But : stimuler une discussion sur les particules et provoquer la curiosité d'en apprendre davantage
Cette activité initiale est une introduction pour les étudiants sur le champ évolutif de la physique des particules des hautes énergies, et sert à tester leurs connaissances et conceptions des bases de la physique.
Ce questionnaire, de type vrai/faux, est conçu pour inciter les étudiants à en apprendre plus sur ce domaine, en révélant des faits récemment découverts qui pourront les surprendre.
Vous pouvez introduire cette activité en initiant une discussion sur la notion "élémentaire", en demandant aux étudiants d'expliquer comment le terme élémentaire s'applique à la physique. Cela peut aboutir à une discussion sur les particules et forces élémentaires.
Distribuez cette feuille d'activité et laissez aux étudiants le temps de compléter, seul ou en groupe, le questionnaire. Demandez leurs conclusions mais ne donnez pas les réponses. Dites leur qu'ils les apprendront au long de leur programme d'études et encouragez-les à emmener leur questionnaire à la maison pour tester les connaissances scientifiques des membres de la famille. Revenez plus tard sur ce questionnaire en tant qu'activité globale.
1/ Il existe des particules subatomiques qui n'ont ni masse ni charge électrique.
Vrai. Les neutrinos, les photons et les gluons sont toutes des particules sans masse (ou avec une masse si faible qu'elle n'a pas encore été détectée) et sans charge électrique.
2/ Certaines particules peuvent voyager à travers des milliards de km de matière sans être arrêtées (ou sans interagir)
Vrai. Les neutrinos de basse énergie n'ont que des interactions très faibles avec la matière. Ils peuvent voyager près d'une année à travers la matière en n'ayant qu'une petite probabilité d'interagir.
3/ L'antimatière relève de la science fiction et n'est pas un fait scientifique.
Faux. A toute particule élémentaire correspond une antiparticule, avec des valeurs opposées pour toutes les charges. Pour les bosons de charge nulle, il n'y a pas de distinction entre particule et antiparticule.
4/ Les accélérateurs de particules sont utilisés pour le traitement du cancer.
Vrai. L'avantage des faisceaux de particules par rapport à la radiothérapie classique réside dans le fait que la majorité des rayonnements peut être déposée dans la tumeur avec moins de lésions pour le tissu sain environnant.
5/ Les plus petits composants du noyau d'un atome sont les protons et les électrons.
Faux .Les protons et les neutrons, mais pas les électrons, sont les composants du noyau. De plus, les protons et les neutrons sont eux-mêmes composites, puisque constitués de quarks et de gluons.
6/ Les particules et les antiparticules peuvent se matérialiser sous forme d'énergie.
Vrai. Si l'énergie 
est disponible, une particule de masse m et son antiparticule
correspondante (également de masse m) peuvent être
produites. Etant donné qu'elles ont des valeurs égales,
mais opposées pour toutes les charges, toutes les lois de
conservation peuvent être satisfaites au cours de ce
processus.
7/ Les physiciens des particules ont besoin de plus grands accélérateurs pour étudier des objets plus grands.
Faux. Un grand accélérateur produit un
faisceau de haute énergie et de courte longueur d'onde, (E =
hc/
)
qui peut donc être utilisé pour sonder la structure
à plus petite échelle qu'un faisceau de plus faible
énergie. Il est cependant vrai qu'un
accélérateur de haute énergie peut être
utilisé pour produire et étudier des particules
élémentaires de grande masse.
8/ Les aimants sont utilisés dans les accélérateurs circulaires pour augmenter la vitesse des particules.
Faux. La force due au champ magnétique (sur une particule chargée en mouvement) est toujours perpendiculaire à la trajectoire, et donc ne change pas la vitesse mais seulement la direction du mouvement. Les aimants sont utilisés pour diriger les particules.
9/ Les expériences réalisées par les physiciens des particules auprès des accélérateurs nous aident à comprendre les premiers moments de l'univers.
Vrai. Au début de son développement, l'univers, très dense, était rempli de particules énergétiques. C'est seulement par la compréhension de tous les types de particules fondamentales et de leurs interactions que nous pourrons savoir ce qui s'est passé à cette époque.
10/ La gravité est la plus forte des forces fondamentales de la nature.
Faux. L'intensité de toute force dépend du contexte, mais dans la plupart des situations liées aux particules élémentaires, la gravité a une action faible comparativement à celle de l'interaction faible. Dans la vie quotidienne, la gravité est une force évidente car nous vivons près d'un objet extrêmement massif, la Terre. Tout comme les gens, la plupart des objets qui nous entourent n'ont que peu ou pas de charge électrique: nous ne voyons donc que les effets résiduels de l'électromagnétisme, telles les forces dues à la rigidité ou à l'élasticité de la matière et les forces de friction. Mais même ces forces sont plus fortes que la gravité dans de nombreux cas; la gravité ne vous fait pas tomber à travers le plancher, par exemple.
Nous sommes également dépendant des interactions fortes qui lient le noyau des atomes, mais nous ne remarquons pas les phénomènes dus aux forces forte ou faible, excepté dans les désintégrations radioactives (pour plus de détails, voyez la table dans le milieu du tableau du Modèle Standard, sous le titre "Propriétés des Interactions".)
11/ Il existe au moins 100 particules subatomiques différentes.
Vrai. Plus de 100 particules subatomiques différentes ont été observées; la plupart sont en fait des composites formés de quarks. L'existence de la majorité d'entre elles est supposée à partir d'un modèle mais elles sont très difficiles à observer car ces particules sont extrêmement instables. Rq: subatomique est interprété comme "plus petit que la taille d'un atome"; exceptés le proton, le neutron et l'électron, ces particules n'existent pas à l'intérieur des atomes ordinaires mais elles peuvent être produites dans des collisions à haute énergie.
12/ Toute la matière connue est faite de leptons et de quarks.
Vrai. Toute la matière observée est constituée de leptons ou de composites (proton et neutron) qui contiennent des quarks. Le photon, les bosons W et Z et les gluons, bien qu'observés en tant que particules, sont des porteurs de champ de force et ne sont pas appelés "matière".
13/ en cours de réalisation
14/La friction est une des forces fondamentales de la nature.
Faux. La friction est un effet secondaire qui résulte des interactions électriques entre les structures atomiques d'une surface et celles d'une autre surface proche.
15/ en cours de réalisation
1/ Suggérez aux étudiants de demander à leur proches ce qu'on leur a enseigné sur la théorie des atomes lorsqu'ils étaient à l'école. Qu'ils utilisent ceci comme base de discussion avec les membres de la famille lorsque chaque activité du programme sera terminée.
2/ Encouragez les étudiants à choisir un point du questionnaire et à faire des recherches plus approfondies sur ce domaine. Programmez un moment pendant lequel ils rendront compte de leur travail à la classe.