Noutăți din Geneva, de la C.E.R.N. – Centrul european de cercetări nucleare

Programul HST (High School Teachers) al Centrului european de cercetări nucleare din Geneva se desfășoară anual începând cu 1998 la CERN, în Elveția, pe parcursul a 3 săptămâni, în cursul lunii iulie. Programul este deschis profesorilor de fizică de liceu, care doresc să-și actualizeze cunoștințele lor din domeniul fizicii particulelor, al tehnologiilor asociate acesteia şi subiectelor conexe, din toate statele membre CERN şi ale observatorilor, precum şi din alte ţări, în funcţie de existența fondurilor. Experiența este incredibilă și o recomand cu căldură tuturor profesorilor de fizică din România.

Dintre obiectivele acestui program pentru profesorii de liceu amintesc: promovarea predării fizicii în licee şi în special a fizicii particulelor; promovarea schimbului de cunoştinţe şi de experienţă, între profesorii de diferite naţionalităţi; expunerea profesorilor la lumea cercetărilor; stimularea activităţilor legate de popularizarea fizicii în cadrul şi dincolo de sala de clasă; pentru a ajuta C.E.R.N. la stabilirea de legături mai strânse cu şcolile europene; pentru a încuraja cooperarea între C.E.R.N. şi programele existente, sponsorizate de Uniunea Europeană în domeniul educaţiei ştiinţifice.

Am participat la cea de a 15-a ediție a Programului HST 2012, fiind unul dintre cei 42 profesori de fizică din 25 țări: Austria-1, Belgia-1, Bulgaria-1, Burundi-1, Canada-1, Camerun-2, Germania-2, Ecuador-1, Estonia-1, Spania-2, Marea Britanie-2, Ghana-2, Grecia-1, Israel-2, Italia-3, Japonia-1, Madagascar-1, Olanda-3, Polonia-1, Portugalia -2, Serbia-2, Tailanda-2, Uganda-1, S.U.A.-5 și România -1.

Școala de vară a avut un Program de lucru foarte variat și încărcat. Pregătirea ”teoretică” a cuprins 120 de ore distribuite sub forma prelegerilor, cursurilor, experimentelor în laboratoare.
Prelegerile au fost susținute de nume celebre în lumea fizicii și CERN : Dr. Sascha Marc Schmeling (CERN), Mick Storr (Director al Programelor pentru profesori şi vizite la CERN), Jonathan R. Ellis (CERN), Dr. Angelos Alexopoulos (University of Athens (GR), Jack Steinberger –premiul Nobel 1988 (CERN), Dr.Rolf Landua – fizician german (şeful grupului de educaţie de la CERN), Goronwy Jones (University of Birmingham, School of Physics and Astronomy), Prof. Cecilia Jarlskog – membră în comisia de stabilire a premiilor Nobel (Lund University-Suedia), Dr. Simone Gilardoni (CERN) , Peter Cooper (Fermilab), Manjit  Dosanjh  (CERN), Frank Hartmann (CERN and KIT – Karlsruhe Institute of Technology), m Koratzinos (National Technical Univ. of Athens (GR), Dr. Sofoklis Sotiriou (Ellinogermaniki Agogi), Dr. Angelos Lazoudis (Ellinogermaniki Agogi), Muhammad Alhroob (Abdus Salam Int. Cent. Theor. Phys. (IT), Geraldine Servant (CERN), Dr. Piotr Traczyk (Univ. of California Los Angeles (US), Christine Kourkoumelis (University of Athens (GR).

Chiar cu o zi înainte de anunțul făcut pe 4.07.2012 cu privire la ultimele descoperiri ale bozonului Higgs, participanților HST 2012 li s-a făcut favoarea de a purta discuții cu sir Higgs în cadrul unei conferințe speciale.
Tot specială a  fost și întâlnirea și conferința la care a participat directorul general al CERN dl Dr. Rolf-Dieter Heuer – fizician german precum și întâlnirea cu inginerul proiectant al Atlas.

Pe lângă acestea, profesorii programului HST 2012 au lucrat organizați în echipe, la realizarea unor planuri de lecții și unități de învățare pentru introducerea celor mai noi cercetări la nivelul elevilor de diferite vârste, ce pot fi adaptate la curriculum-urile fiecărei țări. Profesorii au luat contact cu platformele HYPATHIA și PATHWAY .
HYPATHIA este o platformă dezvoltată ca parte a formării cu ATLAS și CERN, un program educaţional având ca subiect fizica modernă a particulelor. Aceasta permite elevilor de liceu şi profesorilor să studieze particulele elementare şi interacţiunile lor, utilizând „evenimente” reale de la ATLAS (mai multe aflați pe: https://kjende.web.cern.ch/kjende/en/zpath_teilchenid2.htm).
PATHWAY- ”Calea” – Scopul proiectului este de a stabili calea spre o abordare standard, bazată pe predarea pe bază de anchetă ştiinţifică, pentru a demonstra şi disemina metodele şi exemplele de ”bune practici”, precum introducerea efectivă a anchetei științifice în sălile de clasă şi programe de dezvoltare profesională, şi în cele din urmă pentru a oferi un set de linii directoare pentru comunitatea educaţională să exploreze în continuare şi să exploateze avantajele unice ale abordării propuse în predarea ştiinţelor. În acest fel, echipa de proiect îşi propune să faciliteze dezvoltarea de comunităţi de practicieni ai ”anchetei științifice”, care va permite profesorilor să înveţe unii de la alţii. (Mai multe informații se pot afla pe http://www.pathway-project.eu/node/138)

De asemenea profesorii participanți la HST 2012 au vizitat expozițiile din GLOBE și MICROCOSM dar și laboratoarele în care se fac cercetările : LINAC, ATLAS, CMS.
Nu în ultimul rând, cei 42 de profesori din toate colțurile globului au avut ocazia să descopere comorile Genevei pe parcursul unei zile ”Discover Geneva Treasure Hunt” terminată cu descoperirea specialităților culinare tradiționale elvețiene. Aceștia au reușit să se cunoască mai bine între ei, să înnoade prietenii și să afle sistemele educaționale, exemple de bune practici în învățământ, obiceiurile culinare și tradițiile din țările participante, pe parcursul serilor internaționale organizate… (cozonacul, papanașii preparați ad-hoc și afinata noastră, fiind printre punctele de atracție ale tuturor celor prezenți).

