A Física de Partículas nasceu com a descoberta do elétron, em 1897. Em seguida foram descobertos o
próton, o nêutron e várias outras partículas, dentre elas o píon, em 1947, com a participação do brasileiro César Lattes.

a) Num experimento similar ao que levou à descoberta do nêutron, em 1932, um nêutron de massa m
desconhecida e velocidade v₀ = 4×10⁷ m/s colide frontalmente com um átomo de nitrogênio de massa M = 14 u (unidade de massa atômica) que se encontra em repouso. Após a colisão, o nêutron retorna com
velocidade v´ e o átomo de nitrogênio adquire uma velocidade V = 5×10⁶ m/s . Em conseqüência da
conservação da energia cinética, a velocidade de afastamento das partículas é igual à velocidade de
aproximação. Qual é a massa m, em unidades de massa atômica, encontrada para o nêutron no
experimento?

b) O Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider-LHC) é um acelerador de partículas que tem, entre
outros propósitos, o de detectar uma partícula, prevista teoricamente, chamada bóson de Higgs. Para esse
fim, um próton com energia de E = 7×10¹² eV colide frontalmente com outro próton de mesma energia
produzindo muitas partículas. O comprimento de onda ( λ ) de uma partícula fornece o tamanho típico que
pode ser observado quando a partícula interage com outra. No caso dos prótons do LHC, E = hc / λ , onde
h = 4×10⁻¹⁵ eV.s , e c = 3×10⁸ m/s . Qual é o comprimento de onda dos prótons do LHC?