Čeští učitelé opět v laboratoři CERN  
V závěru loňského roku se skupina českých učitelů vypravila na týden do laboratoře CERN. Účastníci této, v pořadí již třetí „expedice“ měli štěstí a mohli se podívat do podzemí na zařízení experimentu CMS.

 

Zvětšit obrázek
Mick Storr, „ duše“ učitelských týdnů v laboratoři CERN, při přehlídce haly, kde se testují magnety.

Jedním z faktorů, který by v budoucnu mohl významně ohrožovat rozvoj nejen České republiky, je malý zájem mládeže o studium náročných technických a přírodovědných oborů. Pokud chceme udržet a dál zvyšovat technologickou vyspělost a rozšiřovat naše poznání přírodních zákonitostí ovládajících svět okolo nás, potřebujeme mít v této oblasti dostatek zvídavých zájemců. Velmi důležitým prvkem, který míru zájmu o technické a přírodovědné poznání ovlivňuje, jsou kvalitní a zaujatí učitelé základních a středních škol. Jednou z možností jak takové učitele získat, je poskytnout jim inspirující možnost přímého kontaktu se současným vědeckým výzkumem v dané oblasti.

 

Toho si je vědoma i laboratoř CERN a proto již řadu let pořádá „Národní učitelské týdny“ - týdenní pobyty zejména středoškolských učitelů fyziky ze spolupracujících zemí v laboratoři CERN. Pomocí přednášek a návštěv příslušných experimentálních zařízení se pedagogové seznámí s experimenty, na nichž laboratoř CERN pracuje. Přednášky jsou v jejich rodném jazyce prezentovány vědci z dané země, kteří se podílejí na projektech. V angličtině pak velmi přístupnou formou přednášejí odborníci odpovědní za učitelské programy. Pedagogové jsou tak celý týden v přímém kontaktu s řadou fyziků, kteří v CERNu pracují a mohou s nimi diskutovat. Zažívají atmosféru na tomto špičkovém pracovišti, kde lze například v jídelně potkávat světoznámé odborníky, mezi nimiž jsou i nositelé Nobelovy ceny.

Zvětšit obrázek
Už začátkem prosince vládla v CERNu vánoční atmosféra.


Přednášky učitelům poskytují zajímavé informace o historii a úkolech laboratoře CERN, výzkumech, které se zde provádějí. Umožňují jim prohloubit znalosti o standardním modelu hmoty a fyzikálních interakcí, jenž je současnou teorií popisující struktury hmoty. V programu jsou i praktická cvičení, například stavba jednoduché mlžné komory pro detekci nabitých částic. Úkolem není naučit účastníky částicovou fyziku, což za tak krátkou dobu ani není možné. Nejde ani o snahu významně rozšířit výuku tohoto oboru na základních či středních školách. Cílem je, aby si učitelé sáhli na jedno z odvětví moderní vědy a přenesli na své žáky zkušenost, že fyzika není uzavřeným souborem pavučinami opředených znalostí omílaných v učebnicích. Naopak, že je v ní obrovské množství otevřených otázek, na které zatím neznají odpovědi ani ti nejchytřejší z vědců. A že k řešení tajenek mohou v budoucnu přispět právě někteří z nich. Dobrý učitel i ty, pro něž se fyzika nestane koníčkem či povoláním, dokáže přesvědčit, že jde o vědu užitečnou a zajímavou. A tak se díky Národním učitelským týdnům vlastně obracíme k žákům pedagogů, kteří se jich účastní. Mohou tak zasvěceně diskutovat se studenty o často medializovaných novinkách z experimentů LHC, což nepochybně přispěje i k jejich autoritě.

Zvětšit obrázek
Experimentem ALICE nás provázel kolega Karel Šafařík. Na snímku je místnost s expozicí vzorků a informacemi o použitých detektorech.

