Particle Physics Quiz Competición sobre Física de Partículas

1. Particle Physics QuizCompetición sobre Física de Partículas EPPOG Hands on Particle Physics Masterclasses 2010

2. Rules of the Game • Work in groups of 2 • 10 multiple-choice questions + 2 tiebreaker questions (+ 1 extra tiebreaker for final decision, if necessary) • ~30 seconds per question • Answer sheets • 2 sections • fill in both • hand bottom part to your instructor • Winning teams in each institute will receive a prize from CERN • But the main aim is to have fun!

3. Reglas del juego • Participad en grupos de 2 • 10 preguntas tipo test + 2 de desempate (+1 pregunta adicional de desempate si fuera necesario) • ~30 segundos por respuesta • Hojas de respuestas • 2 secciones • Rellenad ambas • Entregad la parte inferior al instructor • El equipo ganador de cada instituto participante recibirá un regalo del CERN • ¡Pero lo importante es divertirse!

4. Question 1 / 1ª Pregunta Nuestro detector muestra una señal sólo en el calorímetro hadrónico (no hay señal en el detector de trazas, ni en el calorímetro electromagnético, ni en las cámaras de muones). Por lo tanto, esta señal corresponde muy probablemente a … 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 • un PIÓN • un ELECTRÓN • un NEUTRÓN • un FOTÓN • pion • electron • neutron • photon

5. Question 2 / 2ª Pregunta ¿Qué fracción de nuestro universo esta formada de materia o energía ‘oscura’, cuya naturaleza desconocemos? How much of our universe is made of matter or energy, which we do not know about? • 0.001 % • 10 % • 45 % • 96 %

6. Question 3 / 3ª Pregunta • No se les observa de ninguna manera • A través de su trayectoria espiral característica • Gracias a los ‘chorros’ de hadrones que producen • Como dos trayectorias rectas en sentidos contrarios ¿Cómo se observan quarks en un detector? How do we see “quarks” in a detector? • Not at all • By their characteristic spiral trajectory • Via “jets” of hadrons they generate • As two individual straight tracks in opposite directions

7. Question 4 / 4ª Pregunta • Fotones • Gluones • Bosones Z o W • Ninguno de los anteriores Las partículas que transmiten la interacción fuerte son los … The particles carrying the strong force are the • photons • gluons • Z- or W-bosons • none of the above

8. Question 5 / 5ª Pregunta ¿Cuál fue la primera partícula descubierta que todavía hoy consideramos elemental? Which was the first particle discovered which is still today believed to be elementary, i.e. not made up of further constituents? • electrón • gluón • protón • fotón

9. Question 6 / 6ª Pregunta ¿Aproximadamente, cuántas vueltas dan los protones en el LHC en un segundo? Approximately how many times do the protons in the LHC fly around the accelerator ring in 1 second? • 1 • 100 • 10 000 • 1 000 000

10. Question 7 / 7ª Pregunta • La temperatura ambiente, 300K • Mas fría que el espacio intergaláctico, 1.9K • La temperatura del espacio intergaláctico, 2.7K • 163.2K ¿Los imanes superconductores curvan la trayectoria de los protones a lo largo del acelerador LHC. Cuál crees que es la temperatura de estos imanes? Superconducting magnets bend the protons around the LHC ring. What do you think is the temperature of these magnets? • Room temperature, 300K • Colder than outer space, 1.9K • Temperature of outer space, 2.7K • 163.2K

11. Question 8 / 8ª Pregunta ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa? “El mecanismo de Higgs … Which of the following complements makes a wrong statement? “The Higgs-mechanism … • … explica la producción de antimateria” • … explica las masas de las partículas” • … fue inventado por el físico británico Peter Higgs” • … tiene validez en todo el universo” • explains the production of antimatter” • explains the masses of particles” • was invented by the British physicist Peter Higgs” • applies everywhere in the universe”

12. Question 9 / 9ª Pregunta ¿Cuál de las siguientes innovaciones tecnológicas fue inventada en el CERN? (elegir solo una) Which of the following technological innovations was invented at CERN (only one)? • El teléfono móvil • La teletransportación • El formato mp3 • La web (WWW) • mobile phone • teleporter • mp3 format • World Wide Web

13. Question 10 / 10ª Pregunta Aproximadamente, ¿cuántos km del LHC se sitúan en Suiza? How many kilometers of the LHC are situated in Switzerland (approximately) ? • 3 km • 7 km • 14 km • 27 km

14. Tiebreaker Question 1 /1ª pregunta de desempate Los experimentos ATLAS y CMS producirán 400 MB de datos cada segundo. Si estos datos se escribieran en un CD (700 MB de capacidad, aprox. 1 mm de espesor), ¿qué altura alcanzaría la columna de CDs correspondiente a un año de datos? ATLAS and CMS will together produce 400MB of data every second. If written to CD (700 MB, thickness approx. 1 mm) how high a stack would this be in one year? • La estratosfera, 20000m • El Monte Everest, 8850m • La torre Sears, 527m • La torre Eiffel, 276m • Stratosphere, 20 000 m • Mt. Everest, 8 850 m • Sears Tower, 527 m • Eiffel Tower, 276 m

15. Tiebreaker Question 2 /2ª pregunta de desempate • Porque lo dice tu profesor de física • Porque existen partículas mas ligeras a las cuales se pueden desintegrar • Porque interaccionan con el campo magnético del experimento • Porque se produce tal cantidad de energía en las colisiones que se rompen Por qué se desintegran los leptons tau y los muones? Why do tau and mu leptons decay? • Because your physics instructor says so • Because there are lighter particles they can decay to • Because they interact with the magnetic field of the experiment • Because there is so much energy produced in e.g. LEP collisions that they break apart

