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)
MónNatura Pirineus

Del 18 de enero al 29 de noviembre

 

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 16 sábados, del 18 de enero de 2020 al 29 de noviembre de 2020, en espacios de diferentes centros catalanes de investigación en física.

Las inscripciones al curso de Locos por la física estarán abiertas del 16 de septiembre al 24 de octubre de 2019 y entre todos los inscritos se seleccionarán 25 estudiantes de 1º de bachillerato que participarán en esta edición del curso dentro de la 8ª edición del programa Locos por la ciencia que tendrá lugar el 2020.

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

La física de partículas en el detector ATLAS del LHC

Día: Sábado 25 de enero de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Instituto de Física de Altas Energías (IFAE)

Sesión a cargo de: ATLAS Group 

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.

Trabajando con electrones

Día: Sábado 1 de febrero de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) (link is external)

Coordinación de la sesión: 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.

Caos y Complejidad en la Naturaleza

Día: Sábado 15 de febrero de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Grupo de Física Estadística. Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)

Coordinación de la sesión: UAB, Grupo de Física Estadística

El caos se presenta en muchos fenómenos de la naturaleza, desde sistemas muy complejos como los meteorológicos hasta una simple ecuación recursiva. Haremos un recorrido por diferentes sistemas que se encuentran en la naturaleza y aprenderemos a distinguir un comportamiento caótico de un comportamiento aleatorio. Veremos además algunos ejemplos de autoorganización, sistemas que en determinadas circunstancias se ordenan espontáneamente.

El papel de los sensores y sensores de papel

Día: Sábado 7 de marzo de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2)

Coordinación de la sesión: 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.

Cosmología observacional

Día: Sábado 14 de marzo de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Instituto de Física de Altas Energías (IFAE)

Sesión a cargo de: Cosmology Group, IFAE

En esta sesión descubriremos los estudios de la expansión acelerada del Universo que se hacen en los proyectos de cartografiado del cosmos, como el Dark Energy Survey (DES) en el que participa el IFAE. Este proyecto internacional cámara no se estudia una galaxia en particular sino muchas, y de éstas se calcula la velocidad a la que se alejan. Así se puede medir la estructura y la expansión del Universo y en esta sesión veremos cómo.

Visita al Sincrotrón ALBA

Día: Sábado 4 de abril de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: ALBA

Coordinación de la sesión: Sincrotrón ALBA

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

Simulaciones de átomos ultrafríos

Día: Sábado 18 de abril de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Universidad de Barcelona

Sesión a cargo de: Instituto de Ciencias del Cosmos (ICCUB)

Los experimentos con átomos ultrafríos son importantes para la comprensión de la transición de fase cuántica y el estudio de los condensados de Bose-Einstein (BEC), la superfluïditat bosónica o el magnetismo cuántico.

En esta sesión usaremos simulaciones para entender los principios fundamentales de la mecánica quàntica. Trabajaremos el límite cuántico comparando simulaciones clásicas y cuánticas para descubrir cómo afecta la función de onda y las leyes cuánticas al comportamiento de la materia.

El agua sobre las superficies nanoestructuradas

Día: Sábado 2 de mayo de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2)

Coordinación de la sesión: 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 formar gotas de un tamaño considerable 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 entre las moléculas de agua. 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 cuando son lanzadas hacia la superficie sin romperse y forman ondulaciones espectaculares. El carácter hidrofílico o hidrofóbico se puede controlar modificando las superficies. Superficies no hidrofóbicas pasan a ser hidrofóbicas cuando somos capaces de nanoestructuras foto. 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.

La astrofísica con datos de los telescopios MAGIC de la Palma

Día: Sábado 9 de mayo de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) (link is external)

Sesión a cargo de: Grupo de Astropartículas, IFAE

En esta sesión trabajaremos con datos de los telescopios MAGIC, que detectan fotones de rayos Gama de alta energía a través sus interacciones con la atmósfera. Así es como podemos observar fuentes muy diversas tales como núcleos galácticos activos, explosiones de rayos gamma, púlsares, remanentes de supernova, clusters de galaxias...

 

Tecnologías de detección de partículas

Día: Sábado 16 de mayo de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) 

Sesión a cargo de: Grupo de Física Aplicada, IFAE

En esta sesión trabajaremos la detección de partículas con experimentos prácticos con los que podremos comprobar que, más allá de lo que podemos ver a simple vista, hay un mundo diminuto y energético que nos pasa desapercibido si no lo sabemos detectar. Veremos rayos cósmicos, partículas alfa, electrones... y aprenderemos que en el día a día de la investigación en física experimental la tecnología juega un papel clave: necesitamos desarrollar nuevos detectores para estudiar los componentes de la naturaleza.

Nanomateriales: del laboratorio a la calle

Día: Sábado 6 de junio de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) 

Coordinación de la sesión: 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.

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

Día: Sábado 13 de junio de 2020

Horario: 10h a 14h

Lugar: Grupo de Información Cuántica GIQ. Universidad Autónoma de Barcelona (UAB).

Coordinación de la sesión: Grupo de Información Cuántica GIQ

En esta sesión descubriréis los fundamentos de la física cuántica, la teoría del mundo microscópico que está llamada a revolucionar las tecnologías del futuro. Os confrontaréis con las desconcertantes leyes de los sistemas cuánticos que desafían la concepción ordinaria del mundo y que a pesar de ello, como descubriréis, hacen posible la realización de tareas inalcanzables según cualquier esquema clásico.

 

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