks ou três antquaros,

né? Tem o próton e tem o antipróton que

é formado com três antiquaros também.

você pegar o nosso próon em algum lugar,

eu coloquei um próton aqui, eu me lembro

aqui, esse aqui é o próton, tem também o

antipróton, né, que é barra barra t

barra. Isso aqui é um antipróton

também aniquila no prótono, dá dois

raus.

Pessoal, isso aqui é uma outra conta

assim para você olhar e achar bonito ou

feio, mas é, não tem nenhuma função

especial aqui, mas essa é a é a é a lei

que te diz como que os quarks interagem

com os gluons, né? Eu tenho esses

diagraminhas aqui, tem uma coisa

fundamental na QCD, que é o fato de que

os gluons interagem com eles mesmos.

Isso tinha aparecido lá naquele primeiro

desenhinho que tinha uma linhazinha

ligando o gron ali mesmo. O que que

significa isso, né? Vamos pensar

primeiro no eletromagnetismo. O fóton é

uma partícula que interage com quem tem

carga. Então se passar um elétron lá,

ela ela interage com o elétron. O

elétron pode interagir com o fóton, né?

Porque esse o elétron tem carga, mas o

fóton não tem carga. O fóton é uma

partícula de carga zero, então ela não

interage com outro fóton. Você jogar

dois raios de luz, eles praticamente não

não se enxerga. Pegar um laser aqui, ó,

e passar outro laser assim, passa um

reto para um para cada lado. Não, não

gruda, não interagem, não espalha, não

muda a direção. Tem que todos os fotos t

carga zero. Então isso quer dizer que

não dá para fazer abre de luz lá na voz

do Star Wars, porque se for de luz vai

passar reto, não vai fazer visível. Tem

sim, não tem sabre de luz porque a

interção entre fótons é muito fraca.

Mas com gluons daria para fazer abre de

gluons, né? Se desse para fazer um um

tubo de gluon, porque os gluons

interagem com eles mesmos.

Por que que eles interagem com eles

mesmo? Porque eles tm carga, não carga

elétrica, mas eles têm essa outra carga

que é a carga que faz o quarto interagir

com o Bruno. Aí o Bruno também tem.

Então interagir com ele mesmo. Essa

carga a gente chama de carga de cor, né?

Então geralmente porque tem três, não é

só mais e menos, tem carga do tipo um,

carga do tipo dois e carga do tipo três.

A gente chama de RGB, são cores, né? E e

os estados que são formados são todos

neutros. Então, assim como o átomo geral

é neutro, mas tem carga zero, os estados

formados por quarks e antiquarks aqui

são todos neutros. Então, se você pegar

o o neutros do ponto de vista de cor,

né? Você tem que você tem que pegar um

quark de cor vermelha e grudar num

antiquark que é de cor antivermelha.

Esse deseninho aqui, ó, esse daqui,

supostamente na teoria de cores, esse

aqui é o antivermelho, hein? E o verde

tem uma anticor, que é esse margenta, o

azul tem uma anticor que é esse amarelo.

Se você coloca um em cima do outro, dá

branco, né? E daí os estados são todos

brancos. Então se você pega RGB, as três

cores, você forma um estado branco, que

é assim que é o próton. Então o próton é

você pegar a carga 1, 2 e três e aí

quando você põe todas elas juntos, dá

uma coisa neutra, sem carga, nesse

sentido de carga aqui, né? Mesma coisa,

o antipróton, antiêuton, todo mundo é é

sem cor, não tem essa cor. Essa cor

some, propriedade some. Então no pão

some essa cor como? Porque se esse quar

é do tipo azul, o anticarque tem que ser

do tipo antizul, tá?

Porque isso é assim, a gente não sabe

direito, né?

Mas isso gera um fenômeno muito louco,

que é esse negócio do confinamento, que

se você peg esse desenho colorido aqui

tem a ver com essa coisa da da das cores

da teoria, né? De você as partículas tm

uma certo um certa cor, então tem que

ter um quarque vermelho aqui, né? Esse

quarque vermelho ele pode emitir

glumons. E glu carregam cor e anticor.

Eu vou discutir isso no aula do diagrama

de F. Então isso aqui é é um quarque

sozinho, um quarque solto, ele fica

interagindo com as partículas do que

aparecem no vácuo, que são essas fica em

volta dele. Então não existe partícula

sozinha na mecânica quântica. Todo mundo

tem um interage com partículas virtuais

que são formadas de maneira por

flutuações quânticas do vácuo, né?