16. Quiz AnswersRespuestas

17. Question 1 / 1ª Pregunta 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 Nuestro detector muestra una señal sólo en el calorímetro hadrónico (no hay señal en el detector de trazas, ni en el calorímetro electromagnético, ni en las cámaras de muones). Por lo tanto, esta señal corresponde muy probablemente a … • pion • electron • neutron • photon

18. Question 2 / 2ª Pregunta • 0.001 % • 10 % • 45 % • 96 % How much of our universe is made of matter or energy, which we do not know about? ¿Que fracción de nuestro universo esta formada por materia o energía ‘oscura’, cuya naturaleza desconocemos?

19. Question 3 / 3ª Pregunta How do we see “quarks” in a detector? ¿Cómo se observan quarks en un detector? • Not at all • By their characteristic spiral trajectory • Via “jets” of hadrons they generate • As two inividual straight tracks in opposite directions • No se les puede observar de ninguna manera • A través de su trayectoria espiral característica • Gracias a los ‘chorros’ de hadrones que producen • Como dos trayectorias rectas en sentidos contrarios

20. Question 4 / 4ª Pregunta • photons • gluons • Z- or W-bosons • None of the above The particles carrying the strong force are the Las partículas que transmiten la interacción fuerte son los … • Fotones • Gluones • Bosones Z o W • Ninguno de los anteriores

21. Question 5 / 5ª Pregunta • electron • gluon • proton • photon Which was the first particle discovered which is still today believed to be elementary, i.e. not made up of further constituents? ¿Cual fue la primera partícula descubierta que todavía hoy consideramos elemental?

22. Question 6 / 6ª Pregunta • 1 • 100 • 10 000 • 1 000 000 Approximately how many times do the protons in the LHC fly around the accelerator ring in 1 second? ¿Aproximadamente, cuántas vueltas dan los protones en el LHC en un segundo?

23. Question 7 / 7ª Pregunta • Room temperature, 300K • Colder than outer space, 1.9K • Temperature of outer space, 2.7K • 163.2K Superconducting magnets bend the protons around the LHC ring. What do you think is the temperature of these magnets? ¿Los imanes superconductores curvan la trayectoria de los protones a lo largo del acelerador LHC. Cuál crees que es la temperatura de estos imanes? • La temperatura ambiente, 300K • Mas fría que el espacio intergaláctico, 1.9K • La temperatura del espacio intergaláctico, 2.7K • 163.2K

24. Question 8 / 8ª Pregunta • explains the production of antimatter” • explains the masses of particles” • was invented by the British physicist Peter Higgs” • applies everywhere in the universe” Which of the following complements makes a wrong statement? “The Higgs-mechanism … ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa? “El mecanismo de Higgs … • … explica la producción de antimateria” • … explica las masas de las partículas” • … fue inventado por el físico británico Peter Higgs” • … tiene validez en todo el universo”

25. Question 9 / 9ª Pregunta Which of the following technological innovations was invented at CERN (only one)? ¿Cuál de las siguientes innovaciones tecnológicas fue inventada en el CERN? (elegir solo una) • El teléfono móvil • La teletransportación • El formato mp3 • La web (WWW)

26. Question 10 / 10ª Pregunta How many kilometers of the LHC are situated in Switzerland (approximately) ? Aproximadamente, ¿cuántos km del LHC se sitúan en Suiza? • 3 km • 7 km • 14 km • 27 km

27. Tiebreaker Question 1 /1ª pregunta de desempate • Stratosphere, 20000 m • Mt. Everest, 8850 m • Sears Tower, 527 m • Eiffel Tower, 276 m ATLAS and CMS will together produce 400MB of data every second. If written to CD (700 MB, thickness approx. 1 mm) how high a stack would this be in one year? Los experimentos ATLAS y CMS producirán 400 MB de datos cada segundo. Si estos datos se escribieran en un CD (700 MB de capacidad, aprox. 1 mm de espesor), ¿qué altura alcanzaría la columna de CDs correspondiente a un año de datos? • La estratosfera, 20000m • El Monte Everest, 8850m • La torre Sears, 527m • La torre Eiffel, 276m

28. Tiebreaker Question 2 /2ª pregunta de desempate • Because your physics instructor says so • Because there are lighter particles they can decay to • Because they interact with the magnetic field of the experiment • Because there is so much energy produced in e.g. LEP collisions that they break apart Why do tau and mu leptons decay? Por qué se desintegran los leptons tau y los muones? • Porque lo dice tu profesor de física • Porque existen partículas mas ligeras a las cuales se pueden desintegrar • Porque interaccionan con el campo magnético del experimento • Porque se produce tal cantidad de energía en las colisiones que se rompen

29. Final TiebreakerÚltima pregunta para desempatar

30. Final TiebreakerIdentify the 4 tracks coming from a heavy Higgs Boson in the following event. 1 point for every right track!

31. Última pregunta para desempatarEncuentra las 4 trazas que provienen de la desintegración de un bosón de Higgs en el suceso siguiente. ¡Un punto por cada traza que encuentres!

32. Final Tiebreaker AnswerIdentify the 4 tracks coming from a heavy Higgs Boson in the following event. 1 point for every right track!

33. Solución a la pregunta de desempate

34. Solución a la pregunta de desempate