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Particle Physics Quiz Masterclasses 2009 D. Barney, K. Cecire, S. Schuh, P. Steinbach.

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1 Particle Physics Quiz Masterclasses 2009 D. Barney, K. Cecire, S. Schuh, P. Steinbach

2 Questions pour un champion en Physique des Particules Masterclasses 2009 D. Barney, K. Cecire, S. Schuh, P. Steinbach

3 Rules of the Game A.10 multiple-choice questions + 2 tie-breaker A.~30 seconds per question B.Work in groups of 2 A.Answer sheets 2 sections fill in both hand bottom part to your instructor A.Winning teams in each institute will receive a prize from CERN B.Overall winning team of the day will receive an additional prize from CERN A.But the main aim is to have fun!

4 Règles du Jeu A.10 questions à choix multiple + 2 pour départager A.~30 secondes pour répondre B.Travaillez par groupes de 2 A.Fiches de réponses 2 sections Remplissez les deux Rendez la partie du bas A.Léquipe gagnante dans chaque labo recevra un jeu de cartes du CERN B.Léquipe gagnante du jour recevra un cadeau supplémentaire du CERN A.Mais le principal est de samuser !

5 Question 1 / 1 ère Question Our detector shows a signal only in the hadronic calorimeter (no signal in the tracker, electromagnetic calorimeter or muon chambers). Therefore, this signal is most likely Notre détecteur montre un signal seulement dans le calorimètre hadronique (pas de signal dans le trajectographe, ni dans le calorimètre électromagnétique, ni dans les chambres à muons). Ce signal correspond probablement à A.a NEUTRON B.a PION C.an ELECTRON D.a PHOTON A.un NEUTRON B.un PION C.un ELECTRON D.un PHOTON

6 Question 2 / 2 ème Question ATLAS and CMS will together produce 400MB of data every second. If written to CD how high a stack would this be in one year? Les expériences ATLAS et CMS produiront à elles deux 400 MB de données toutes les secondes. Si lon écrivait ces données sur des CDs, quelle serait la hauteur de la pile ainsi obtenue en un an ? A.Stratosphere, m B.Mt. Everest, 8 850m C.Sears Tower, 527m D.Eiffel Tower, 276m A.Stratosphère, m B.Mt. Everest, 8 850m C.Tour Sears, 527m D.Tour Eiffel, 276m

7 Question 3 / 3 ème Question A.Not at all B.By their characteristic spiral trajectory C.Via jets of hadrons they generate D.As two individual straight tracks in opposite directions A.On ne les voit pas B.Par leur trajectoire circulaire caractéristique C.Grâce aux jets de hadrons quils engendrent D.Comme deux traces rectilignes dans des directions opposées How do we see quarks in a detector? Comment observe-t- on des quarks dans un détecteur ?

8 Question 4 / 4 ème Question The CMS detector has the weight of how many Eiffel Towers? Le détecteur CMS représente la masse de combien de tours Eiffel ? A.1 B.2 C.3 D.5

9 Question 5 / 5 ème Question The particles carrying the strong force are the Les particules qui transmettent linteraction forte sont les A.Photons B.Gluons C.Bosons Z ou W D.Aucun des trois A.Photons B.Gluons C.Z- or W- bosons D.None of these

10 Question 6 / 6 ème Question Approximately how many times do the protons in the LHC fly around the accelerator ring in 1 second? Approximativement, combien les protons font-ils de tours en une seconde dans le LHC ? A.1 B.100 C D

11 Question 7 / 7 ème Question A.Room temperature, 300K B.Colder than outer space, 1.9K C.Temperature of outer space, 2.7K D.163.2K Superconducting magnets bend the protons around the LHC ring. What do you think is the temperature of these magnets? Les aimants supraconducteurs du LHC courbent la trajectoire des protons dans laccélérateur. Daprès vous, quelle est la température de ces aimants? A.La température ambiante, 300K B.Plus froid que lespace intergalactique, 1.9K C.La température de lespace intergalactique, 2.7K D.163.2K

12 Question 8 / 8 ème Question If you would take the energy of all the protons in the LHC beam and put their energy into the speed of Mikes Subaru, guess what it would it be? Si lon prenait lénergie de tous les protons circulant dans le LHC pour la transférer dans la vitesse dune Formule 1, quelle serait sa vitesse ? A.250 km/h B.1000 km/h C.1700 km/h D km/h

13 Question 9 / 9 ème Question A.Space plane B.We make huge amounts of anti-matter (few grams) C.Secret lab D.None of the above Which of the items below featured in Dan Browns book (Angels & Demons) is true? Parmi les choses décrites dans le roman de Dan Brown (Anges & Démons), lesquelles peut-on réellement trouver au CERN ? A.Un avion spacial B.La production de plusieurs grammes dantimatière C.Un laboratoire secret D.Aucun des trois

14 Question 10 / 10 ème Question How much of our universe is made of matter or energy, which we do not know about? Quelle fraction de notre univers est composée dénergie ou de matière dont nous ne savons rien ? A.0.001% B.10% C.45% D.96%

15 Why do tau and mu leptons decay? A.Because the Standard Model says so B.Because there are lighter particles they can decay to C.Because they interact with the magnetic field of the experiment D.Because there is so much energy produced in e.g. LEP collisions that they break apart Tiebreaker Question 1

16 Pourquoi les leptons tau et mu se désintègrent-ils ? A.Parce que le modèle standard le dit B.Parce quil existe des particules plus légères en lesquelles ils peuvent se désintégrer C.Parce quils interagissent avec le champ magnétique de lexpérience D.Parce que la quantité dénergie produite dans les collisions les fragmente 1 ère Question pour départager

17 Tiebreaker Question 2 Identify the 4 tracks coming from a heavy Higgs Boson in the following event. 1 point for every right track!

