Particle Physics Quiz

Masterclasses 2009

D. Barney, K. Cecire, S. Schuh, P. Steinbach

Questions pour un champion en Physique

des Particules

Masterclasses 2009

D. Barney, K. Cecire, S. Schuh, P. Steinbach

Rules of the GameA. 10 multiple-choice questions + 2 “tie-breaker”

A. ~30 seconds per questionB. 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!

Règles du JeuA. 10 questions à choix multiple + 2 pour départager

A. ~30 secondes pour répondreB. Travaillez par groupes de 2

A. Fiches de réponses • 2 sections• Remplissez les deux• Rendez la partie du bas

A. L’équipe gagnante dans chaque labo recevra un jeu de cartes du CERN

B. L’équipe gagnante du jour recevra un cadeau supplémentaire du CERN

A. Mais le principal est de s’amuser !

Question 1 / 1ère 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 NEUTRONB. a PIONC. an ELECTROND. a PHOTON

A. un NEUTRONB. un PIONC. un ELECTRON D. un PHOTON

Question 2 / 2ème 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 l’on écrivait ces données sur des CDs, quelle serait la hauteur de la pile ainsi obtenue en un an ?

A. Stratosphere, 20 000m

B. Mt. Everest, 8 850m

C. Sears Tower, 527m

D. Eiffel Tower, 276m

A. Stratosphère, 20 000m

B. Mt. Everest, 8 850m

C. Tour Sears, 527m

D. Tour Eiffel, 276m

Question 3 / 3ème Question

A. Not at allB. By their characteristic spiral

trajectoryC. Via “jets” of hadrons they generateD. As two individual straight tracks in

opposite directions

A. On ne les voit pasB. Par leur trajectoire circulaire

caractéristiqueC. Grâce aux “jets” de hadrons qu’ils

engendrentD. 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 ?

Question 4 / 4ème 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

Question 5 / 5ème Question

The particles carrying the strong force are the

Les particules qui transmettent l’interaction 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

Question 6 / 6ème 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. 10 000

D. 1 000 000

Question 7 / 7ème QuestionA. Room temperature, 300KB. Colder than outer space, 1.9KC. Temperature of outer space,

2.7KD. 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 l’accélérateur. D’après vous, quelle est la température de ces aimants?

A. La température ambiante, 300K

B. Plus froid que l’espace intergalactique, 1.9K

C. La température de l’espace intergalactique, 2.7K

D. 163.2K

Question 8 / 8ème Question

If you would take the energy of all the protons in the LHC beam and put their energy into the speed of Mike’s Subaru, guess what it would it be?

Si l’on prenait l’énergie de tous les protons circulant dans le LHC pour la transférer dans la vitesse d’une Formule 1, quelle serait sa vitesse ?

A. 250 km/h

B. 1000 km/h

C. 1700 km/h

D. 10000 km/h

Question 9 / 9ème QuestionA. 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 Brown’s 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 spacialB. La production de plusieurs

grammes d’antimatièreC. Un laboratoire secretD. Aucun des trois

Question 10 / 10ème 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 d’énergie ou de matière dont nous ne savons rien ?

A. 0.001%

B. 10%

C. 45%

D. 96%

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

Pourquoi les leptons tau et mu se désintègrent-ils ?

A. Parce que le modèle standard le dit

B. Parce qu’il existe des particules plus légères en lesquelles ils peuvent se désintégrer

C. Parce qu’ils interagissent avec le champ magnétique de l’expérience

D. Parce que la quantité d’énergie produite dans les collisions les fragmente

1ère Question pour départager

Tiebreaker Question 2Identify the 4 tracks coming from a heavy Higgs Boson in the

following event. 1 point for every right track!

2ème Question pour départagerTrouvez les 4 traces provenant de la désintégration du boson de

Higgs dans l’événement suivant. Un point par trace trouvée !

Quiz AnswersRéponses

Question 1 / 1ère 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 NEUTRONB. a PIONC. an ELECTROND. a PHOTON

A. un NEUTRONB. un PIONC. un ELECTRON D. un PHOTON

Question 2 / 2ème 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 l’on écrivait ces données sur des CDs, quelle serait la hauteur de la pile ainsi obtenue en un an ?

A. Stratosphere, 20 000m

B. Mt. Everest, 8 850m

C. Sears Tower, 527m

D. Eiffel Tower, 276m

A. Stratosphère, 20 000m

B. Mt. Everest, 8 850m

C. Tour Sears, 527m

D. Tour Eiffel, 276m

Question 3 / 3ème Question

A. Not at allB. By their characteristic spiral

trajectoryC. Via “jets” of hadrons they generateD. As two individual straight tracks in

opposite directions

A. On ne les voit pasB. Par leur trajectoire circulaire

caractéristiqueC. Grâce aux “jets” de hadrons qu’ils

engendrentD. 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 ?

Question 4 / 4ème 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

Question 5 / 5ème Question

The particles carrying the strong force are the

Les particules qui transmettent l’interaction 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

Question 6 / 6ème 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. 10 000

D. 1 000 000

Question 7 / 7ème QuestionA. Room temperature, 300KB. Colder than outer space, 1.9KC. Temperature of outer space,

2.7KD. 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 l’accélérateur. D’après vous, quelle est la température de ces aimants?

A. La température ambiante, 300K

B. Plus froid que l’espace intergalactique, 1.9K

C. La température de l’espace intergalactique, 2.7K

D. 163.2K

Question 8 / 8ème Question

If you would take the energy of all the protons in the LHC beam and put their energy into the speed of Mike’s Subaru, guess what it would it be?

Si l’on prenait l’énergie de tous les protons circulant dans le LHC pour la transférer dans la vitesse d’une Formule 1, quelle serait sa vitesse ?

A. 250 km/h

B. 1000 km/h

C. 1700 km/h

D. 10000 km/h

Question 9 / 9ème QuestionA. 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 Brown’s 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 spacialB. La production de plusieurs

grammes d’antimatièreC. Un laboratoire secretD. Aucun des trois

Question 10 / 10ème 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 d’énergie ou de matière dont nous ne savons rien ?

A. 0.001%

B. 10%

C. 45%

D. 96%

Pourquoi les leptons tau et mu se désintègrent-ils ?

A. Parce que le modèle standard le dit

B. Parce qu’il existe des particules plus légères en lesquelles ils peuvent se désintégrer

C. Parce qu’ils interagissent avec le champ magnétique de l’expérience

D. Parce que la quantité d’énergie produite dans les collisions les fragmente

1ère Question pour départager

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

2ème Question pour départagerSOLUTION : Un point par trace trouvée !

2ème Question pour départagerSOLUTION : Un point par trace trouvée !