Επιστήμονες από την εφηβεία! Inspire article

Μετάφραση από Αναστασία Πεχτελίδου (Anastasia Pechtelidou), Βιολόγος Μέσης Εκπαίδευσης. H Sarah Stanley εξηγεί πώς η Becky Parker καταφέρνει τους μαθητές της να εμπλακούν στη…

Μαθητές του CERN@school
Η εικόνα προσφέρθηκε από
the Langton Star Centre

Παρόλο που όλοι είμαστε λίγο πολύ περίεργοι για τον κόσμο γύρω μας, η έρευνα είναι ένα έργο που αφορά κυρίως στους επιστήμονες και τους πανεπιστημιακούς φοιτητές. Ο χώρος και ο εξοπλισμός ενός εργαστηρίου κοστίζουν ακριβά και τα πειράματα απαιτούν πολύ χρόνο και υπομονή. Ωστόσο, μία στο τόσο δίνεται η μοναδική ευκαιρία σε έναν τυχερό μαθητή να μπει στη θέση ενός επιστήμονα- ή να φορέσει την ποδιά του! Τέτοιες ευκαιρίες γίνονται πιο προσιτές χάρη σε δασκάλους όπως η Becky Parker.

Το 2007, η Becky, που διδάσκει Φυσική στο Ηνωμένο Βασίλειο, ταξίδεψε 10 ώρες με πούλμαν μαζί με 50 μαθητές της σε μια ετήσια σχολική επίσκεψη στο CERNw1, το μεγαλύτερο εργαστήριο σωματιδιακής Φυσικής στον κόσμο, στη Γενεύη της Ελβετίας. Το ταξίδι αυτό αποδείχθηκε να είναι ένα κομβικό σημείο στην καριέρα της.

«Όταν επιστρέψαμε από την επίσκεψή μας στο CERN, ακούσαμε για το Διαγωνισμό Διαστημικού Πειράματος, που διοργανώνει το Εθνικό Βρετανικό κέντρο Διαστήματος- πλέον Βρετανική Υπηρεσία Διαστήματοςw2 – και η εταιρεία Surrey Satellite Technology Limited,» λέει η Becky. «Οι μαθητές μου σκέφτηκαν πως θα ήταν καλή ιδέα να χρησιμοποιήσουμε ανιχνευτές σωματιδίων που είχαμε δει στο CERN για να μετρήσουμε κοσμική ακτινοβολία.»

Η κάρτα MediPix
Η εικόνα προσφέρθηκε από
Maximilien Brice, CERN

Οι ανιχνευτές σωματιδίων, γνωστοί ως TimePix τσιπς, αναπτύχθηκαν από τη διεθνή πολυθεσμική σύμπραξη MediPixw3. Κάθε τσιπ MediPix και TimePix αποτελείται από ένα πλέγμα πίξελ. Το τσιπ MediPix μετράει κάθε σωματίδιο φωτός (φωτόνιο). Το βασικό του πλεονέκτημα σε σχέση με τις συμβατικές τεχνικές είναι πως εάν δεν εισέλθει κανένα φωτόνιο δεν ανιχνεύεται κανενός είδους σήμα. Αυτό σημαίνει πως δεν υπάρχει καθόλου θόρυβος, ανεξάρτητα από την περίοδο έκθεσης. Ενώ ένα τσιπ MediPix απλά ανιχνεύει τα εισερχόμενα σωματίδια, ένα τσιπ TimePix χρησιμοποιεί ένα εξωτερικό ρολόι με συχνότητα έως 100 MHz ως χρονική αναφορά.

Πώς λειτουργεί το Medipix.
Κάντε κλικ στην εικόνα για
μεγέθυνση

Η εικόνα προσφέρθηκε από
the Medipix collaboration

«Ο Michael Campbell. εκπρόσωπος της σύμπραξης MediPix, είχε ήδη σκεφτεί πως τα τσιπς TimePix θα μπορούσαν αν χρησιμοποιηθούν σε σχολεία,» αναφέρει η Becky. «Για το διαγωνισμό, οι μαθητές μου σχεδίασαν τον ανιχνευτή Langton Ultimate Cosmic ray Intensity Detector (LUCID), ο οποίος για να συλλέγει δεδομένα κοσμικών ακτίνων κάνει χρήση τεσσάρων τσιπς TimePix γύρω από τις πλευρές ενός κύβου και ενός στο κάτω μέρος του.»

Οι κοσμικές ακτίνες είναι υποατομικά σωματίδια που παράγονται από μια ποικιλία γεγονότων στο διάστημα. Προέρχονται από τον Ήλιο, άλλα άστρα και από αγνώστου ταυτότητας πηγές στην άκρη του ορατού Σύμπαντος. Οι κοσμικές ακτίνες ταξιδεύουν ανενόχλητες μέσα από τεράστια διαστήματα κενού χώρου, και οι επιστήμονες μπορούν να ανιχνεύσουν αυτές που διασταυρώνονται με τη Γη, αποκαλύπτοντας έναν πλούτο πληροφοριών σχετικά με το Σύμπαν. Οι μαθητές της Becky ήλπιζαν να συνεισφέρουν οι ίδιοι στην ανίχνευση κοσμικών ακτίνων.

