Física
El curs
El curs de Física del programa Bojos per la ciència de la Fundació Catalunya La Pedrera és un curs desenvolupat conjuntament per l'Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) i l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) orientat a estudiants de 1r de batxillerat amb especial interès i talent per la física. L’objectiu bàsic d’aquest curs és fomentar la vocació científica d’aquests joves i en especial el seu entusiasme per la física. En algunes de les sessions l’alumnat pot trobar idees i propostes per al seu Treball de Recerca de batxillerat que podrà dur a terme, si és el cas, amb el suport del professorat del curs.
Què vol dir fer recerca en física? No només hi ha una resposta i en el curs de Física del programa Bojos per la ciència veurem tot un seguit de projectes que estan a la frontera de la recerca i així entendrem com és el dia a dia de la recerca d’un físic. Estudiar l’estructura de l’univers i l’estructura de la matèria, entendre la física quàntica i posar-la al servei de les comunicacions, desenvolupar sensors amb nous materials i fabricar detectors que es fan servir als acceleradors de partícules, analitzar els processos caòtics de la natura i aprendre a dominar la llum i trobar-ne noves aplicacions.
La feina dels investigadors en física va des del més petit fins al més gran, de les partícules als àtoms i fins al cosmos sencer. En aquest curs, podrem experimentar aquestes diverses branques de la física i així tenir una idea més propera de com és realment aquesta recerca. I no ens oblidem de la tecnologia. La física experimental i aplicada està molt lligada al desenvolupament de noves tecnologies que no només serveixen per estudiar amb detall el que ens envolta, sinó també a fer avançar la societat.
En aquest curs trobaràs els temes que sabem que t’interessen: la quàntica, la cosmologia, la matèria, les partícules,... Veuràs el experiments científics més grans i les aplicacions més innovadores. Però si una cosa volem que aprenguis amb aquest programa és a començar a pensar com un físic. Perquè veuràs que uns i altres - teòrics i experimentals, aplicats o fonamentals - fem coses molt diferents, però hi ha una cosa que ens uneix: tots volem explicar el que ens envolta a partir d’uns principis simples. Això és el que defineix a l’autèntic boig per la física.
El curs s'impartirà durant 14 dissabtes compresos entre el gener i el novembre de 2021. Les sessions es desenvoluparan de manera telemàtica, amb uns continguts que caldrà visualitzar i treballar des de casa amb, com a mínim, una setmana d’antelació i una sessió en directe de dues hores celebrada els dissabtes. Només si les condicions de salut i de seguretat ho permeten, seria possible una visita als espais de diferents centres catalans de recerca en física.
Les inscripcions al curs de Bojos per la física estaran obertes del 16 de setembre al 29 d’octubre de 2020 i entre tots els inscrits es seleccionaran 25 estudiants de 1r de batxillerat que participaran en aquesta edició del curs dins de la 9a edició del programa Bojos per la ciència que tindrà lloc al 2021.
En el curs es tractaran els següents àmbits:
- Física de partícules
- Nanotecnologia
- Fotònica
- Cosmologia
- Astrofísica
- Ciència de materials
- Astronomia
Objectius específics
Entorn els estudis acadèmics
- Fomentar entre els joves les vocacions científiques vinculades al món de la física, tenint en compte diferents àrees d’aplicació i de recerca, tot ajudant-los a orientar el seu futur acadèmic i professional.
Entorn la recerca
- Difondre la recerca de frontera en física que es duu a terme als centres de recerca i universitats Catalanes.
- Conèixer el funcionament dels centres de recerca vinculats amb la Física, una disciplina molt més diversa del que intueixen els estudiants joves.
Sessions 2020
Dia: Dissabte 25 de gener
Horari: 10h a 14h
Lloc: Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)
Sessió a càrrec de: ATLAS Group
En aquesta sessió descobrirem el món dels Quarks i els Leptons amb dades de debò aconseguides al detector ATLAS de LHC, l’accelerador de partícules més gran del món. Després d’una introducció a la recerca bàsica que es fa per estudiar les forces i partícules fonamentals de l’anomenat model estàndard, ens endinsarem en els mètodes que fan servir els investigadors: l’anàlisi de dades i les simulacions de les col·lisions d’hadrons.
Dia: Dissabte 1 de febrer
Horari: 10h a 14h
Lloc: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Coordinació de la sessió: ICN2
L'electró és una partícula subatòmica amb una càrrega elèctrica elemental negativa. Sense els microscopis electrònics no podríem veure els nanomaterials què estem fent a l'ICN2. L'escala a la qual treballem a l'ICN2 fa dels microscopis electrònics l'única eina que ens permet veure nanomaterials per conèixer més sobre la seva estructura i caracteritzar morfològica, estructural i químicament les mostres amb les quals treballem.
