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Florian Miconi | IPHC | France

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Hands on Particle Physics Masterclasses

(english translation below)

La semaine passée j’ai eu l’occasion d’aider à l’encadrement des master classes de physique des particules. Le principe est simple: faire découvrir la physique des particules a une classe de lycéens. Ainsi pendant deux jours, notre laboratoire (IPHC) a accueilli des jeunes de 1ère S de deux lycées de la région.

Presentation du LHC

Presentation du LHC

La journée de découverte commence par une matinée de présentations donnant une vue d’ensemble de la physique des particules (le modèle standard, les collisionneurs, les détecteurs et les grandes questions que nous nous posons en tant que physicien des hautes énergies).
Bien sûr, faire comprendre ne serait-ce que les bases de la physique des particules à des lycéens est très ambitieux et j’avais de réels doute quant au succès de l’entreprise. Mais j’ai été très agréablement surpris de voir des élevés intéressés et assez réactifs. Nous n’avons pas échappé a des questions comme « qu’y avait-il avant le Big-Bang? », il est toujours difficile d’aborder des sujets qui flirt avec des concepts comme l’infini ou le néant… Il est encore plus difficile a faire comprendre que la physique est l’étude des caractéristiques de notre univers, nous ne pouvons pas étudier notre univers avant qu’il existe!

Event Display - Z -> e+/e-

Event Display - Z -> e+/e-

L’après midi est plus interactive, les élèves nous suivent en salle informatique où ils effectuent un petit exercice visant à reconnaître les modes de désintégration du boson Z dans des collisions produites au LEP (le collisionneur précèdent le LHC au CERN). Le but est de remonter aux rapports d’embranchement du Z en identifiant les particules sur un event display (voir image).
Une fois l’exercice terminé, tout le monde se retrouve dans un amphi où a lieu une video conference avec le CERN et d’autres classes de par le monde participant aux master classes. Nous pouvons ainsi combiner les résultats de tout le monde pour obtenir les résultats finaux et les comparer aux résultats du LEP et a ceux théoriques. C’était une belle surprise de voir que les résultats étaient compatibles! (ou du moins proche de l’être pour la seconde classe, ce qui n’était pas joué d’avance au vue de certains évènements totalement cryptiques…)

J’espère vraiment que cette expérience suscitera quelques vocations, la physique des particules a encore beaucoup de boulot devant elle et a bien besoin de main d’oeuvre pour les prochaines décennies.

Pendant l'exercice / During the exercise.

Pendant l'exercice / During the exercise.

Last week I took part in the master classes of particles physics. The principle is simple : provide the opportunity for high school students to discover particle physics. Thus, for two days, our laboratory (IPHC) received two classes from high schools of the region.
The day begin with an overview of the particle physics (standard model, particle colliders, detectors and the big questions we can ask ourselves as particle physicist).

Sure, to make high school students understand if only the basis of the particles physics is quite a challenge and I had real doubts about its success. But finally I’ve been really pleased to see interested students and I think they managed to make profit of it. Of course we faced questions like « What was it before the Big-Bang? », it’s too bad the answer they want the most is the one we can’t give!

The afternoon is more interactive, the students have to do a little exercise about the Z boson. The data is from the LEP (the previous collider of the CERN) and they have to recognize the mode of disintegration on an event display with the program WIRED (see picture). The goal is to analyze a certain amount of events and by this, to determine the branching ratio of the Z. These results are then combined with the results of other classes around the world following the CERN master classes. Much to my surprise, I was pleased to see that the result was consistent with the theoretical and experimental data from LEP (or close to be)! Good job students!

I hope this will decide some of the students to choose a career in physics, particle physics have a lot of things to discover and we could use a little workforce for the next decades.

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