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Departamento de Física Nuclear e Altas Energias

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CMS

Detector CMS
Foto do detector CMS do LHC

 

O Compact Muon Solenóide (CMS) é um detector de uso geral no Large Hadron Collider (LHC). Ele tem um amplo programa de física que vai desde o estudo do Modelo Padrão (incluindo o bóson de Higgs) até a pesquisa de dimensões e partículas extras que poderiam formar a matéria escura. Embora tenha os mesmos objetivos científicos que o experimento ATLAS, ele usa diferentes soluções técnicas e um design de sistema magnético diferente. O detector CMS é construído em torno de um imã solenóide enorme. Ele assume a forma de uma bobina cilíndrica de cabo supercondutor que gera um campo de 4 tesla, cerca de 100.000 vezes o campo magnético da Terra. O campo é confinado por um “jugo” de aço que forma a maior parte do peso de 14.000 toneladas do detector. Uma característica incomum do detector CMS é que em vez de ser construído in situ como os outros detectores gigantes dos experimentos do LHC, ele foi construído em 15 seções no nível do solo antes de ser baixado para uma caverna subterrânea perto de Cessy na França e remontado. O detector completo tem 21 metros de comprimento, 15 metros de largura e 15 metros de altura. O experimento CMS é uma das maiores colaborações científicas internacionais da história, envolvendo 5.000 físicos de partículas, engenheiros, técnicos, estudantes e equipe de apoio de 200 institutos em 50 países (setembro de 2019).

Calorímetro Central do DØ
Calorímetro Central do DØ em construção no Fermlab.

O Experimento DØ consiste em uma colaboração mundial de cientistas conduzindo pesquisas sobre a natureza fundamental da matéria. O experimento está localizado no principal laboratório de física de alta energia do mundo, o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), em Batavia, Illinois, EUA. A pesquisa está focada em estudos precisos de interações de prótons e antiprótons nas energias mais altas disponíveis fornecidas pelo colisor Tevatron. Envolve uma busca intensa por pistas subatômicas que revelam o caráter dos blocos de construção do universo. O experimento DØ terminou a coleta de dados em 2011, quando a execução do colisor Tevatron terminou e agora está analisando o conjunto de dados coletados.O Experimento DØ consiste em uma colaboração mundial de cientistas conduzindo pesquisas sobre a natureza fundamental da matéria. O experimento está localizado no principal laboratório de física de alta energia do mundo, o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), em Batavia, Illinois, EUA. A pesquisa está focada em estudos precisos de interações de prótons e antiprótons nas energias mais altas disponíveis fornecidas pelo colisor Tevatron. Envolve uma busca intensa por pistas subatômicas que revelam o caráter dos blocos de construção do universo. O experimento DØ terminou a coleta de dados em 2011, quando a execução do colisor Tevatron terminou e agora está analisando o conjunto de dados coletados.

fonte: https://www-d0.fnal.gov/

Física Experimental de Altas Energias

 

A Física de Altas Energias é a área da Física que estuda as interações fundamentais da natureza em todos os seus aspectos experimentais e teóricos, buscando identificar as partículas elementares cujas interações ocorrem através de outras partículas denominadas bósons intermediários. São quatro as interações fundamentais: as interações gravitacionais cujo mediador é o gráviton; as interações eletromagnéticas, cujo mediador é o fóton; as interações fracas, cujos mediadores são os W+, W- e Zo; e as interações fortes, cujos mediadores são os glúons. Os tijolos elementares seriam 6 léptons (elétron e neutrino do elétron; múon e neutrino do múon; e tau e neutrino do tau) e 6 quarks (up, down, strange, charm, bottom e top). Da descoberta deste último quark, o top, o mais pesado de todos, fizeram parte membros do DFNAE por ocasião do experimento Dzero no FERMILAB.

Os experimentos deste início de milênio do Large Hadron Collider, no CERN, envolvem as maiores energias já produzidas em aceleradores e com eles esperamos chegar a novas descobertas. Em particular, destacam-se as colaborações: CMS, da qual faz parte um grande número de físicos do DFNAE/IF-UERJ, e as colaborações ATLAS, ALICE e LHCb.

Com estes experimentos estão aparecendo uma série de novas tecnologias em diversas áreas, inclusive na de computação, como a GRID. Um dos maiores “clusters” da America Latina, a T2-HEPGRID-Brasil, está localizado no DFNAE/IF-UERJ, e conectado a T1-FNAL (Fermilab) que vai diretamente ao CMS-CERN a 1,2 Gbps.

O PROJETO HEPGRID NA UERJ e a unidade T2-HEPGRID-Brasil

O objetivo deste projeto é prover a infraestrutura computacional necessária para a expansão do desenvolvimento das pesquisas na área de Física Experimental de Altas Energias do grupo já consolidado na UERJ. Esta infraestrutura foi criada para resolver o problema de computação de alto desempenho da Física de Altas Energias e é desde a sua criação um projeto multiusuário porque disponibiliza uma infraestrutura computacional para toda a comunidade que necessita de computação de alto desempenho da UERJ, envolvendo diferentes Institutos e Departamentos, das demais universidades do Rio de Janeiro e Centros de Pesquisa.

Os equipamentos foram adquiridos e instalados no Departamento de Física Nuclear de Altas Energias do Instituto de Física da UERJ.

A unidade T2-HEPGRID-Brasil tem contribuído com o processamento e o armazenamento de dados do experimento LHC/CMS ao longo de quase 20 anos, atendendo portanto toda a colaboração de pesquisadores distribuídos ao redor do globo. Além disso, contribui através da unidade UCCAD-HEPGrid com pesquisadores do Instituto de Matemática e Estatística e da Faculdade de Geologia da UERJ, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas – CBPF, da Universidade Estadual de Campinas – Unicamp e da Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ.

você encontrará mais informações a respeito desta iniciativa e descobrirá mais detalhes de como usar essa infraestrutura.
Você também pode entrar em contato através do email: hepgrid@uerj.br.

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    DEPARTAMENTO DE FÍSICA TEÓRICA

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