Porque

e aí o quark ele fica emitindo esses

onem volta dele, não sei quê. Isso gera

um efeito muito louco, que é o fato de

que a força cresce com a distância. A

interação, essa coisa aqui que mede de

interação, ela cresce com a distância. A

força não cresce, a força consegue, mas

a interação cresce com a distância. Você

vai vai ficando mais longe os quarques,

vai ficando a interação vai ficando

maior. Isso é uma coisa muito esquisita,

porque você esperaria que caísse a a

intensidade da da interação quando você

afasta a partícula. Então, se você tem

um pion, por exemplo, você tem quark

anticarque, você fala assim: "Não, eu

quero estudar um quark, eu vou eu vou

arrancar esse quark aqui desse pão para

eu estudar o quark, ver como ele é, como

você faz com elétron. Elétron você

arranca, ioniza o átomo, arranca o

elétron." Sim. E aí você estuda as

propriedades do elétron de alguma forma

lá. Pode fazer um feixe de elétrons, né,

no no acelerador, jogar um feixe de

antielétrons, dá para fazer isso. Você

arranca os elétrons do átomo, né? Então

você fala assim, ó, vamos fazer um feixe

de quarto. Vou arrancar os quartos. Se

você quiser fazer isso, você vai ter que

começar a separar esses quartos que

estão lá no pion ou dentro do prótono. E

quando você faz isso, você vai começa a

arrancar, só que a energia vai

crescendo, essa interação vai crescendo,

fica tanto tando energia que aí começa a

ser vantajoso produzir um parque

antiquarco do vácuo e você acaba com um

peão em cada mão. Sim. Você começa a

separar isso aqui até uma hora que lá no

no vácuo surge um outro parco arco

antiquarco porque quadrado. Você colocou

um monte de energia, você cria essas

duas partículas e aí você termina com

dois pions, um em cada mão e sem quarque

nenhum separado. Então você nunca

consegue separar o quarque, nunca

consegue arrancar o quark. Por isso a

gente fala que o quarque tá confinado.

Confinado quer dizer que você não

consegue arrancar de lá de dentro.

virtual é qualquer coisa que tá que são

essas linhas no diagrama que grudam

outras linhas. Então isso aqui é um é um

fóton virtual. Que que qual é a

diferença desse fóton para esse aqui,

né? Esse é o fóton real, né? Então esse

fóton real é o fóton associado à

radiação, o fóton que vai embora, né, do

diagrama. Assim como esse elétron aqui,

ele é um elétron real, ele veio de longe

e interagiu, você mede no detector.

Esses efeitos efêmeros aqui são que são

chamados de virtuais que acontecem no

meio do diagrama, que são os quando você

troca por partículas para dar força.

Esses efeitos são e efeitos efêmeros

quânticos devidos à pontuação do

vacacto. Não é o fóton desse tipo aqui.

Ele é um tipo de fóton muito parecido

com esse, mas não é igual, né? Não é

igual.

Sim, sim. Tem tem verificações possíveis

que dá para fazer da do número de

gerações,

porque se tiver uma geração a mais, isso

tem consequências para decaimentos de

algumas partículas e tal. Então isso

gera problemas ou com conclusões

teóricas e também experimentais, né?

Você tem que procurar pela interação das

outras partículas com essa quarta

geração. E a quarta geração de quartos

hoje é praticamente excluída. Tem.

Então o Gastão vai falar mais disso,

pessoal. Um slide sobre força fraca.

Pessoal, a gente viu aqui força forte,

um pouco eletromagnética, gravitação, a

gente não vai ver muito porque tá fora

do modelo padrão, mas falta força fraca.

O que que é força fraca, né? Vou pegar

um exemplo de processo que a força fraca

faz. É o decaimento beta do nêutron.

Decaimento beta do nêutron, tá escrito

aqui em termos de prótons e nêutrons.

Você pega um nêutron, ele decai, ele se

transforma num próton. mais um elétron

mais um antineutrino do elétron. Só é

muito importante pensar em decaimento,

não só decaimento, também no

espalhamento lá que vocês viram no cms

lá, aquela coisa essa essas partículas

não estão dentro do nêutron. Isso não

são pedaços do nêutron que se quebraram,

né? O nêutron ele é um nêutron. E essas

partículas são criadas do vácuo do nada

devido a esse tipo de coisa aqui. Sim.