 

S kolegy Jiřím Dolejším z MFF UK a Jiřím Ramešem z FzÚ AVČR jsme v roce 2010 již po třetí rok pomáhali organizovat Český učitelský týden. V minulých letech se díky osvícené sponzorské podpoře kraje Vysočina podařilo jeho učitelům zorganizovat akci pro zhruba čtyřicet účastníků a pro dopravu využít autobus. Cestou do Ženevy a zpět tak mohly navštívit nejen historické a přírodní pamětihodnosti ale také zajímavosti technické. O prvním ročníku jsem na Oslovi psal zde a fotografie pořízené učiteli v ročníku druhém jsem využil v několika článcích o fyzice, která se v laboratoři CERN dělá. Loni se bohužel sponzor nenašel a tak byla akce pořádána jen zhruba pro polovinu účastníků a bez autobusu. Tentokrát proběhl Český učitelský týden i v jiném termínu. Místo jara se konal těsně po Mikuláši a tak jsme trochu trnuli, zda se nám podaří i přes extrémní výkyvy počasí se do Ženevy dostat. 

Zvětšit obrázek
Dipólový magnet urychlovače LHC před novým výstavním pavilonem v CERNu.

 

Tentokrát účastníci měli možnost navštívit pracoviště tří experimentů LHC. Podívali se do řídícího střediska největšího experimentu ATLAS a u experimentu ALICE se kromě velínu dostali i do místností, kde je základní část elektroniky dodávající energii a kontrolující detektory. Navštívili také iontové zdroje produkující ionty vodíku a olova pro lineární urychlovač, který slouží jako první stupeň celého systému urychlovačů, jenž končí u LHC. Hlavně u atomu olova bylo zajímavé se dozvědět, jak se postupně docílí očesání úplně všech elektronů z jeho obalu. Zajímavá byla i prohlídka úplně nové audiovizuální expozice CERNu v pavilonu pro veřejnost.


I tentokrát nám to s termínem vyšlo perfektně. Srážení jader olova na urychlovači LHC skončilo v pondělí po našem příjezdu do CERNu. Provoz celého zařízení se zastavil kvůli vánoční přestávce. Začátkem letošního roku proběhnou kontroly a testy. Po nich se urychlovač opět naplno rozběhne a bude zase srážet protony s kinetickou energií více než 3 500 krát větší, než je energie odpovídající jejich klidové hmotnosti. Počet shluků urychlovaných protonů i jejich počet v těchto shlucích se bude stále zvyšovat. Tím bude růst i celková intenzita obou svazků, počet zaznamenaných srážek a pravděpodobnost, že zachytíme některou z těch vzácných, při kterých vznikne třeba nějaká nová exotická částice.

 

Řídící místnost experimentu ALICE. Chlazení mlžné komory je třeba
zajistit pomocí suchého ledu.


Vánoční přerušení činnosti urychlovače umožnilo návštěvu experimentů v podzemí. A tak se nám poštěstilo dostat se až těsně k druhému největšímu experimentálnímu zařízení CMS. S hmotností 12 500 tun je nejtěžším detektorovým systémem na LHC. Jeho cíle jsou podobné jako u experimentu ATLAS, tedy hlavně hledání nových těžkých částic, jako je třeba Higgsův boson nebo supersymetrické částice. Vstup k experimentu CMS je vzdálen od hlavního areálu CERN, takže jsme pro cestu k němu využili mikrobus. Nejdříve jsme si prohlédli kontrolní místnost, pak si před vstupem do podzemí nasadili nevyhnutné ochranné přilby a poté už výtahem hurá dolů. Vše se pomocí fotoaparátu snažila zdokumentovat Markéta Baňková, autorka pěkné knížky bajek o fyzice „Straka v říši entropie“, která také byla - alespoň na dva dny - účastnicí našeho poznávání laboratoře CERN. Děkuji jí i jejím kolegům za možnost zveřejnit několik záběrů, které pořídili.


