Más allá del átomo: remodelando la física de partículas

Este material inclui atividades do tipo mão-na-massa com modelos de fenômenos da física de partículas, dados reais de experimentos de física de partículas e de organização de cartas. Ele está conectado à tópicos do currículo como modelos atômicos, campos elétricos e magnéticos, energia, momento linear e o Modelo Padrão.

Nesta atividade, os estudantes movem um balão com carga elétrica de encontro a outro balão para demonstrar a repulsão eletrostática. Os estudantes rolam bolas de gude em direção a uma taça e observam as direções em que elas retornam. Este é um modelo das partículas alfa acertando um núcleo de ouro. É possível, então, aprender sobre o experimento da folha de ouro de Rutherford e as escalas relativas entre núcleos e átomos.

Aqui os estudantes organizam cartas com partículas subatômicas para descobrir padrões. Estes padrões ajudaram físicos de partículas a descobrir novas partículas e o modelo de quarks. Os estudantes analisam os valores da carga elétrica e da estranheza de várias partículas subatômicas.

Nesta atividade os estudantes estudam rastros deixados por partículas carregadas eletricamente em um experimento de câmara de bolhas. Eles usam seu conhecimento de campos magnéticos e forças, conservação de momento linear e conservação de carga elétrica para inferir o que está acontecendo e reconstruir as trajetórias invisíveis das partículas sem carga.

Aqui os estudantes analisam dados reais dos experimentos ATLAS e CMS no CERN. Eles usam conservação de momento linear e conservação de massa-energia para calcular a massa do bóson de Higgs.

Nesta atividade os estudantes analisam e manipulam cartas de diagramas de Feynman. Eles, então, descobrem qual diagrama de Feynman combina mais com uma imagem que mostra uma aniquilação elétron-pósitron.