Então não tinha um elétron dentro do

nêutron antes. O neutron não é um um

próton com elétron neutro dentro que

fica neutro porque tem mais e menor. É

isso, tá? Teve uma época que o pessoal

até achou que podia ser não é isso. O

neutro não é um próton mais um elétron.

Neêutron é uma coisa e aí de repente

essa coisa plin se transforma em próton

elétron e elétron. Sim. É assim. Plim

não tem. Ah, tá se transformando.

Não é meio do nada.

Pelo menos é o que a gente entende. Se a

gente olhar esse negócio como uma lupa

atual, quer dizer, agora que a gente

sabe que o próton é isso aqui. Nessa

época, quando descobriram isso, ninguém

sabia o que que era um nêutron direito.

Hoje a gente sabe. Então a gente sabe

que o nêutron é um estado que tem quark

D, D e U. Então para você transformar um

nêutron no próton, tem que transformar

um quark U, desculpa, um quark D em

quark U. Se você fizer essa

transformação aqui, você transforma o

neutron no próton. Sim, é possível essa

transformação? Bom, deve ser porque tem

esse decaimento, alguém medir no

laboratório, neutro é instável. E para

acontecer isso precisa de uma outra

força, uma outra partícula que

possibilita a troca de de a troca de que

a gente chama de sabor, a troca de tipo

de partícula. O tipo de partícula alguém

resolveu chamar de sabor. Me pergunto

por quê. Não acho que a pessoa

experimentou o quarto, mas cada quarto

chama-se um sabor de quarto. Ust, tudo

isso aí ou top charm charmoso, não sei

quê, é sabor. Então esse quarque tem o

sabor U, esse é sabor D, sabor C, sabor

S, TB. Não dá para transformar um

quarque de sabor U num quark de sabor D?

Resposta sim. Se tiver interação fraca.

Então a interação fraca com o Bzon W

permite a troca do quark D no quark.

Também permite a troca do quark no quark

D se ptir o W de carga mais e permite

também a troca do quark U no quark S, do

U no no P, do T no T, do U no do C no D,

C no B, T no S. Um monte de

possibilidades. Aí gera um monte de

decaimentos, gerações novas. Então, a

nossa compreensão do deamento beta é que

tem um quark D que se transforma num

quark U emitindo um W e esse W depois

decai em elétron e antinutrino de

elétron. Então, para você fazer mudança

de sabor de quartz, você precisa de W. E

o W também ele produz uma coisa que tem

uma certa mudança de sabor de de lepton,

né? Porque ele produz leptons com

sabores eh entre o de cima e o de baixo,

né? Não produz elétron antielétron,

produz elétronneutrino, tá?

E também na força fraca tem o Bzon Z,

mas o Bzonz ele é menos legal porque o

Bzon Z não dá para trocar sabor, ele

meio que é tipo um fóton, mas é um fóton

pesado, então não é tão legal.

Então aqui é a microscopia da coisa, né?

Você tem um quarque de -1/3 se

transforma num quark de carga 2/3, que é

o quark U pra gente transformar no

próton. Nesse processo aqui tem uma

carga menos que vai embora aqui, né? De

modo que a carga se conserve. Vou

discutir isso na quando eu falar de mim.

Pessoal, o que que falta, né, na nossa

nosso diagrama? Falta uma partícula

aqui, qual que era? Voz de HS, né?

Então, só tá faltando uma. A gente

discutiu aqui os parks, os leptons, o

boson W que troca sabor, o boson Z que

não troca, não é muito legal, o fóton

que faz interação com todo mundo que tem

carga e os gluons que interagem só com

os quartos, mas falta uma um ingrediente

que é o bos de hics, né? Então vou

terminar falando um pouquinho do bos de

hixs e aí acabou hoje, né? Boson de

Rigs, pessoal. Boson de Riggs. Vocês já

viram hoje alguma coisa sobre o LHC? O

LHC é o maior ativador de partículas que

a gente tem hoje. É essencialmente um

colisor de prótons. Também dá para jogar

uns íons pesados no nosos átomos gordos

lá, mas em geral é prótons. Próton com

próton. Não, próton de prótono. Próton

próton, né? Então tem dois tubos, por

isso tem dois túnis aqui que tem dois

tubos de prótons lá girandos em direções

contrárias, em alguns pontos. Vocês

viram o filminho mostrando isso? Não. É

que eu não sei se eu posso mostrar. Não

entendi. Depois vou conversar com o

Thaago. A gente discutir. Mostra. Na

próxima aula o filminho do C. Tem uma

questão de direitos autorais que ele vai

ver, mas depois na próxima aula a gente

vê o filminho de 2, 3 minutos, certo?

