El curso

Instituto de Física de Altas Energías (IFAE)
Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2)
Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Sincrotrón ALBA
ICCUB
Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC)
Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)

Del 28 de enero al 28 de octubre de 2023

El curso de Física del programa Locos por la ciencia de la Fundación Catalunya La Pedrera es un curso desarrollado conjuntamente por el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) y el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) orientado a estudiantes de 1º de bachillerato con especial interés y talento para la física. El objetivo básico de este curso es fomentar la vocación científica de estos jóvenes y en especial su entusiasmo por la física. En algunas de las sesiones del alumnado puede encontrar ideas y propuestas para su trabajo de investigación de bachillerato que podrá llevar a cabo, en su caso, con el apoyo del profesorado del curso.

¿Qué significa hacer investigación en física? No sólo hay una respuesta y en el curso de Física del programa Locos por la ciencia veremos una serie de proyectos que están en la frontera de la investigación y así entenderemos como es el día a día de la búsqueda de un físico. Estudiar la estructura del universo y la estructura de la materia, entender la física cuántica y ponerla al servicio de las comunicaciones, desarrollar sensores con nuevos materiales y fabricar detectores que se usan en los aceleradores de partículas, analizar los procesos caóticos de la naturaleza y aprender a dominar la luz y encontrar nuevas aplicaciones.

El trabajo de los investigadores en física va desde el más pequeño hasta el más grande, de las partículas en los átomos y hasta el cosmos entero. En este curso, podremos experimentar estas diversas ramas de la física y así tener una idea más cercana de cómo es realmente esta investigación. Y no nos olvidemos de la tecnología. La física experimental y aplicada está muy ligada al desarrollo de nuevas tecnologías que no sólo sirven para estudiar con detalle lo que nos rodea, sino también a hacer avanzar la sociedad.

En este curso encontrarás los temas que sabemos que te interesan: la cuántica, la cosmología, la materia, las partículas,... Verás los experimentos científicos más grandes y las aplicaciones más innovadoras. Pero si algo queremos que aprendas con este programa es empezar a pensar como un físico. Porque verás que unos y otros -teóricos y experimentales, aplicados o fundamentales - hacemos cosas muy diferentes, pero hay algo que nos une: todos queremos explicar lo que nos rodea a partir de unos principios simples. Esto es lo que define al auténtico loco por la física.

El curso se impartirá durante 14 sábados del 28 de enero al 28 de octubre de 2023. Las sesiones se desarrollarán de manera telemática, con unos contenidos que se tendrán que visualizar y trabajar desde casa con, como mínimo, una semana de antelación y una sesión en directo de dos horas que tendrá lugar los sábados. Solo si las condiciones de salud y seguridad lo permiten, será posible una visita a los espacios de diferentes centros catalanes de investigación en física.

Las inscripciones al curso de Locos por la física estarán abiertas del 12 de septiembre al 19 de octubre de 2022 y entre todos los inscritos se seleccionarán 25 estudiantes de 1º de bachillerato que participarán en esta edición del curso dentro de la 11ª edición del programa Locos por la ciencia que tendrá lugar el 2023.

En el curso se tratarán los siguientes ámbitos:

  • Física de partículas
  • Nanotecnología
  • Fotónica
  • Cosmología
  • Astrofísica
  • Ciencia de materiales
  • Astronomía

 

Objectivos específicos

Entorno a los estudios académicos

Fomentar entre los jóvenes las vocaciones científicas vinculadas al mundo de la física, teniendo en cuenta diferentes áreas de aplicación y de investigación, ayudando a orientar su futuro académico y profesional.


Entorno a la investigación

  • Difundir la investigación de frontera en física que se lleva a cabo en los centros de investigación y universidades Catalanas.
  • Conocer el funcionamiento de los centros de investigación vinculados con la Física, una disciplina mucho más diversa de lo que intuyen los estudiantes jóvenes.

Sesiones 2023

Trabajando con electrones

Día: Sábado 4 de febrero

Horario: 9h a 14h

Lugar: ICN2

Coordinación de la sesión: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

El electrón es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental negativa. Sin los microscopios electrónicos no podríamos ver los nanomateriales que estamos haciendo al ICN2. La escala a la que trabajamos en la ICN2 hace de los microscopios electrónicos la única herramienta que nos permite ver nanomateriales para conocer más sobre su estructura y caracterizar morfológica, estructural y químicamente las muestras con las que trabajamos.

Esta sesión tiene como finalidad la producción, caracterización y posterior observación mediante técnicas de microscopía electrónica de diferentes materiales nanoestructurados, principalmente nanopartículas metálicas. Si deseas hacer nanotecnología, debes dominar su uso o conocer a personal especializado como el que conducirá esta sesión.

