Introdução

nnVersão para impressãon nn Notas de aula são propriedade intelectual. Sendo assim, qualquer uso, no todo ou em parte, deve ter a origem referenciada apropriadamente, após autorização de seu autor.n nn O texto a seguir corresponde à anotações parciais de aula. Não é um texto em forma final, completo e totalmente revisado. Nesse caso, esse texto não tem como objetivo substituir livros sobre o assunto. Assim, esse texto deve ser entendido apenas como um guia de estudo para o aluno acompanhar a disciplina. n
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nEstas notas de aula correspondem a alguns rascunhos sobre o que eu discuti (ou discutirei) na disciplina de Introdução à Física de Partículas Elementares do Bacharelado em Física do IFUSP. É uma disciplina que normalmente é oferecida a alunos prestes a concluir a graduação e, portanto, pressupõe um conhecimento prévio das bases da mecânica quântica, eletromagnetismo e relatividade restrita. Apesar disso, quando for necessário abordar mais profundamente estes temas, tentarei fazer uma revisão desses tópicos em sala de aula (e, consequentemente, nestas notas). Nesta disciplina vamos abordar desde aspectos teóricos, fenomenológicos até métodos experimentais para o estudo de partículas elementares.
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nO que será discutido nesta disciplina pode ser encontrado em vários livros textos. A ordem que escolhi para tratar desse assunto é mais ou menos a mesma ordem na qual ele é abordado nesses livros. Muito do que será apresentado nestas notas de aula é baseado nos livros:
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1. Introduction to Elementary Particles, David Griffiths.n
2. The ideas of Particle Physics, G.D. Coughlan, J.E. Dodd e B. M. Gripaiosn
3. Particle Physics – an introduction, M. Leonn
4. Introduction to nuclear and particle physics, Ashok Das e Thomas Ferbeln
5. Quarks & Leptons – an introduction course in modern particle physics, F. Halzen e A. D. Martinn

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nnAlguns desses livros aprofundam-se mais em formalismos teóricos enquanto outros são mais qualitativos e introdutórios. Uma combinação da leitura de vários deles dá uma boa noção deste mundo altamente interessante. De forma geral, podemos classificar os problemas em física em algumas categorias, com base na escala de tamanho e velocidade: do muito grande ao muito pequeno e do muito lento ao muito rápido. Para entender o grande e lento dispomos da mecânica clássica. Aumentando a velocidade, precisamos utilizar a relatividade restrita enquanto, se formos ao muito pequeno, a mecânica quântica. Para o muito rápido e muito pequeno, que é o caso das partículas elementares, precisamos unir a quântica à relatividade. Isso foi feito de forma extremamente elegante com a teoria quântica de campos (TQC). Acontece que este é um assunto bastante complexo e foge dos objetivos de um curso de graduação em física. Precisa de muito arroz e feijão para enveredar por este caminho e é natural que este assunto seja abordado somente em cursos de pós-graduação. Acontece que temos então um dilema: como tratar o assunto de física de partículas sem TQC formalmente. Isso é o que tentarei fazer aqui. No final, alguns ingredientes da TQC aparecerão normalmente e espero que isso gere uma fome nos alunos que os estimulem a se aprofundarem neste assunto em uma eventual pós-graduação em física. Espero que gostem e aproveitem. ]]>