Mas esses prótons ficam girando nesses

anéis e eles colhidem em quatro pontos.

Quer dizer, tem dois tubos, né, com

prótons em direção contrária e daí tem

um lugar que esses tubos se juntam ali,

né, pros prótons baterem um no outro.

Ficar em tubo separado não vai bater. E

aí eles batem e aí eles fazem um monte

de de reação e aí você mede um detector

em volta. CS aqui que vocês viram lá

hoje, mas tem o AP também que é figa um

fica no Isso aqui subterrâneo como se

fosse um túnel de metrô a 100 m de

profundidade. E aí tem o que eles chamam

de caverna, que é essa negóciessa

estrutura caverna em volta do do túnel,

né? Dentro do túnel em volta do ponto de

colisão, você constrói o detetor que é

cheio de de negócio para detectar todas

as partículas que vão saindo ali dentro.

Então esse aqui é o atlas. Então aqui

tem uma pessoa aqui, ó, dá uma ideia do

tamanho do atras, é uma coisa bem

grande. O atras é maior que o CMS, o que

não quer dizer que seja melhor, é porque

as técnicas de detecção são diferentes,

né? Eh, são detectores diferentes, mas

que fazem o mesmo tipo de física, que

fazem mais ou menos igualmente bem, mas

com técnicas diferentes. Então é bom ter

dois diferentes para verificar o

resultado um do outro e tal.

Então, como a gente discutiu hoje, se

energia tem a ver com massa, né? Se

transforma em massa também o contrário é

verdade. Então, quando você joga um

próton no outro próton, né? Esse aqui é

um próton, é o coloridinho lá, porque

tem quarque colorido, essa coisa desenha

coloridinho e e tem três particulinhas

aqui que são os quarks que estão lá

dentro, mas tem também uns gluons que

eles estão trocando e tal. Então você

isso o LHC é um colisor de prótons, mas

você joga próton no próton para bater,

só que muito mais complicado que isso na

verdade, porque não vem um próton só,

porque não dá para pegar um próton, né?

Você pega um monte de próton, chama de

punch, e aí jogam num outro monte de

próton tá vindo do outro lado e aí

acontece um monte de colisão, né? Não é

uma só, acontece um monte. E e aí logo

25 nanoseundos depois vem mais um um

grupo de prótons e colinde também. Então

é uma coisa de frenética, né? E cada vez

que bate sai um longe de partícula,

porque tem muita energia, então gera

muitas muitas partículas diferentes que

não existiam nesse processo, não estão

dentro do próo, são partículas criadas

do vácuo. E aí você tem que procurar o

rio lá dentro, n é difícil. Como que

eles acharam o Rigs, né? Então eles

acharam o Rigs decaindo em fótons. A

primeira vez que mediram o Rigs foi no

decaimento Higs em dois fótons, que é

esse processo que descrito com esse

diagrama aqui. Nesse processo você tem,

ó, três, essas três linhas aqui são os

quarks próton.

Essas três linhas, é, eu vou até 1150 ou

no máximo até 11:55, 10 minutos, né? Eu

tô acabando. Então você tem esse aqui é

o próton. Outro próton. Aí tem um gluon

aqui que interage com outro gluon. Esse

G interage com quark, o quark se

transforma no Rigs, o Rigs interage com

quark top e o quark top decai em dois

fotos. É esse processo todo complicado.

E e aí eles então eles têm que procurar

nessa salada de coisas aqui, eles têm

que procurar duas fotos. Basicamente é

isso, né? Tem que procurar dois fotos

que estão vindo do mesmo ponto,

com uma certa quantidade de energia e de

momento. E aí com fazendo essa análise

toda, eles descobriram Higgs, né? Não, a

pessoa Higs, ele já sabia que existia,

que é esse cara aqui, mas o o Boson de

Higgs, que é a partícula que ele tinha

previsto em 1964, né? E aí ele ganhou no

ele ganhou o nobre, né? Ganhou ele e o

Engler que estavam vivos na época, ele

morreu, o Rico morreu, o Engler. Eh,

isso foi em 2012, né? 2012

que foi descoberta, eles ganharam em

2013 o Nobel. Essa aqui é a é a é a é o

anúncio que foi feito no CNO

responsáveis pelo experimento. Na época

Fabila Dianot que era a pessoa que

representava o Atlas e esse cara aqui

exuandela era o representante do CMS.

