Explorando os dados abertos do experimento CMS em colisões de íons pesados: Um ensaio didático em física moderna e computacional ao nível de iniciação científica

Resumo Apresentamos neste artigo um ensaio didático para cursos extracurriculares de Física Moderna e Contemporânea. A proposta é voltada para alunos de graduação e baseia-se na exploração de dados abertos do experimento Solenóide Compacto de Múon (CMS – Compact Muon Solenoid), do Grande Colisor de Hádrons (LHC – Large Hadron Collider). Utilizando eventos reais de colisões de íons pesados, em particular chumbo-chumbo (PbPb) disponibilizados publicamente pelo CERN (do francês Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), desenvolvemos um roteiro investigativo que permite reconstruir as variáveis cinemáticas de pares múon-antimúon e identificar ressonâncias conhecidas do Modelo Padrão da Física de Partículas (MP). O projeto integra conhecimentos de relatividade restrita, física de partículas de altas energias, métodos computacionais e história da ciência, promovendo ciclos iterativos de aprendizagem, nos quais conceitos teóricos são aplicados e testados continuamente em problemas reais e atuais da física. Além disso, enfatizamos a formação ampla do estudante, destacando o desenvolvimento da análise crítica, da autonomia investigativa e da familiaridade com ferramentas utilizadas em colaborações científicas internacionais. Recursos pedagógicos extracurriculares desse tipo podem tornar mais acessível o conhecimento científico de fronteira e estimular o interesse por diferentes áreas, como física nuclear, teoria quântica de campos e ciência de dados. Essa proposta de estudo orientado extracurricular evidencia como o uso contextualizado de dados experimentais pode contribuir para o ensino de física, aproximando teoria e prática.