Cel
Zajęcia adresowane są do uczniów szkół ponadgimnazjalnych zainteresowanych fizyką - zarówno od strony teorii, jak i eksperymentu. Zdobyte wiadomości i umiejętności będzą przydatne zarówno w kontekscie innych konkursów fizycznych, jak i w perspektywie studiów wyższych (szerokiego wachlarza kierunków ścisłych i technicznych).
Warsztaty będą składały się z krótkich wykładów popularnonaukowych oraz ćwiczeń praktycznych.
Celem wykładów będzie zaprezentowanie podstaw współczesnej fizyki cząstek elementarnych oraz najnowszych eksperymentów prowadzonych w tej dziedzinie nauki.
Ćwiczenia praktyczne pozwolą na zapoznanie się z metodami opracowania wyników pomiarów. Zaprezentowane zostaną również podstawy programowania, komputerowej analizy danych oraz modelowania komputerowego.
Uczestnicy otrzymają zaświadczenie o udziale w warstatach oraz wydrukowane materiały dydaktyczne.
Czas i miejsce
Warsztaty będą się odbywać w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie przy ulicy Radzikowskiego 152 (przy Rondzie Ofiar Katynia).
Warsztaty będą się składały z trzech zajęć prowadzonych w jednej z dwóch grup (do wyboru):
- Grupa A (sobotnia):
11, 18 oraz 25 października w godz. 10 - 13 - Grupa B (czwartkowa):
16, 23 oraz 30 października w godz. 16 - 19
Podczas zajęć jest przewidziany drobny poczęstunek.
Tematyka
- Zajęcia 1 - Metody opracowania wyników pomiarów
Zajęcia przeplatane ćwiczeniami będą poświęcone opracowaniu wyników pomiarów, w szczególności analizy różnych rodzajów niepewności w pomiarach - umiejętność przydatna zarówno podczas konkursów i olimpiady fizycznej, jak i podczas zajęć na pracowni (laboratorium) na studiach. Podczas ćwiczeń uczestnicy nauczą się rozróżniać i szacować różne rodzaje niepewności pomiarów. Obliczenia będą prowadzone przy wykorzystaniu arkusza kalkulacyjnego (Microsof Excel lub OpenOffice Calc). Nacisk położony będzie na umiejętność prezentacji uzyskanych wyników w postaci czytelnych wykresów. - Zajęcia 2 - Fizyka cząstek elementarnych i komputerowe modelowanie procesów rozpraszania
Podczas wykładu przedstawiony zostanie pokrótce rozwój poglądów na strukturę materii od idei atomu do dnia dzisiejszego. Omówiony zostanie obecny stan wiedzy na temat Wszechświata zbudowanego z kwarków i leptonów oraz oddziałujących z nimi bozonów pośredniczących. Zostaną również przedstawione mechanizmy oddziaływania cząstek z materią oraz rodzaje detektorów używanych w fizyce wysokich energii.
Ćwiczenia mają za zadanie przybliżyć ideę modelowania procesów fizycznych za pomocą symulacji komputerowych. Uczestnicy samodzielnie stworzą program generujący zależność kąta rozpraszania w zależności od parametru zderzenia dla przypadku rozpraszania cząstek.
Program będzie pisany w języku C++, jednak jego znajomość nie jest niezbędna, gdyż zajęcia będą prowadzone od podstaw. Ponadto, w celu uniknięcia problemów natury programistycznej, które nie są zasadniczą częścią ćwiczenia, przygotowane zostaną gotowe moduły służące np. do automatycznego rysowania potrzebnych wykresów. - Zajęcia 3 - Porównanie modeli rozpraszania do pomiarów na Wielkim Zderzaczu Hadronów LHC i przyszłość fizyki cząstek
Celem ostatniego ćwiczenia będzie porównanie wyników symulacji uzyskanych na poprzednich zajęciach do wyników eksperymentalnych - ropraszania proton-proton. Za dane posłużą wyniki pomiarów dokonanych przez detektor ALFA, będący częścią eksperymentu ATLAS przy LHC. Uczestnicy dowiedzą się, w jaki sposób odczytywać i jak interpretować informacje zawarte na wykresach publikowanych przez współczesne eksperymenty.
Na koniec omówione zostanie najnowsze odkrycie w fizyce cząstek elementarnych - bozon Higgsa - oraz przedstawione zostaną największe zagadki, z którymi boryka się obecnie nauka i postulowane teorie, które starają się je rozwikłać.
