Os gregos antigos pensavam que a partícula fundamental era o átomo. Mas quando o elétron foi descoberto em 1897, percebemos que os átomos podem ser divididos. Desde então, os físicos continuaram a busca de partículas subatômicas. Tudo o que podemos ver deles são as faixas que deixam como os rastros de aviões supersônicos deixados no céu. Esta câmara de nuvem cheia de vapor detectou o primeiro pósitron - o parceiro de antimatéria para um elétron - em 1932. Criado por uma colisão de raios cósmicos, o pósitron deu por descoberto. Seu caminho foi arqueado por um campo magnético, exibindo sua carga positiva. A forma da pista revelou sua massa. Esta primeira imagem da antimatéria está entre as fotografias mais importantes da história da ciência. Foto 1.
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Neutrinos fazem faíscas voarem - Para capturar o rastro ardente de um neutrino de múon que viaja muito perto da velocidade da luz e desliza através da matéria como um fantasma, os físicos norte-americanos Melvin Schwartz, Leon Lederman e Jack Steinberger usaram uma câmara de faísca. Uma tensão é aplicada entre placas de metal vizinhas que são separadas por hélio isolante e gás de néon. Os neutrinos de Múon, criados em um atômico próximo de um colisionador foi esmagado, através de uma parede de aço de 5.000 toneladas feita das placas velhas do navio de batalha e através do gás, deixando uma fuga das faíscas em sua vigília. Foto-2.
... e deixaram um rastro de bolhas - Estes redemoinhos psicodélicos deixaram sua marca na física de partícula nos anos 60 e 70. A câmara de bolha é semelhante a uma câmara de nuvem, mas cheia com um fluido, tipicamente hidrogênio líquido, aquecida até pouco abaixo do ponto de ebulição. O hidrogênio ferve como partículas carregadas amplificadas, deixando um rastro de bolhas. Nesta imagem, um neutrino de múon gerado por um feixe atômico rasgou a partir da esquerda. O neutrino em si não deixou nenhuma pista, mas colidiu com um nêutron que explodiu em um "chuveiro" de partículas. Quanto mais energética for a partícula, mais longa será sua pista. Foto-3.
Quarks desfibram delicados fios - O "quark superior" foi descoberto usando uma câmara de deriva. Esta máquina levou a detecção de partículas para a era digital. Poderia pegar milhares de partículas em um segundo - prático para rastrear uma das mais fugazes partículas subatômicas, o quark superior, que se desintegra dentro de um trilhão de um trilhão de segundos. A imagem mostra o Tracker Central Outer. Operou entre 1986 e 1996 como parte do Detector de Colisão no Fermilab perto de Chicago e descobriu o quark top em 1995. Ele continha dezenas de milhares de fio de tungstênio banhado a ouro e banhado em gás argônio. À medida que as partículas carregadas geradas em esmagadores de átomos disparavam através do rastreador, eles soltavam elétrons de átomos de argônio e os atiravam contra o fio detector mais próximo. Cada "pulso" permitiu aos físicos rastrear as partículas em 3-D. Foto-4.
Caçando o bóson de Higgs - O mais poderoso desmembrador de átomos de hoje - o Large Hadron Collider - requer detectores de alta tecnologia, como o detector Compact Selenóide Muon. Quatro camadas registram o ímpeto das partículas, energia, carga, massa e trajetória. Em 2013, detectou os restos de um bóson de Higgs - a partícula não verificada, final do Modelo Padrão de física. Forjado a partir de dois prótons colisionando, Higgs o decompôs em um par de fótons - como previsto pelo Modelo Padrão. São mostrados aqui como linhas pontilhadas amarelas e torres verdes. Mas o Modelo Padrão só explica cerca de 5% do Universo. "Há muito mais energia escura e matéria escura lá fora - há muitas perguntas sem resposta", diz o físico de partículas Gavin Hesketh. A partícula fundamental da matéria escura será encontrada a seguir? Foto-5. Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira.
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