Para la sesión práctica con los microscopios electrónicos nos dividimos en varios grupos. Tendrás la oportunidad de trabajar con un microscopio electrónico de escaneo y un de transmisión para visualizar muestras reales preparadas aquí al ICN2. La sesión durará aproximadamente 3 horas.

La física de partículas en el detector ATLAS del LHC

Día: Sábado 28 de enero

Horario: 9h a 14h

Lugar: IFAE

Sesión a cargo de: Grupo de ATLAS del Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)

En esta sesión descubriremos el mundo de los Quarks y los Leptones con datos de verdad conseguidas en el detector ATLAS de LHC, el acelerador de partículas más grande del mundo. Después de una introducción a la investigación básica que se hace para estudiar las fuerzas y partículas fundamentales del llamado modelo estándar, nos adentraremos en los métodos que utilizan los investigadores: el análisis de datos y las simulaciones de las colisiones de hadrones.

Cosmología observacional

Día: Sábado 18 de febrero

Horario: 9h a 14h

Lugar: Institut de Física de Altes Energies (IFAE)

Sesión a cargo de: Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)

El papel de los sensores y sensores de papel

Día: Sábado 4 de marzo

Horario: 9h a 14h

Lugar: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

Coordinación de la sesión: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

El papel es un material hecho de celulosa, el polímero más abundante en la Tierra. Entonces, ¿por qué no aprovechar este material para hacer sensores de low-cost? En esta sesión conoceremos los principios físicos y químicos que permitirán diseñar sensores sencillos y eficientes en papel, así como la relación que existe entre este material y la nanotecnología.

Fenomenología de Física de partículas

Dia: Sábado 18 de marzo

Horario: 9h a 14h

Lugar: Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)

Sesión a cargo de: Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)

Visita al Sincrotrón ALBA

Día: Sábado 15 de abril

Horario: 9h a 14h

Lugar: Sincrotró ALBA

Coordinación de la sesión: Sincrotró ALBA

La fuente de luz del Sincrotrón ALBA es la instalación científica singular más importante del sud-oeste de Europa. ALBA funciona como un microscopio gigante que permite descubrir estructures de la materia a escala atómica y molecular. Las propiedades de la luz que genera le permiten penetrar en la materia de manera extremamente selectiva, en ámbitos como la física, la química, la biomedicina, el patrimonio cultural, medio ambiente, etc.

El agua sobre las superficies nanoestructuradas

Día: Sábado 13 de mayo

Horario: 9h a 14h

Lugar: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

Coordinación de la sesión: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

Una de las muchas propiedades sorprendentes del agua líquida es su elevada tensión superficial, lo que posibilita la formación de gotas. Estas gotas son estables a las humedades relativas habituales (30-40%), desafían la fuerza de la gravedad y, en su ausencia, pueden alcanzar tamaños considerables tal y como nos lo muestran a menudo los astronautas de la Estación Espacial Internacional. La alta tensión superficial del agua se fundamenta en el enlace de puente de hidrógeno. Cuando las gotas interactúan con superficies, podemos llegar a tener dos situaciones radicalmente opuestas: las gotas cubren la superficie (hidrofilicidad) o son rechazadas por la superficie (hidrofobicidad). En este último caso las gotas rebotan elásticamente formando ondulaciones espectaculares. El carácter hidrofílico o hidrofóbico se puede controlar modificando las superficies. Superficies no hidrofóbicas pasan a ser hidrofóbicas cuando somos capaces de crear artificialmente estructuras micro/nanométricas. Esta habilidad de controlar la interacción del agua con superficies ya ha encontrado aplicaciones en campos tan diversos como la construcción, la óptica, los tejidos, etc.

Computación cuántica con circuitos superconductores

Día: Sábado 27 de mayo

Horario: 9h a 12h

Lugar: Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)

Sesión a cargo de: Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)

La computación cuántica utiliza una nueva lógica basada en las leyes de la física cuántica para resolver problemas que no son posibles de solucionar con la computación clásica. En esta sesión introduciremos los conceptos básicos de la física cuántica y cómo estos llevan a una nueva manera de codificar y manipular la información. Finalmente explicaremos cómo funciona un ordenador cuántico basado en circuitos superconductores.

