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Sobre o Masterclass

Não é raro encontramos alunos do Ensino Médio que achem Física uma matéria chata e difícil. A disciplina, entretanto, é muito mais do que as fórmulas prontas e os cálculos matemáticos apresentados na maior parte das escolas. O MasterClass, evento internacional organizado pelo SPRACE, tem como objetivo mostrar para estudantes (e professores) que a Física é fascinante e que através do seu estudo podemos aprender mais sobre alguns dos maiores mistérios do universo – do que ele é formado? Como ele funciona?

O SPRACE organiza o MasterClass Feminino e dois Dias do Estudante, para grupos diferentes. O evento permite aos participantes conhecer nosso centro de pesquisa, trabalhar com mentores para aprender mais sobre a Física dos séculos XX e XXI, pouco contemplada pelos currículos escolares, e ainda participar de atividades de demonstração e de jogos educativos. Apresentamos, por exemplo, o Modelo Padrão, que descreve as partículas fundamentais da natureza que conhecemos hoje e suas interações, bem como algumas das pesquisas realizadas pela Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), com a qual o SPRACE colabora.

Durante o Masterclass, os alunos têm a oportunidade de trabalhar com dados reais produzidos pelo Large Hadron Collider (LHC), o maior acelerador de partículas do mundo, localizado no CERN. Na atividade eles analisam colisões de partículas e discutem os resultados por videoconferência com outros institutos participantes, em diversos países. Este ano, junto conosco, participarão centros de pesquisa de: Cosença (Itália), Lund (Suécia), CIEMAT (Madrid) e da Universidade Técnica Checa em Praga (República Checa) no dia 11 de fevereiro (MasterClass Feminino); Torino (Itália), Genebra (Suíça), Santander (Espanha) e Vilnius (Lituânia) no dia 15 de março (MasterClass Avançado);  e Florença (Itália), Lion (França) e Dubrovnik (Croácia) no dia 29 de março (MasterClass Iniciantes).

Além disso promovemos o Dia do Professor, no qual são os professores que desenvolvem as atividades descritas acima. A diferença é que, em vez de realizar a videoconferência, promovemos discussões com os participantes para tomar conhecimento de suas críticas, sugestões e avaliar as atividades realizadas. Esperamos que esses professores atuem como futuros vetores, levando o conhecimento apreendido para suas escolas de origem e propagando-o durante o resto do ano.

Veja abaixo o cronograma e a agenda de cada edição do evento.

Edições 2019

MasterClass Feminino

February 8, 2019

MasterClass Feminino

MasterClass Avançado

March 15, 2019

MasterClass Avançado

MasterClass Iniciantes

March 28, 2019

MasterClass Iniciantes

Palestras

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1. A Estrutura Elementar da Matéria

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2. Os Aceleradores e as Experiências do CERN

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3. Introdução à Análise de Dados

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Exercícios

Durante os exercícios, os alunos analisarão dados que simulam eventos obtidos pelo detector CMS (Compact Muon Solenoid). Os participantes irão estudar eventos previamente selecionados contendo múons ou elétrons. Os múons são as partículas de mais fácil detecção no CMS e permitem estudar a produção de diversas partículas que neles decaem. Apesar de detecção mais difícil, elétrons também permitem estudos semelhantes aos dos múons.

Nas atividades, os alunos irão procurar por bósons W e Z (partículas responsáveis por mediar a chamada “interação fraca”) através de seus decaimentos em múons ou eléctrons. Através de um visualizador de eventos, eles poderão acessar e identificar os componentes do detector que registraram o evento. A partir destes sinais, terão condições de avaliar se este evento tem grande probabilidade ou não de vir de um W ou de Z. Eventos de W ou de Z têm assinaturas diferentes, e um dos objetivos do exercício é saber distinguir estes dois tipos de eventos.

Utilizando eventos contendo pares de elétrons ou múons que tiveram sua origem no decaimento de uma partícula primária, é possível reconstruir a chamada massa invariante dessa partícula. Essa quantidade é formada a partir da medição da energia e momento (quantidade de movimento) de cada múon/elétron. Para os eventos que acreditamos serem oriundos do decaimento de um Z iremos construir a massa invariante dos dois múons ou elétrons e formar um histograma. Em princípio podemos determinar a massa do Z, assim como o tempo de vida médio (ou seja, quanto tempo ele demora a decair) através deste histograma. Os histogramas feitos pelos alunos serão mostrados na videoconferência e comparados com os resultados de outros estudantes ao redor do mundo. Os resultados serão discutidos e comparados com os resultados oficiais do CMS.

Antes do exercício haverá uma breve explicação dos procedimentos a serem adotados pelos participantes. Durante a realização do exercício, professores, estudantes de pós-graduação e voluntários ajudarão os participantes a classificar os eventos.

Os dados para análise podem ser baixados em http://tiny.cc/BRmasterclass2019.

Ao final da videoconferência, haverá o MasterClass Quiz, a ser dado pelos moderadores, com o objetivo de ser uma atividade lúdica e divertida envolvendo os estudantes!