«Στείλαμε τον LUCID στο Διαγωνισμό και καταλήξαμε στη δεύτερη θέση! Μας επιβράβευσαν με την ευκαιρία να τον ενσωματώσουμε στο δορυφόρο TechDemoSat, ο οποίος έχει προγραμματιστεί για εκτόξευση το 2012,» αναφέρει η Becky. «Η αρχική ομάδα του LUCID ήταν τρία αγόρια και τρία κορίτσια, αλλά τώρα έχουμε 30 έως 40 μαθητές που εμπλέκονται σε διάφορες περιόδους. Οι μαθητές εργάζονται πάνω σε πρωτόκολλα για την αποστολή εντολών όταν το πείραμα είναι στο διάστημα- στήνοντας αποτελεσματικά τον έλεγχο μιας αποστολής. Τα αποτελέσματα από τον LUCID θα δώσουν πολύτιμη επίγνωση σχετικά με το περιβάλλον των κοσμικών ακτίνων.»

Ο ανιχνευτής LUCID που
σχεδιάστηκε από το σχολείο
Langton

Η εικόνα προσφέρθηκε από
Surrey Satellite Technology
Limited

Προκειμένου να μοιραστεί τον ενθουσιασμό της για τον LUCID, η Becky έχει ιδρύσει το πρόγραμμα CERN@school, στο οποίο μικρότερες εκδόσεις του LUCID μοιράζονται σε άλλα σχολεία. Οι μαθητές συγκεντρώνουν δεδομένα κοσμικών ακτίνων, που γίνονται διαθέσιμα σε όλα τα σχολεία μέσω της ιστοσελίδας του CERN@schoolw4. Δέκα σχολεία στο Ηνωμένο Βασίλειο εμπλέκονται επί του παρόντος στο πρόγραμμα, το οποίο σύντομα θα επεκταθεί και σε άλλα σχολεία της Ευρώπης και των Ηνωμένων Πολιτειών.

«Οι μαθητές του CERN@school είναι πραγματικά κατενθουσιασμένοι που συμμετέχουν σε πραγματική επιστημονική έρευνα,» λέει η Becky. «Συνεργάζονται με μια διεθνή ομάδα φοιτητών και ενθαρρύνονται να ακολουθήσουν καριέρα στη Φυσική και τη Μηχανική. Το πρόγραμμα επιτρέπει επίσης σε καθηγητές να δράσουν ως πρακτικοί επιστήμονες και σε ερευνητές να εργαστούν σε σχολικό περιβάλλον.»

Ο ενθουσιασμός για την επιστημονική έρευνα δεν είναι τίποτα καινούριο για την Becky. Μετά την απολαυστική εμπειρία των επιστημών και των μαθηματικών στο σχολείο, ολοκλήρωσε τις σπουδές της στη Φυσική στο Πανεπιστήμιο του Sussex στο Ηνωμένο Βασίλειο και το μεταπτυχιακό της δίπλωμα πάνω στα Θεμέλια Αντίληψης της Επιστήμης στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο στις Ηνωμένες Πολιτείες. Επέστρεψε στο Πανεπιστήμιο του Sussex για πτυχίο στην εκπαίδευση, επιλέγοντας να διδάξει Φυσική επειδή «λάτρευε το αντικείμενο και ήθελε οι άνθρωποι να εξάπτονται και να εμπνέονται από τη Φυσική».

Το πακέτο CERN@school
Η εικόνα προσφέρθηκε από
the Langton Star Centre

Η Becky Parker είναι καθηγήτρια τα τελευταία 18 χρόνια και έχει διδάξει επί μακρόν στο σχολείο μέσης εκπαίδευσης αρρένων Simon Langton, το οποίο δέχεται και κορίτσια τα 2 τελευταία χρόνια πριν το Πανεπιστήμιο. Πρωτοεπισκέπτηκε το CERN το 1993 και ξεκίνησε μια ετήσια σχολική επίσκεψη στο ίδρυμα το 1995, που τελικά οδήγησε στο σημαδιακό ταξίδι του 2007 που ενέπνευσε τον LUCID.

Ωθούμενη από την επιτυχία του LUCID και του CERN@school, η Becky ίδρυσε πρόσφατα το κέντρο Langton Starw5, που ενθαρρύνει τους μαθητές να κάνουν έρευνα πέρα από τα όρια της σωματιδιακής Φυσικής. Το κέντρο προσφέρει στους μαθητές πολλών σχολείων μια ευκαιρία να δουλέψουν μαζί με ειδικούς στη Φυσική πλάσματος, στην Αστρονομία και στη Μοριακή βιολογία. Ένας από τους μαθητές του κέντρου Φυσικής πλάσματος έχει επίσης δημοσιεύσει τη δουλειά του σε περιοδικό ομότιμης αναθεώρησης (Hatfield, 2010).