18 2 ème Question pour départager Trouvez les 4 traces provenant de la désintégration du boson de Higgs dans lévénement suivant. Un point par trace trouvée !

19 Quiz Answers Réponses

20 Question 1 / 1 ère Question Our detector shows a signal only in the hadronic calorimeter (no signal in the tracker, electromagnetic calorimeter or muon chambers). Therefore, this signal is most likely Notre détecteur montre un signal seulement dans le calorimètre hadronique (pas de signal dans le trajectographe, ni dans le calorimètre électromagnétique, ni dans les chambres à muons). Ce signal correspond probablement à A.a NEUTRON B.a PION C.an ELECTRON D.a PHOTON A.un NEUTRON B.un PION C.un ELECTRON D.un PHOTON

21 Question 2 / 2 ème Question ATLAS and CMS will together produce 400MB of data every second. If written to CD how high a stack would this be in one year? Les expériences ATLAS et CMS produiront à elles deux 400 MB de données toutes les secondes. Si lon écrivait ces données sur des CDs, quelle serait la hauteur de la pile ainsi obtenue en un an ? A.Stratosphere, m B.Mt. Everest, 8 850m C.Sears Tower, 527m D.Eiffel Tower, 276m A.Stratosphère, m B.Mt. Everest, 8 850m C.Tour Sears, 527m D.Tour Eiffel, 276m

22 Question 3 / 3 ème Question A.Not at all B.By their characteristic spiral trajectory C.Via jets of hadrons they generate D.As two individual straight tracks in opposite directions A.On ne les voit pas B.Par leur trajectoire circulaire caractéristique C.Grâce aux jets de hadrons quils engendrent D.Comme deux traces rectilignes dans des directions opposées How do we see quarks in a detector? Comment observe-t- on des quarks dans un détecteur ?

23 Question 4 / 4 ème Question The CMS detector has the weight of how many Eiffel Towers? Le détecteur CMS représente la masse de combien de tours Eiffel ? A.1 B.2 C.3 D.5

24 Question 5 / 5 ème Question The particles carrying the strong force are the Les particules qui transmettent linteraction forte sont les A.Photons B.Gluons C.Bosons Z ou W D.Aucun des trois A.Photons B.Gluons C.Z- or W- bosons D.None of these

25 Question 6 / 6 ème Question Approximately how many times do the protons in the LHC fly around the accelerator ring in 1 second? Approximativement, combien les protons font-ils de tours en une seconde dans le LHC ? A.1 B.100 C D

26 Question 7 / 7 ème Question A.Room temperature, 300K B.Colder than outer space, 1.9K C.Temperature of outer space, 2.7K D.163.2K Superconducting magnets bend the protons around the LHC ring. What do you think is the temperature of these magnets? Les aimants supraconducteurs du LHC courbent la trajectoire des protons dans laccélérateur. Daprès vous, quelle est la température de ces aimants? A.La température ambiante, 300K B.Plus froid que lespace intergalactique, 1.9K C.La température de lespace intergalactique, 2.7K D.163.2K

27 Question 8 / 8 ème Question If you would take the energy of all the protons in the LHC beam and put their energy into the speed of Mikes Subaru, guess what it would it be? Si lon prenait lénergie de tous les protons circulant dans le LHC pour la transférer dans la vitesse dune Formule 1, quelle serait sa vitesse ? A.250 km/h B.1000 km/h C.1700 km/h D km/h

28 Question 9 / 9 ème Question A.Space plane B.We make huge amounts of anti-matter (few grams) C.Secret lab D.None of the above Which of the items below featured in Dan Browns book (Angels & Demons) is true? Parmi les choses décrites dans le roman de Dan Brown (Anges & Démons), lesquelles peut-on réellement trouver au CERN ? A.Un avion spacial B.La production de plusieurs grammes dantimatière C.Un laboratoire secret D.Aucun des trois

29 Question 10 / 10 ème Question How much of our universe is made of matter or energy, which we do not know about? Quelle fraction de notre univers est composée dénergie ou de matière dont nous ne savons rien ? A.0.001% B.10% C.45% D.96%

30 Pourquoi les leptons tau et mu se désintègrent-ils ? A.Parce que le modèle standard le dit B.Parce quil existe des particules plus légères en lesquelles ils peuvent se désintégrer C.Parce quils interagissent avec le champ magnétique de lexpérience D.Parce que la quantité dénergie produite dans les collisions les fragmente 1 ère Question pour départager

31 2 e Q. pr Départager : 1 point par trace correcte !

32 2 ème Question pour départager SOLUTION : Un point par trace trouvée !

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