Questão 10

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questão 10)

A Física de Partículas nasceu com a descoberta do elétron, em 1897. Em seguida foram descobertos o próton, o nêutron e várias outras partículas, dentre elas o píon, em 1947, com a participação do brasileiro César Lattes.

a) Num experimento similar ao que levou à descoberta do nêutron, em 1932, um nêutron de massa m desconhecida e velocidade colide frontalmente com um átomo de nitrogênio de massa  (unidade de massa atômica) que se encontra em repouso. Após a colisão, o nêutron retorna com velocidade e o átomo de nitrogênio adquire uma velocidade . Em conseqüência da conservação da energia cinética, a velocidade de afastamento das partículas é igual à velocidade de aproximação. Qual é a massa m, em unidades de massa atômica, encontrada para o nêutron no experimento?

b) O Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider-LHC) é um acelerador de partículas que tem, entre outros propósitos, o de detectar uma partícula, prevista teoricamente, chamada bóson de Higgs. Para esse fim, um próton com energia de colide frontalmente com outro próton de mesma energia produzindo muitas partículas. O comprimento de onda () de uma partícula fornece o tamanho típico que pode ser observado quando a partícula interage com outra. No caso dos prótons do LHC, , onde , e . Qual é o comprimento de onda dos prótons do LHC?