Masterclasses 2008 D. Barney, K. Cecire, S. Schuh, P. Steinbach Particle Physics Quiz Masterclasses 2008 D. Barney, K. Cecire, S. Schuh, P. Steinbach

Rules of the Game 10 multiple-choice questions + 1 “tie-breaker” ~30 seconds per question Work in groups of 2 Answer sheets 2 sections fill in both hand bottom part to your instructor Winning teams in each institute will receive a prize from CERN Overall winning team of the day will receive an additional prize from CERN But the main aim is to have fun!

Question 1 a NEUTRON a PION an ELECTRON a PHOTON 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 Nasz detektor pokazuje sygnał tylko w kalorymetrze hadronowym (brak sygnału w: detektorze śladowym (tracker), kalorymetrze elektromagnetycznym lub komorach mionowych). W związku z tym, ten sygnał to prawdopodobnie: Unser Detektor zeigt nur im Hadron Kalorimeter ein Signal (kein Signal im Innern Detektor, im elektromagnetischen Kalorimeter und den Muonkammern). Deswegen ist es höchstwahr-scheinlich ein a NEUTRON a PION an ELECTRON a PHOTON

Question 2 Stratosphere, 20 000m Mt. Everest, 8 850m Sears Tower, 527m 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? ATLAS i CMS będą razem generować 400MB danych w ciągu jednej sekundy. Jeżeli chcielibyśmy zapisać te dane na CD, jak wysoki stos powstałby w ciągu roku? ATLAS und CMS werden zusammen 400MB Daten pro Sekunde produzieren. Wie hoch wäre der Stapel, wenn man die Daten auf CD schreiben würde? Stratosphere, 20 000m Mt. Everest, 8 850m Sears Tower, 527m Eiffel Tower, 276m

Question 3 How do we see “quarks” in a detector? W jaki sposób możemy zobaczyć “kwarki“ w detektorze? Wie erkennen wir “quarks” in einem Detektor? Not at all By their characteristic spiral trajectory Via “jets” of hadrons they generate As two individual straight tracks in opposite directions W ogóle nie możemy. Poprzez ich charakterystyczna spiralna trajektorie. Poprzez strumień hadronów, który one generują. Jako dwa oddzielne proste ślady w przeciwnych kierunkach Überhaupt nicht Anhand ihrer charakteristischen Spiralspuren Mittels “jets” von Hadronen Als zwei einzelne gerade Spuren in entgegengesetzter Richtung

Question 4 The CMS detector has the weight of how many Eiffel Towers? Der CMS Detektor hat das Gewicht von wievielen Eiffel-Türmen? 1 2 3 5

Question 5 Photons Gluons Z- or W-bosons None of these Fotony Gluony The particles carrying the strong force are the Cząstki, które niosą silny ładunek to: Teilchen, welche die starke Kraft übertragen, heißen Photons Gluons Z- or W-bosons None of these Fotony Gluony Bozony Z- lub W- Żadne z powyższych

Question 6 Approximately how many times do the protons in the LHC fly around the accelerator ring in 1 second? W przybliżeniu ile razy protony w LHC okrążają pierścień akceleratora w ciągu 1 sekundy? Ungefähr wie oft fliegen die Protonen im LHC pro Sekunden um den Beschleunigerring? 1 100 10 000 1 000 000

Question 7 Room temperature, 300K Colder than outer space, 1.9K Superconducting magnets bend the protons around the LHC ring. What do you think is the temperature of these magnets? Magnesy nadprzewodzące utrzymują protony w pierścieniu LHC. Jaka temperaturę maja te magnesy? Supraleitende Magneten halten die Protonen im LHC auf ihrer Kreisbahn. Wie hoch ist die Arbeitstemperatur dieser Magneten? Room temperature, 300K Colder than outer space, 1.9K Temperature of outer space, 2.7K 163.2K Temperatura pokojowa, 300 K Niższa niż przeciętna temperatura spotykana w przestrzeni kosmicznej, 1.9 K Przeciętna temperatura spotykana w przestrzeni kosmicznej, 2.7 K 163.2 K Raumtemperatur, 300K Kälter als das Weltall, 1.9K Temperatur des Weltalls, 2.7K 163.2K

Question 8 250 km/h 1000 km/h 1700 km/h 10000 km/h 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? Jeśli wziąłbyś energie wszystkich protonów z wiązki LHC i użyłbyś tej energii do przyspieszenia Subaru Majka, jaka prędkość byś uzyskał? Wenn Du die Energie aller Protonen im LHC Strahl nimmst und ihre Energie in die Geschwindigkeit von Mike’s Subaru gibst, wie schnell wäre der? 250 km/h 1000 km/h 1700 km/h 10000 km/h

Question 9 Space plane We make huge amounts of anti-matter (few grams) Secret lab None of the above Which of the items below featured in Dan Brown’s book (Angels&Demons) is true? Która z wymienionych pozycji na temat CERN opisanych w książce Dana Browna (Anioły i Demony) jest prawdziwa: Welches der Elemente in Dan Brown’s Buch (Illuminati) ist wahr? Kosmiczny samolot Produkujemy wielkie ilości antymaterii (kilka gramów) Tajne laboratorium Żadna z powyższych Raumfähre Wir produzieren große Mengen an Antimaterie (mehrere Gramm) Geheimes Labor Keines von diesen

Question 10 How much of our universe is made of matter or energy, which we do not know about? Jaki procent Wszechświata zbudowany jest z materii lub energii, których nie znamy? Welcher Prozentsatz des Universums besteht aus Materie oder Energie, über die wir nichts wissen? 0.001% 10% 45% 96%

Tiebreaker Question 1 Identify the 4 tracks coming from a heavy Higgs Boson in the following event. 1 point for every right track! Identifiziere die 4 Spuren vom schweren Higgs Boson im nachfolgenden Ereignis. 1 Punkt für jede richtige Spur!