Del BIT al QUBIT: Criptografía Cuántica y el test de Bell

Día: Sábado 3 de junio

Horario: 9h a 14h

Lugar: Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)

Sesión a cargo de: Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)

Agujeros negros

Día: Sábado 10 de junio

Horario: 9h a 14h

Lugar: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

Sesión a cargo de: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

La astrofísica con datos de los telescopios MAGIC de la Palma

Día: Sábado 16 de septembre

Horario: 9h a 14h

Lugar: Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)

Sesión a cargo de: Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)

Descubre el poder de la fotónica

Día: Sábado 23 de septiembre

Horario: 9h a 14h

Lugar: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)

Coordinación de la sesión: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)

¿Qué tienen en común una fibra óptica, una coche autónomo, una placa solar y un pulsioxímetro (uno de los clips que ponen los médicos a nuestros dedos cuando quieren saber cuánto oxígeno tenemos en la sangre)? Todos funcionan gracias a la fotónica, la ciencia y la tecnología de la luz!

En el ICFO utilizar los fotones como herramientas valiosas y versátiles para entender mejor nuestro mundo y encontrar soluciones a problemas globales en campos diferentes como la salud, la energía y la información.

En esta actividad dinámica e interactiva, trabajaréis por grupos para descubrir el potencial de la fotónica, comentando experimentos y discutiendo sobre las aplicaciones de la fotónica y los últimos avances en estos campos.

Nanoelectrónica

Día: Sábado 14 de octubre

Horario: 9h a 14h

Lugar: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

Sesión a cargo de: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)

Esta sesión tiene como objetivo mostrar las etapas de la fabricación y medición de los nanodispositivos y explicar la conexión entre sus propiedades eléctricas y sus aplicaciones en la electrónica. Por ello explicaremos los desafíos de la electrónica moderna y los conectaremos con las tecnologías de fabricación y medición en nuestros laboratorios, explicando cómo utilizamos nuestras medidas para discernir entre los posibles materiales que, en un futuro, podrían convertirse en la base de nuevas tecnologías.

La práctica tiene dos componentes:

  • Sesión experimental: Cómo fabricar y medir los nanodispositivos.
  • Sesión teórica: Cómo modelar la respuesta eléctrica de estos materiales y observar cómo el comportamiento de estos cambia de acuerdo a su dimensión, al pasar de macro a nano.
Nanomateriales: del laboratorio a la calle

Día: Sábado 28 de octubre

Horario: 9h a 14h

Lugar: Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC)

Coordinación de la sesión: Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB) 

El entusiasmo y el elevado nivel de especialización de gran parte de los investigadores a menudo provoca que la investigación en nuevos materiales se focalice en invenciones de alto interés científico, pero de difícil aplicación en nuestro día a día. Sin embargo, existen casos en los que el esfuerzo en la búsqueda ha resultado en productos que fácilmente podrían entrar en nuestra vida cotidiana.

¿Qué pasa si este esfuerzo lo hacen investigadores catalanes? ¿Y si lo hacen en colaboración con una empresa catalana? En esta sesión veremos algunos de estos (nano) materiales, que podrán ser utilizados en un futuro en algunas aplicaciones que ni te imaginas que podían existir.

Calendario 2023
Calendario 2023
Sábado 28 de enero
Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)
La física de partículas en el detector ATLAS del LHC
Sesión a cargo del Grupo de ATLAS del IFAE
Sábado 4 de febrero
Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Trabajando con electrones
Sesión a cargo del ICN2
Sábado 18 de febrero
Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)
Cosmología observacional
Sesión a cargo del IFAE
Sábado 4 de marzo
Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2)
El papel de los sensores y sensores de papel
Sesión a cargo del ICN2
Dissabte 18 de marzo
Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)
Fenomenologia de Física de partículas
Sesión a cargo del IFAE
Sábado 15 de abril
Sincrotró ALBA
Visita al Sincrotrón ALBA
Sesión a cargo del Sincrotró ALBA
Sábado 13 de mayo
Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
El agua sobre las superficies nanoestructuradas
Sesión a cargo del ICN2
Sábado 27 de mayo
Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Computación cuántica con circuitos superconductores
Sesión a cargo del ICN2 y del IFAE
Sábado 3 de junio
Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)
Del BIT al QUBIT: Criptografía Cuántica y el test de Bell
Sesión a cargo de la UAB
Sábado 10 de junio
Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Agujeros negros
Sesión a cargo del ICN2
Sábado 16 de septembre
Institut de Física d'Altes Energies (IFAE)
La astrofísica con datos de los telescopios MAGIC de la Palma
Sesión a cargo del IFAE
Sábado 23 de septiembre
Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
Descubre el poder de la fotónica
Sesión a cargo del ICFO
Sábado 14 de octubre
Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Nanoelectrónica
Sesión a cargo del ICN2
Sábado 28 de octubre
Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC)
Nanomateriales: del laboratorio a la calle
Sesión a cargo del ICMAB