«Οι μαθητές λατρεύουν να εμπλέκονται σε πειραματική δουλειά, όταν οι απαντήσεις δε δίνονται στην επόμενη σελίδα,» αναφέρει η Becky. «Δουλεύουν μαζί με τους καλύτερους επιστήμονες και μηχανικούς και τους συμπεριφέρονται σαν να ήταν και οι ίδιοι υπεύθυνοι επιστήμονες. Δουλεύουν σκληρά, ωστόσο έχουν φανταστικές εμπειρίες και είναι πολύ πιθανό να συνεχίσουν

Οι μαθητές της Becky
επισκέπτονται το CERN

Η εικόνα προσφέρθηκε από
the Langton Star Centre

Πράγματι, από την έναρξη του προγράμματος , το σχολείο μέσης εκπαίδευσης Simon Langton έχει καταλήξει να συνεισφέρει το 0,05-1% όλων των φοιτητών Φυσικής στα αγγλικά πανεπιστήμια, διπλασιάζοντας τα προηγούμενα ποσοστά του. Επίσης, το σχολείο παράγει περισσότερους μηχανικούς στις μέρες μας, και μεγάλο ποσοστό των θηλέων αποφοίτων συνεχίζει στη Φυσική και τη Μηχανική.

Τι θα κάνει όμως η Becky Parker από εδώ και πέρα;

«Ελπίζουμε να επεκτείνουμε το πρόγραμμα CERN@school,» αναφέρει. «Με ανιχνευτές στα σχολεία ανά την Ευρώπη, έχουμε τη δυνατότητα να ασκήσουμε πραγματικά συναρπαστική φυσική. Δουλεύουμε πάνω σε έναν τρόπο να αποθηκεύσουμε περισσότερα δεδομένα από τον LUCID και το CERN@school συνδέοντας τα σχολεία μεταξύ τους με τη βοήθεια του GridPP, που είναι μια συνεργασία σωματιδιακών φυσικών και πληροφορικάριων από το Ηνωμένο Βασίλειο και το CERN, δημιουργώντας το βρετανικό υπολογιστικό δίκτυο που είναι τμήμα του ευρύτερου πλέγματος του CERN. Το πλέγμα αυτό θα παρέχει ανώτερη ανάλυση δεδομένων, επιδίδοντας στο πρόγραμμα ένα νέο εξεζητημένο επίπεδο δυνατοτήτων».

Οι καθηγητές που ενδιαφέρονται να εμπλακούν με τους μαθητές τους στο πρόγραμμα CERN@school ή στο κέντρο Langton Star προτρέπονται να επικοινωνήσουν ηλεκτρονικά με την Becky Parker στη διεύθυνση: bparker@thelangton.kent.sch.uk

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

  • w1 – Το CERN είναι το μεγαλύτερο εργαστήριο σωματιδιακής Φυσικής στον κόσμο, εδρεύει στη Γενεύη της Ελβετίας. Είναι μέλος του EIROforum, της σύμπραξης των διακυβερνητικών επιστημονικών οργανισμών έρευνας που δημοσιεύουν το Science in School. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το CERN, δείτε: www.cern.ch
  • w2 – Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την εκπαιδευτική υποστήριξη της Βρετανικής Υπηρεσίας Διαστήματος, επισκεφθείτε www.bis.gov.uk/ukspaceagency και πηγαίνετε στην επιλογή ‘Discover and learn’.
  • w3 – Περισσότερες λεπτομέρειες για τη σύμπραξη MediPix μπορούν να βρεθούν εδώ: http://medipix.web.cern.ch/medipix
  • w4 – Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το πρόγραμμα CERN@school, ή ακόμη να συμμετέχετε, δείτε: http://194.81.239.119
  • w5 – Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το κέντρο Langton Star, δείτε: www.thelangtonstarcentre.org

Resources

  • Η Becky Parker είναι μία από τους δασκάλους που συμμετείχαν στο διαδικτυακό πρόγραμμα «Γιατί η επιστήμη είναι σημαντική;». Δείτε την απάντησή της στην ερώτηση αυτή στο εξής βίντεο: http://whyscience.co.uk/contributors/becky-parker
    • Για μια ανασκόπηση της ιστοσελίδας του προγράμματος, δείτε:

    • Rüth C (2009) Review of the Why is science important? website. Science in School 13.

Institution

CERN

Author(s)

Η Sarah Stanley αποφοίτησε από το Βιολογικό Τμήμα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, στη Σάντα Μπάρμπαρα των Ηνωμένων Πολιτειών. Κατά τη συγγραφή αυτού του άρθρου, έκανε την πρακτική της άσκηση στην επιστημονική συγγραφή στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας (EMBL). Σήμερα ασκεί παρόμοια καθήκοντα στο περιοδικό Discover.




License

CC-BY-NC-ND