Eles deram a os dois experimentos tinham

detectado. Então isso aí por isso tem

que ter dois experimentos separados com

técnicas diferentes, porque senão você

acha um negócio espetacular no pode

ficar na dúvida se algum algum problema

técnico. É um experimento muito

complexo, né? Mas aí os dois acharam,

então isso confirmou.

achar significava você olhar, contar o

número de fótons lá e aí tinha um

excesso do número de fótons com relação

ao ao que que ao que existiria se não

houvesse hits.

Essa é, então tecnicamente você tem que

procurar um excesso de fótons, quer

dizer, um número maior de fótons do que

essa linha, né? E eles acharam essa esse

essa região com uma massa de 125 G, n?

Isso é assim que é feita na prática

coisa. E com isso, finalmente, a gente

completa as partículas do modelo padrão,

né?

que são essas daqui com as interações

que elas têm. Eu tenho o Rigs que

interage com ele mesmo, né? O Gluon que

interage com ele mesmo e o W também que

tem carga interage com ele mesmo. Depois

o quark interage com o gluc interage com

o HS. O RX decai quarx tal. É uma coisa

que eu vou discutir, mas tem a

fenomenologia do Higs. H também interage

com os leptops.

Eh, essas linhas aqui são linhas de

interações diretas, né? Então quando tem

uma linha quer dizer que o quar interage

diretamente com duam com ele mesmo. Mas

claro, se a gente viu um processo aqui,

tem interações indiretas também.

Alterações indiretas são importantes. O

gluon não interage com o Higgs

diretamente, mas o gluon interage com

outras partículas que interagem com

Higgs. Então jogando dois gluon, você

consegue produzir um hixel porque eles

interagem com parks e o parque interage

com que é o que tá acontecendo aqui.

Dois glu interagindo com par stop que

depois se transforma no R. Então as a as

interações não precisam necessariamente

ser interações diretas. Existem algumas

interações diretas que são muito

importantes, elas tm a ver com a teoria,

como ela funciona, mas o gluon pode

interagir com o quarto que depois produz

um rigs que depois decai em fótons, né?

Só que pro Higs decirar em photó não tem

linha. Então como que ele decai em

fóson? Primeiro ele interage com o

quarto e aí o quarto decai em fótons,

né? E é aquele processo lá, o blo do

próton interage com o quartop, produz o

bos de hixs, interage de novo com o

quartop e depois decon, né? o processo.

Você vai seguindo essas linhas, mas é,

então no final das contas você joga dois

e acaba produzindo o rigora, produzindo

diretamente. Sim,

pessoal, não vou discutir isso aqui,

isso aqui é meio técnico. Depois a gente

pode pensar em discutir isso aí. Queria

terminar mostrando isso aqui para vocês.

Eu tenho esse perfil no Instagram que a

gente faz divulgação de fisculas. Eh,

não sei se alguém vocês também já

conheçam ou não, mas eh lá a gente tenta

divulgar tanto os resultados do nosso

grupo, chama física de partícula, quanto

resultados de pesquisa que a gente faz,

né, no nosso grupo, mas também eh coisas

gerais, assim, assuntos são são posts

meio aleatórios. Quando a gente tem uma

coisa interessante, a gente escreve.

Teve uma época que a gente fez uns

vídeos, a gente at tem feito mais, isso

aqui é muito velho, né? Isso aqui era

uma coisa antiga, mas hoje em dia tem

uma pessoa dedicada a isso e ela faz eh

mais posts estáticos assim de ler, né? É

vídeos a gente desistiu, porque é muito

trabalho e tal, mas enfim, tem uns

vídeos lá também sobre alguns assuntos,

você podem ir lá depois se quiserem.

Depois eu pensei em falar um pouquinho

como é que funciona a física teórica, a

gente pode discutir isso outro dia, mas

eu acho que eu vou parar aqui se tiver

uma pergunta ou outra urgente, né?

Talvez deve pegar uma perguntinha,

Lucas, que você acha?

Depois a gente tem, a gente tem aula

amanhã e depois a gente pode voltar a

discutir alguma coisa. Se vocês quiserem

que eu volte num slide, eu volto. Diga.

As partículas elas vão surgir

basicamente porque tem energia. Então

qualquer partícula que você jogar, você

jogar um elétron antielétron também vai

surgir partículas. Um monte, né? Surgir

partículas também. Se você joga próton

em próton, surgem mais partículas. Por

que que surgem mais partículas? Porque o

próton ele é um objeto complexo e

composto. Então quando você joga o

próton no próton pode acontecer de bater

quark no quark, glu no gluon. Então ele

ele acaba tendo mais subcolisões, isso

gera uma multiplicidade que a gente

chama que é mais partículas do estado

final, mas qualquer colisão vai gerar

partículas porque tem energia. Tendo

energia você consegue produzir

partículas novas se tiver energia

suficiente. E essas partículas surgem

são são partículas criadas a partir do

vácuo. Elas simplesmente são criadas e

elas não existiam e elas passam a

existir. Então o bos de ries que você

descobre na colisão protonótalo, ele não

tava dentro do pró, né? Ele é criado

vácuo. Sim.

É, é. Sim. Essas são as partículas que a

gente chama de partículas, de teorias

além do modelo padrão. Então, as pessoas

fazem, quando o André ia falar agora

aqui de matéria escura, ele vai falar de

alguns modelos que a pessoa imagina que

talvez tenham. Por quê? Porque a gente

sabe que tem alguma coisa no universo

que deve ter uma coisa no universo que é

matéria escura. Ele vai dizer isso para

vocês, né? Mas existem evidências no no

universo que tem uma alguma outra coisa.

que não interage com fóton, não interage

fortemente, que é uma partícula bem

esquisita. Então, se essa partícula

existe, ela deveria aparecer no LHC,

certo? Quer dizer, quando você colide o

prótono com próton, pode produzir

partículas que a gente não conhece, por

exemplo, partículas de matéria escura e

outras coisas, partículas de sucetria,

etc. Então, tem buscas dedicadas no LHC

a encontrar essas partículas novas.

Para você chamar de descoberta, você tem

que, para ser uma descoberta, eu diria

que

pera aí, eu não sei o que que você tá

entendendo pelo sentido de descoberta.

Às vezes as partículas já foram

previstas, certo? Muitas dessas que a

gente discutiu aqui, alguém já tinha

previsto. Por exemplo, o parque C, na

época que o pessoal descobriu C, o

pessoal não tava falando tem que ter um

parque aqui, não é possível porque já

tenho essa. Então já a pessoal já tava

tentando estimar a massa de maneira

indireta. Então hoje todo já tava

procurando você. Então quando alguém

achou você foi uma descoberta meio

prevista lá, né?

Higgs também previu que deveria existir

o Higs ou ou previu que deveria existir

o film. Tem algumas partículas que são

previstas do ponto de vista teórico,

depois descobertas do ponto de vista

experimental. Poderia acontecer de você

descobrir uma partícula que ninguém

nunca imaginou? Você joga lá e sai. Em

princípio, sim. Mas é muito difícil,

muito difícil, porque a análise desses

dados é extremamente complexa. A

quantidade de dados que é gerado no LC é

gigantesca. Então, na verdade, boa parte

dos dados a gente joga no lixo. 99.9%

dos dados vão pro lixo porque não tem HD

suficiente no planeta Terra. guardar

todos os dados. Você tem que escolher

quais dados você guarda. Essa escolha é

muito importante e essa escolha é

baseada na teoria. Você fala assim: "Se

existir partículas simétricas, vai

sair." Aí você vai lá e guarda esses

dados. Aí você faz uma análise, fala:

"Não tem partículas simétricas". Ou tem,

até hoje não achava, né?

É muito difícil. É muito difícil. Em

geral você tem que Porque se você tem

uma teoria, você consegue dizer para

experimental qual que é o jeito de

encontrar, né? Qual, o que que vai

acontecer no experimento? Onde, em qual

região do detector, qual decaimento vai

acontecer? Você tem que procurar por

fótons, você tem que procurar por lu?

>> É, não sei se tem ordem correta, né? Às

vezes acontecem coisas inesperadas.

Métodos, método científico ele ele tem

asterisco, né?

Nada.

Gente, podemos encerrar hoje?

>> [aplausos]

>> Vamos,

>> Thaago. O negócio que é o seguinte, esse

aqui eu sei que tá certo. Agora esses

dois eu não sei se eu misturei quem é

quem, viu? M.