Aquesta sessió té com a finalitat la producció, caracterització i posterior observació mitjançant tècniques de microscopia electrònica de diferents materials nanoestructurats, principalment nanopartícules metàl·liques. Si voleu fer nanotecnologia, heu de dominar el seu ús o conèixer a personal especialitzat com el que conduirà aquesta sessió.
Per a la sessió pràctica amb els microscopis electrònics ens dividirem en diversos grups. Tindreu l'oportunitat de treballar amb un microscopi electrònic d'escaneig i un de transmissió per visualitzar mostres reals preparades aquí a l'ICN2. La sessió durarà aproximadament 3 hores.
Dia: Dissabte 29 de febrer
Horari: 10h a 14h
Lloc: Grup de Física Estadística. Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)
Coordinació de la sessió: UAB, Grup de Física Estadística
El caos es presenta a molts fenòmens de la natura, des de sistemes molt complexos com els meteorològics fins a una simple equació recursiva. Farem un recorregut per diferents sistemes que es troben a la natura i aprendrem a distingir un comportament caòtic d'un comportament aleatori. Veurem a més alguns exemples d'autoorganització, sistemes que en determinades circumstàncies s'ordenen espontàniament.
Dia: Dissabte 7 de març
Horari: 10h a 14h
Lloc: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Coordinació de la sessió: ICN2
El paper és un material fet de cel·lulosa, el polimer més abundant a la Terra. Llavors, per què no aprofitar aquest material per fer sensors de low-cost? En aquesta sessió coneixerem els principis físics i químics que permetran dissenyar sensors senzills i eficients en paper, així com la relació que hi ha entre aquest material i la nanotecnologia.
Dia: Dissabte 13 de juny
Horari: 9.30h a 14h
Lloc: Sessió online
Coordinació de la sessió: Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB)
L'entusiasme i l'elevat nivell d'especialització de gran part dels investigadors sovint provoca que la recerca en nous materials es focalitzi en invencions d'alt interès científic, però de difícil aplicació al nostre dia a dia. Tanmateix, existeixen casos en els quals l'esforç en la recerca ha resultat en productes que fàcilment podrien entrar a la nostra vida quotidiana.
Què passa si aquest esforç el fan investigadors catalans? I si ho fan en col·laboració amb una empresa catalana? En aquesta sessió veurem alguns d'aquests (nano)materials, que podran ser utilitzats en un futur en algunes aplicacions que ni t'imagines que podien existir!
Dia: Dissabte 3 d'octubre
Horari: 9.30h a 12.45h
Lloc: Sessió online a càrrec de l'Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
Coordinació de la sessió: ICFO
Saps que tenen en comú un fan del cine 3D, un fotògraf professional i un investigador de l’ICFO que treballa sobre criptografia quàntica? Tots fan servir la polarització per realitzar les seves passions. En aquesta sessió ens posem com objectiu entendre com funciona la polarització i com podem utilitzar-la a la ciència.
Començarem des dels aspectes més bàsics, manipulant lamines d’onda i polaritzadors per entendre com funciona la polarització. Desprès de haver posat ordre a les idees amb una ràpida sessió teòrica, ens posarem de nou mans a la obra per experimentar algunes aplicacions de la polarització.
Esperem que sortireu de ICFO recordant que la polarització és una característica de la llum que té moltes i diverses aplicacions importants a la ciència i a la nostra vida quotidiana.
Dia: Dissabte 17 d'octubre
Horari: 10h a 12h
Lloc: Sessió online a càrrec de l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Coordinació de la sessió: ICN2
Aquesta sessió té com a objectiu mostrar les etapes de la fabricació i medició dels nanodispositius i explicar la connexió entre les seves propietats elèctriques i les seves aplicacions en la electrònica. Per això explicarem els desafiaments de l’electrònica moderna i els connectarem amb les tecnologies de fabricació i medició en els nostres laboratoris, explicant com utilitzem les nostres mesures per a discernir entre els possibles materials que, en un futur, es podrien convertir en la base de noves tecnologies.
La pràctica té dos components:
-
Sessió experimental: Com fabricar i mesurar els nanodispositius.
-
Sessió teòrica: Com modelar la resposta elèctrica d’aquests materials i observarcom el comportament d’aquests canvia d’acord a la seva dimensió, en passar de macro a nano.
Entitats col·laboradores
A l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) es duu a terme investigació experimental i teòrica a la frontera de la física fonamental, és a dir, física de partícules, astrofísica i cosmologia. Participa en el projecte ATLAS de l’LHC, a l’experiment de neutrins T2K del Japó, als telescopis MAGIC de la Palma i al projecte Dark Energy Survey a Xile, entre d’altres. A l'IFAE també es treballa a l'avantguarda de les tecnologies de detecció desenvolupant detectors de píxels per a física d’altes energies, càmeres de telescopis, detectors amb aplicacions mèdiques i altres aplicacions científiques i industrials.