CERN are personal permanent în număr de 2600 şi aproximativ 8.000 de oameni de ştiinţă şi ingineri care reprezintă mai mult de 500 de instituţii academice din întreaga lume. Instrumentul cel mai important al activităţii lor este cel mai mare accelerator de particule din lume – Large Hadron Collider (LHC), care poate fi considerat cel mai puternic microscop existent sau telescop, așa după cum spunea în prelegerea sa, fizicianul teoretician britanic dr. Jonathan Richard Ellis.

Large Hadron Collider (LHC) este un instrument ştiinţific gigantic de lângă Geneva, care se întinde pe graniţa dintre Elveţia şi Franţa, la 100m în subteran. Acesta este un accelerator de particule folosit de fizicieni pentru a studia cele mai mici particule cunoscute – pietre fundamentale de consolidare a tuturor lucrurilor. Descoperirile făcute cu acesta vor revoluţiona înţelegerea noastră, din lumea minusculă, de la profunzimea atomilor până la vastitatea Universului.

Două fascicule de particule subatomice numite „hadroni” – ce pot fi protoni sau ioni de plumb – călătoresc în direcţii opuse în interiorul acceleratorului circular, câștigând în energie cu fiecare tur. Fizicienii folosesc LHC pentru a recrea condiţiile existente imediat după Big Bang. Apoi, echipe de fizicieni din întreaga lume, analizează particulele create in timpul ciocnirilor folosind detectoare speciale, într-o serie de experimente dedicate la LHC.
Există multe teorii cu privire la ceea ce va rezulta din aceste coliziuni. Timp de decenii, Modelul Standard al fizicii particulelor a servit fizicienilor ca mijloc de înţelegere a legilor fundamentale ale naturii, dar acesta nu ”spune” întreaga poveste. Numai datele experimentale folosind energiile înalte atinse de LHC poate împinge înainte cunoaşterea, fiind o provocare pentru cei care caută o confirmare a cunoştinţelor stabilite, dar și pentru cei care îndrăznesc să viseze dincolo de paradigmă.

Detectorul ATLAS reprezintă un experiment de fizica particulelor de la Large Hadron Collider (LHC) de la CERN.  ATLAS este în căutarea de noi fenomene în ciocniri cu energie extraordinar de mare. Colaborarea ATLAS se realizează în momentul de față între 3000 de fizicieni de la 176 de instituţii situate în 38 de ţări diferite din întreaga lume. Mai mult de 1000 de doctoranzi sunt implicați în funcţionarea ATLAS şi în analiza datelor sale.

CMS este cel de al doilea tip de experimente realizate la CERN alături de Large Hadron Collider (LHC), ambele fiind construite pentru a căuta ”noua fizică”. CMS este conceput pentru a detecta o gamă largă de particule şi fenomene produse în LHC prin coliziuni de înaltă energie între proton-proton şi coliziuni grele între ioni. CMS măsoară de asemenea, proprietăţile particulelor bine cunoscute, cu o precizie fără precedent, şi este pregătit să înregistreze fenomene neprevăzute, complet noi. Astfel de cercetări nu numai că măresc înţelegerea noastră, dar pot declanşa în cele din urmă tehnologii noi care vor schimba lumea în care trăim.

CMS este un detector de particule, care este proiectat pentru a vedea o gamă largă de particule şi fenomene produse în ciocnirile de înaltă energie din LHC. Poate fi comparat cu o ceapă cilindrică construită în jurul conductei fasciculului, dar tăiată în 15 felii, ale cărei straturi sunt diferite detectoare ce măsoară particule diferite, cu scopul de a folosi aceste date cheie pentru a construi o imagine a evenimentelor din centrul de coliziune.

La CMS, oamenii de știință caută  în necunoscut şi încearcă să răspundă la întrebările fundamentale despre Universul nostru, ca de exemplu: Din ce este în realitate făcut Universul? Ce-l obligă să acţioneze așa? şi Din ce este format tot ceea ce există?.
Experimentul CMS constituie unul dintre cele mai mari colaborări ştiinţifice internaţionale în istorie, care implică 4300 de fizicieni din fizica particulelor, ingineri, tehnicieni, studenţi şi personal de sprijin din 179 de universităţi şi institute din 41 de ţări.

–

…Experiența a fost incredibilă și o recomand cu căldură tuturor profesorilor de fizică din România, aceștia putând beneficia de această școală de vară, urmare grantului obținut  pe baza selecției făcută de cei  din CERN – limba engleză constituind o condiție absolut necesară, întrucât tot programul se desfășoară în engleză. (http://education.web.cern.ch/education/Chapter1/Page2a.html)

Menționez că există de asemenea programe pentru studenți, doctoranzi, masteranzi, se pot organiza vizite cu elevii la CERN. Pentru ingineri, tehnicieni, fizicieni există permanent oferte de locuri de muncă temporare sau permanente.
Informații detaliate și diferite resurse educaționale și științifice puteți găsi în diverse limbi, la adresa: http://public.web.cern.ch/public/

Selecția pentru școala de vară din 2013 se va încheia la sfârșitul lunii februarie 2013.

Resurse bibliografice : https://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=193928