Tiebreaker Question 2 How many registered scientists and engineers were using CERN in 2007? Ilu naukowców i inżynierów pracowało w CERN w 2007 roku? Wie viele Gastwissenschaftler und Ingenieure waren 2007 am CERN eingeschrieben?

Quiz Answers

Question 1 a NEUTRON a PION an ELECTRON a PHOTON 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 Nasz detektor pokazuje sygnał tylko w kalorymetrze hadronowym (brak sygnału w: detektorze śladowym (tracker), kalorymetrze elektromagnetycznym lub komorach mionowych). W związku z tym, ten sygnał to prawdopodobnie: Unser Detektor zeigt nur im Hadron Kalorimeter ein Signal (kein Signal im Innern Detektor, im elektromagnetischen Kalorimeter und den Muonkammern). Deswegen ist es höchstwahr-scheinlich ein a NEUTRON a PION an ELECTRON a PHOTON

Question 2 Stratosphere, 20 000m Mt. Everest, 8 850m Sears Tower, 527m 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? ATLAS i CMS będą razem generować 400MB danych w ciągu jednej sekundy. Jeżeli chcielibyśmy zapisać te dane na CD, jak wysoki stos powstałby w ciągu roku? ATLAS und CMS werden zusammen 400MB Daten pro Sekunde produzieren. Wie hoch wäre der Stapel, wenn man die Daten auf CD schreiben würde? Stratosphere, 20 000m Mt. Everest, 8 850m Sears Tower, 527m Eiffel Tower, 276m

Question 3 How do we see “quarks” in a detector? W jaki sposób możemy zobaczyć “kwarki“ w detektorze? Wie erkennen wir “quarks” in einem Detektor? Not at all By their characteristic spiral trajectory Via “jets” of hadrons they generate As two individual straight tracks in opposite directions W ogóle nie możemy. Poprzez ich charakterystyczna spiralna trajektorie. Poprzez strumień hadronów, który one generują. Jako dwa oddzielne proste ślady w przeciwnych kierunkach Überhaupt nicht Anhand ihrer charakteristischen Spiralspuren Mittels “jets” von Hadronen Als zwei einzelne gerade Spuren in entgegengesetzter Richtung

Question 4 The CMS detector has the weight of how many Eiffel Towers? Der CMS Detektor hat das Gewicht von wievielen Eiffel-Türmen? 1 2 3 5

Question 5 Photons Gluons Z- or W-bosons None of these Fotony Gluony The particles carrying the strong force are the Cząstki, które niosą silny ładunek to: Teilchen, welche die starke Kraft übertragen, heißen Photons Gluons Z- or W-bosons None of these Fotony Gluony Bozony Z- lub W- Żadne z powyższych

Question 6 Approximately how many times do the protons in the LHC fly around the accelerator ring in 1 second? W przybliżeniu ile razy protony w LHC okrążają pierścień akceleratora w ciągu 1 sekundy? Ungefähr wie oft fliegen die Protonen im LHC pro Sekunden um den Beschleunigerring? 1 100 10 000 1 000 000

Question 7 Room temperature, 300K Colder than outer space, 1.9K Superconducting magnets bend the protons around the LHC ring. What do you think is the temperature of these magnets? Magnesy nadprzewodzące utrzymują protony w pierścieniu LHC. Jaka temperaturę maja te magnesy? Supraleitende Magneten halten die Protonen im LHC auf ihrer Kreisbahn. Wie hoch ist die Arbeitstemperatur dieser Magneten? Room temperature, 300K Colder than outer space, 1.9K Temperature of outer space, 2.7K 163.2K Temperatura pokojowa, 300 K Niższa niż przeciętna temperatura spotykana w przestrzeni kosmicznej, 1.9 K Przeciętna temperatura spotykana w przestrzeni kosmicznej, 2.7 K 163.2 K Raumtemperatur, 300K Kälter als das Weltall, 1.9K Temperatur des Weltalls, 2.7K 163.2K

Question 8 250 km/h 1000 km/h 1700 km/h 10000 km/h 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? Jeśli wziąłbyś energie wszystkich protonów z wiązki LHC i użyłbyś tej energii do przyspieszenia Subaru Majka, jaka prędkość byś uzyskał? Wenn Du die Energie aller Protonen im LHC Strahl nimmst und ihre Energie in die Geschwindigkeit von Mike’s Subaru gibst, wie schnell wäre der? 250 km/h 1000 km/h 1700 km/h 10000 km/h

Question 9 Space plane We make huge amounts of anti-matter (few grams) Secret lab None of the above Which of the items below featured in Dan Brown’s book (Angels&Demons) is true? Która z wymienionych pozycji na temat CERN opisanych w książce Dana Browna (Anioły i Demony) jest prawdziwa: Welches der Elemente in Dan Brown’s Buch (Illuminati) ist wahr? Kosmiczny samolot Produkujemy wielkie ilości antymaterii (kilka gramów) Tajne laboratorium Żadna z powyższych Raumfähre Wir produzieren große Mengen an Antimaterie (mehrere Gramm) Geheimes Labor Keines von diesen

Question 10 How much of our universe is made of matter or energy, which we do not know about? Jaki procent Wszechświata zbudowany jest z materii lub energii, których nie znamy? Welcher Prozentsatz des Universums besteht aus Materie oder Energie, über die wir nichts wissen? 0.001% 10% 45% 96%

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

Tiebreaker Question 2 How many registered scientists and engineers were using CERN in 2007? Ilu naukowców i inżynierów pracowało w CERN w 2007 roku? Wie viele Gastwissenschaftler und Ingenieure waren 2007 am CERN eingeschrieben? 9133