L'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) és un centre d'investigació de reconegut prestigi. Les seves línies de recerca se centren en les propietats físiques i químiques recentment descobertes que sorgeixen del fascinant comportament de la matèria a nanoescala. La Missió de l’ICN2 és assolir l'excel·lència científica i tecnològica en nanociència i nanotecnologia, i facilitar l'adopció i integració de nanotecnologies en la societat i la indústria.
Els patrons de l’ICN2 són la Generalitat de Catalunya, el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). L'Institut promou la col·laboració entre científics de diversa formació (física, química, biologia, o enginyeria) per desenvolupar una investigació bàsica i aplicada, perseguint sempre la interacció amb la indústria local i global. L’ICN2 també forma a investigadors en nanotecnologia, du a terme nombroses activitats per facilitar l'adopció de la nanotecnologia per part de la indústria i promou el treball conjunt entre científics, enginyers, tècnics, el món dels negocis, la societat i la política.
L'Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB) és un centre de recerca del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la organització de recerca més gran a Espanya que focalitza la seva investigació en recerca bàsica i aplicada. L'ICMAB, que compta amb més de 20 anys d'experiència, acull 220 persones amb 57 científics permanents. La missió inicial i contínua de l'ICMAB és generar nou coneixement en Ciència de Materials i transferir-lo a la societat, particularment a la indrustria dins de l'Àrea Europea de Recerca.
L'Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) és una institució jove que té com a objectiu fer avançar els límits del coneixement de la fotònica, la ciència i la tecnologia de la llum. La llum, concretament la llum làser, és una de les tecnologies més prometedores de què disposa actualment la humanitat. Els seus programes de recerca s'emmarquen en línies de frontera de primer nivell mundial i tenen l'objectiu d'encarar els importants desafiaments als què s'enfronta la societat en general. Es centren en problemes, actuals i de futur, en salut, energia, informació, seguretat, protecció i cura del medi ambient.
El sincrotró de llum ALBA és una infraestructura científica de tercera generació situada a Cerdanyola del Vallès (Barcelona) i és la més important de la zona del Mediterrani. Es tracta d'un complex d'acceleradors d'electrons per produir llum de sincrotró, la qual permet visualitzar l'estructura atòmica dels materials i estudiar les seves propietats. Està gestionat pel Consorci per a la Construcció, Equipament i Explotació del Laboratori de Llum Sincrotró (CELLS) i cofinançat a parts iguals per l'Administració espanyola i catalana.
L'energia del feix d'electrons que es genera a l'ALBA és de 3 GeV i s'aconsegueix mitjançant la combinació d'un accelerador lineal (LINAC) i un propulsor de baixa emitància i màxima potència col·locat al mateix túnel que l'anell d'emmagatzematge. El Sincrotró ALBA té un perímetre de 270 metres i 17 trams rectes disponibles per a la instal·lació de dispositius d'inserció. Disposa de set línies de llum operatives de la fase I, que comprenen tant els raigs X tous com els raigs X durs, i que es destinen principalment a les biociències, la matèria condensada (nanociència i propietats magnètiques i electròniques) i la ciència dels materials.
La missió de l'Institut de Ciències de l'Espai (ICE) és contribuir a l'avanç general en els estudis sobre el cosmos, ajudant a millorar la capacitat científica i tecnològica del CSIC, a més de reforçar la presència del CSIC a les iniciatives espacials, promovent l'excel·lència en totes les activitats relacionades amb la investigació científica i la seva divulgació, així com articular la contribució del CSIC a l'Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).
La Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) és una universitat pública, arrelada al territori i de vocació internacional. Mitjançant una docència de qualitat estretament lligada a l’activitat de recerca, transfereix coneixements científics, tecnològics, culturals i formatius a la societat, promou els potencials del seu capital humà i gestiona els recursos disponibles de manera responsable. És un ecosistema de coneixement, en el qual conviuen i col·laboren les institucions vinculades a la UAB consolidant aquesta universitat entre les capdavanteres en rànquings mundials.
Altres cursos
Nutrició
Curs no disponible a l'edició 2020-2021
Ciències de la Terra
Vols ajudar a resoldre els reptes que afrontarà la Terra durant el proper segle?
Supercomputació
T'agradaria treballar amb el superordinador més potent del país?
Economia
Vols analitzar i entendre alguns dels fenòmens econòmics actuals més importants?
Medicina
Curs no disponible a l'edició 2020-2021
Matemàtiques
Vols practicar el repte intel·lectual del pensament matemàtic abstracte i creatiu?
Noves tecnologies
T'interessa el desenvolupament i programació web, aplicacions mòbils, robòtica o videojocs?
Química
Ets un apassionat de la química i vols conèixer en primera persona com es treballa en un centre de recerca internacional?