Figura 1
A cadeia de aceleradores do Super Síncrotron de Prótons, do CERN, consiste em um acelerador eletrostático (1 MeV) e um acelerador linear (50 MeV) – linacs –, um Síncrotron de Prótons tipo “booster” (28 GeV) e, finalmente, o Super Síncrotron de Prótons, no qual as partículas são aceleradas até a energia máxima prevista de 400 GeV. (Este complexo de aceleradores é, agora, também usado para produzir elétrons e pósitrons, os quais são injetados no acelerador LEP, que tem uma circunferência de 27 km e acelera partículas até a energia nominal de 50 GeV por feixe de colisão). No fim do ciclo de aceleração, os prótons são extraídos e formam um feixe externo.
Figura 2
Layout típico de um feixe secundário. Os símbolos são similares aos de lentes ópticas e prismas. O primeiro estágio é feito por um sistema de lentes magnéticas quadripolar ajustadas de modo a ter como fonte o alvo do berílio, onde as partículas secundárias são produzidas. As lentes magnéticas produzem um feixe paralelo. O feixe é separado em diferentes momentos lineares, por um dipolo magnético que atua como um prisma no sistema ótico (um prisma separa as cores, um dipolo magnético em momento linear ou momentum. Um segundo sistema magnético de lentes dá uma imagem pontual. Um colimador C1 define o ângulo sólido aceitável; C2 permite que apenas as partículas na banda do momento escolhidas possam continuar; C3 define a banda de momento linear aceita. Nesta figura, também é indicado um segundo estágio análogo ao primeiro, que é com lentes, prismas e colimadores.
Figura 3
(Colorida online) O corpo da câmara do Big European Bubble Chamber (BEBC). Foto tirada durante uma manutenção da câmara de bolhas, em dezembro de 1980.
Figura 4
Ciclo de pressão em uma câmara de bolhas exposta a um feixe de partículas num acelerador. A câmara torna-se sensível depois de reduzir a pressão. Cerca de 10 ms após a redução da pressão, o feixe de partículas é enviado para a câmara. O flash é ativado cerca de 10 ms mais tarde, e o ciclo é finalizado aproximadamente 20 ms após, quando a pressão na câmara de bolhas é aumentada.
Figura 5
(Colorida online) Visão geral da câmara de bolhas Gargamelle, preenchida com líquido pesado (com freon ou propano). Em 1973, o grupo Gargamelle anunciou a descoberta da corrente neutra em interações de neutrinos. Isso apoiou a existência de partículas (sem carga), descobertas mais tarde no CERN.
Figura 6
Medida do raio de curvatura de uma trajetória de partículas carregadas imersas em um campo magnético. A trajetória (linha contínua) é medida entre os pontos A e B. Pode-se medir a distância L = AB e a flecha s. O raio de curvatura R é dado por: .
Figura 7
(Colorida online) Perda de energia por ionização de várias partículas em hidrogênio líquido, em função do momento da partícula.
Figura 8
Uma espiral de elétron numa câmara de bolhas de hidrogênio; a fotografia tem um fator de ampliação com relação ao tamanho real. O elétron inicia sua trajetória pela esquerda. A câmara de bolhas está sujeita a um campo magnético , perpendicular ao plano do desenho. O elétron é forçado a mover-se em uma trajetória circular pela força centrípeta de Lorentz; o raio de curvatura R da trajetória está conectado com o momento linear do elétron. Nesta imagem, tem-se que , com p em e R em cm. O elétron perde energia pela ionização do meio e pela radiação de retardamento (Bremsstrahlung) e, por este motivo, espirala. (do projeto Harward, Partículas Elementares).
Figura 9
Rastros deixados em uma câmara de bolhas de hidrogênio, imersa em um campo magnético de , por um próton de (trajetória escura na parte inferior) e por um elétron de (espiral acima). As trajetórias começam a partir da esquerda.
Figura 10
Mésons com momento linear de são observados com uma câmara de bolhas de hidrogênio de , da Saclay, na qual tem um campo magnético de 2 T e foi exposto no síncrotron de prótons do CERN. A maioria dos mésons , chegando da esquerda, atravessam a câmara quase imperturbáveis. O evento no centro da fotografia é uma colisão elástica do com um núcleo de hidrogênio, .
Figura 11
Fotografia estroboscópica de uma colisão elástica entre uma bola de bilhar entrando, pela esquerda, e uma outra bola de bilhar estacionária. A imagem foi tirada com múltiplos flashes no intervalo de tempo regular de 30 milissegundos (de PSSC).
Figura 12
Um par de elétron-pósitron produzido por um fóton de alta energia atingindo um próton estacionário. A trajetória, no sentido horário, à direita, é produzida por um pósitron; a espiral menor, à esquerda, no sentido anti-horário, foi produzida por um elétron. O fóton não é observado diretamente na câmara de bolhas porque ele é neutro e, portanto, não deixa rastro. O próton, na colisão, recua uma distância pequena demais para ser observada em uma câmara de bolhas. Note-se que esta imagem é como um negativo da Figura 8 (por cortesia do Brookhaven National Laboratory, EUA).
Figura 13
(Colorida online) Um par elétron-pósitron produzido no campo coulombiano de um elétron, em uma câmara de bolhas de hidrogênio (por cortesia do laboratório Lawrence Berkeley, EUA).
Figura 14
Partículas produzidas após a colisão de um neutrino de alta energia e um núcleo pesado do líquido da câmara de bolhas (por cortesia do CERN, Genebra).
Figura 15
(Colorida online) Interação entre um próton de e um próton da câmara de bolhas de hidrogênio. Na interação, são produzidas 16 partículas carregadas e também várias partículas neutras. (cortesia do CERN. Genebra).
Figura 16
Cadeia de decaimentos (experimento BGRT, por cortesia do CERN, Genebra).
Figura 17
Um méson decai em 3 mésons (); e os mésons , então, decaem (experimento BGRT, por cortesia do CERN, Genebra).
Figura 18
Uma produção associada de duas partículas estranhas (méson e o bárion ) e seus decaimentos. Em A, ocorre a produção associada. O méson viaja de A até B, onde decai em duas partículas carregadas; o bárion viaja de A a C, onde também decai (cortesia de Berkeley, EUA).
Figura 19
Produção e decaimento de partículas estranhas. No vértice principal, I (indicado pela seta), um interage com um próton produzindo um bárion e um méson , conforme a relação . O viaja até o primeiro “V” e, então, decai em um próton e um ()(de Van de Walle, Natuur en Technieck, CERN, Genebra).
Figura 20
(Colorida online) Fotografia de câmara de bolhas em alta resolução (CERN-LEBC sem campo magnético). As partículas incidentes são mésons de . As bolhas têm m de diâmetro. Observa-se que há produção de quatro partículas, devido à interação, no ponto A; uma delas decai subsequentemente em uma nova. Existe também um outro “V” (abaixo e à direita do primeiro “V”). Ambas decaem em partículas charmosas.
Figura 21
Produção de um candidato a bóson de Higgs e de um bóson Z. Na imagem da esquerda, no detector ATLAS: ambos (bóson de Higgs e Z) decaem em léptons, deixando dois elétrons (verde) e quatro múons (vermelho). Na direita, no detector CMS: o bóson de Higgs decai em dois quarks charm, formando os jatos (cones laranja); e o Z decai em elétrons (verde).
Figura 22
Tela na qual os estudantes que participam do MasterClass têm acesso para análise de um candidato a , cujo decaimento é , isto é, o bóson decai em um elétron e num anti-neutrino do elétron.
Figura 22
Tela na qual os estudantes que participam do MasterClass têm acesso para análise de um candidato a , cujo decaimento é , isto é, o bóson decai em um elétron e num anti-neutrino do elétron.
(Fonte: adaptada do original do texto da 
(Fonte: adaptada do original do texto da 
(Fonte: atualização da foto original pela extraída da 
(Fonte: adaptada da original do texto da 
(Fonte: foto atualizada, em substituição a original do texto da Ref 
(Fonte: figura original, da 
(Fonte: reconstrução pelos autores para reprodução do original, da 
(Fonte: figura original da 
(Fonte: figura adaptada da original da 
(Fonte: substituída por uma figura idêntica, extraída, com melhor qualidade, da 
(Fonte: figura original da 
(Fonte: substituída pela figura idêntica extraída, com melhor qualidade, da 
(Fonte: substituída pela figura idêntica extraída, com melhor qualidade, da 
(Fonte: figura original da 
(Fonte: substituída pela figura idêntica extraída, com melhor qualidade, da 
(Fonte: figura original da 
(Fonte: figura substituída, por causa da qualidade na imagem, extraída e adaptada da 
(Fonte: figura original substituída pela da 
(Fonte: figura adaptada da original, da 
(Fonte: figura original, mas adaptada da 
(Fonte: imagem extraída da 
(Fonte: imagem extraída de um documento disponível na 