Vybrat si tu správnou přilbu…
(foto: M. Baňková)
…pak výtahem dolů k experimentu CMS.
(foto: M. Baňková)
V podzemí žasneme nad obrovskou detekto-
rovou sestavou s hmotností 12 500 tun.
(foto: M. Baňková)
Důkaz, že jsme tady opravdu byli.
(foto: M. Baňková)

 

Zvětšit obrázek
Případ srážky s velkým počtem výtrysků částic, který má podobnou charakteristiku jakou by mělo vypařování mikroskopické černé díry (zdroj CMS).

O jednom z úspěchů experimentu CMS - prvnímu pozorování produkce Z bosonů ve srážkách olova jsem už na Oslovi informoval (zde). Další odborný článek, který uveřejnil mezinárodní vědecký tým spolupracující na tomto projektu, informuje o výsledcích při hledání mikroskopických černých děr, tedy hypotetických a mezi veřejností velice populárních objektů. Okamžitě by se vypařovaly Hawkingovým zářením. Srážky, ve kterých by vznikla a vypařila se mikroskopická černá díra, by měly charakteristické vlastnosti. Mělo by jít o případ, kde by byl větší počet výtrysků částic vyzářených zhruba izotropně do všech směrů. Je však pochopitelné, že takové případy mohou s jistou pravděpodobností vznikat i náhodně, bez vzniku mikroskopické černé díry. Detektor CMS takové studoval a zatím se ukazuje, že jím doposud nashromážděný počet případů odpovídá předpovědím počtu náhodně, klasickým způsobem vzniklých srážek s izotropní produkcí výtrysků částic. Takže při současné statistice se zatím žádné mikroskopické černé díry nepozorují. Lze pouze určit maximální možnou hodnotu pravděpodobnosti jejich vzniku a ta omezuje platnost některých hypotetických modelů předpokládajících existenci těchto objektů. Podrobnosti si zájemci mohou přečíst v tomto článku.


Jak už jsem se snažil naznačit, hlavním úkolem Národního učitelského týdne v laboratoři CERN je motivovat prostřednictvím učitelů žáky pro zájem o přírodovědné a technické poznání. Což je v současnosti kritické pro získání dostatečného počtu vzdělaných odborníků a udržení technické vyspělosti nejen Česka ale i celé Evropy. Po svém návratu mohou o svých zkušenostech a všem, co viděli, diskutovat nejen s kolegy, ale hlavně s žáky a studenty. Možná se pak spolu vypraví na exkurzi do laboratoře CERN či na jiné zajímavé vědecké pracoviště v zahraničí nebo u nás. Doufám, že možnost poznání laboratoře CERN zaujme i další učitele a v tomto roce se k nám připojí. Snad se nám akce podaří opět zorganizovat. Zde jsou podrobnosti o předchozích týdnech.

 
Kromě dalšího vzdělávání učitelů je důležitá i propagace vědy mezi mládeží. Koncem roku se pro studenty Gymnázia v Praze – Bohnicích uskutečnila přednáška o jaderné fyzice a novinkách z CERNu. Možnost zorganizovat zajímavé fyzikální přednášky pro střední školy nabízí i FJFJI ČVUT.


Studenti Gymnázia v Praze – Bohnicích na přednášce o experimentech na urychlovači LHC.


Děkuji za možnost využití řady fotografií pořízených učiteli během Českého učitelského týdne.

Na závěr připojuji osobní přání šťastného a úspěšného nového roku autorům Osla i všem jeho čtenářům.

 

Autor: Vladimír Wagner
Datum: 03.01.2011 01:01
Tisk článku

Částice na konci vesmíru - Carrol Sean
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 398 Kč
cena: 350 Kč
Částice na konci vesmíru
Carrol Sean
Související články:

Restartovaný LHC pokořil světový rekord v energii sražených částic     Autor: Stanislav Mihulka (23.05.2015)
První srážky s energií 13 TeV na urychlovači LHC     Autor: Vladimír Wagner (23.05.2015)
Hrozí podivnůstky v americkém urychlovači RHIC?     Autor: Stanislav Mihulka (14.02.2014)



Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni