Education Programs for University Students and HS-Teachers at CERN Inspiring the next generation of scientists and engineers Evangelos Gazis GREEK ATLAS NCP & Coordinator of the Greek HSTs program at CERN PS: Many thanks to Mick Storr for the most of his slides 1
The Mission of CERN Push forward the frontiers of knowledge E.g. the secrets of the Big Bang what was the matter like within the first moments of the Universe s existence? Develop new technologies for accelerators and detectors IT - the Web and the GRID Medicine - diagnosis and therapy Train scientists and engineers of tomorrow Unite people from different countries and cultures 2
CERN was founded 1954: 12 European States Science for Peace Today: 21+1 Member States ~ 2300 staff ~ 1050 other paid personnel > 11000 users Budget (2012) ~1000 MCHF Member States: Austria, Belgium, Bulgaria, the Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Israel, Italy, the Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Slovakia, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom Candidate for Accession: Romania Associate Members in the Pre-Stage to Membership: Serbia, Turkey, Pakistan Applicant States: Cyprus, Slovenia Observers to Council: India, Japan, the Russian Federation, the United States of America, the European Commission and UNESCO 3 3
Science is becoming more and more global 4
5
Teachers are multiplicative factors x 1000 School Teacher School Students CERN August 2013 2015 CERN Teacher Education Programmes 6
Objective of Teacher Programmes To bring modern research closer to schools OLD Research University School Teacher Students NEW 7
Pass the message Objectives of CERN Teacher Prorgrammes Teachers are our partners and colleagues Recognise Teachers hold the future in their hands Empower teachers To update, expand and pass on their knowledge Facilitate Learning Networking Inspire and encourage Open and honest NOT TO tell teachers how to teach Learn from teachers THANK 8
What are we trying to achieve training students with the help of particle physics? 1: RAISE AND MAINTAIN THE INTEREST OF STUDENTS IN MODERN SCIENCE studies Motivate them to continue scientific education after their Help them to better understand the physical world Improve scientific legacy 2: INSTIL A FEELING OF MYSTERY AND DISCOVERY POTENTIAL Motivate students to take up science/engineering at universities during their MSc or PhD work Prepare the future generation of scientists/engineers SCIENCE IS ALIVE! 9
How researchers view science 10
How the students can view science Science teaching climbing wall 1/2 mv 2 What am I doing here? m g h 11
Take students on a sight-seeing tour The origin of Universe Black Holes Dark Matter Dark Energy Antimatter Particles Link modern physics to the studies curriculum 12
but only Science?, are there benefits for the Society? Noumerous technological achievements: Accelerating Science & Technology Radiation Science & Applications Advanced Electronics Computing & Informatics Advanced Materials Socio-impact to: Agriculture Biology Industry Medicine Metallurgy Telecommunications Energy resources Media Transportation Homeland safety 13
but only Science?, are there benefits for the Society? WWW by Tim Berners-Lee, 1989 GRID-LCG by CERN-IT, 1999 Computed Tomography 1975 Radiation Therapy of cancer 1960 Proton/Ion Therapy 1975 Nuclear Medicine, Radiation Diagnosis, Nuclear/Radiation Oncology, Radio-Biology, Radio-Genetics, Medical Physics, Radiation Physics, Medical Isotopes, Radiation Imaging, Radiation protection, Radiation Dosimetry, etc. Early diagnosis and early treatment of the cancer! CERN CERN Teacher Education Programmes 14
2010 Πληροφορική The LHC Computing Grid Κατανεμημένη υπολογιστική δύναμη παγκοσμίως Υπερ-υπολογιστές E-Science Χαρτογράφηση DNA Αντιμετώπιση ΦυσικώνΚαταστροφών Σχεδιασμός Αστικού Περιβάλλοντος 1989 Οικονομική Προτυποποίηση Κοιτάσματα ενεργειακών πηγών 15
Πληροφορική Εκθεση νοσήματος Εγκαιρη διάγνωση της ασθένειας ALZHEIMER οδηγεί CERN στη August πρόληψη 2015 και πιθανή βελτίωση του ασθενούς με τα υπάρχοντα φάρμακα Εκπαίδευση ετοιμότητας αντιμετώπισης καταστροφών 16
Ιατρικές Εφαρμογές 2D προβολή της κορυφής του Bragg για πρωτόνια 1 GeV μετά από διαδρομή 15 cm στο νερό Ακτινολογία & Ιατρικοί Επιταχυντές Μελέτη για ιατρική χρήση με Low Energy Ion Ring (LEIR) Ακτινοβόληση υλικών με LEIR για ιατρικές εφαρμογές Ακτινοβόληση υλικών με υψηλής ενέργειας δέσμες για διαστημικές εφαρμογές ραδιοβιολογίας Σχετικιστική Θεραπεία Πρωτονίων: Υποδομή στο PNPI του St. Petersburg Πρωτόνια 1 GeV με δέσμη πολύ λεπτής διασποράς Ραδιογραφία πρωτονίων υψηλής διακριτικής ικανότητας 17
Αδρονική Θεραπεία 18
Παραδείγματα ραδιο-ισοτόπων για ιατρική απεικόνιση Ιατρικές Εφαρμογές Ραδιο- Ισότοπα CERN σκοπιμότητα: Να διευκολύνει την παραγωγή των ραδιοισοτόπων χωρίς τη συμμετοχή των επορικών οίκων Χρησιμοποιεί: Απεικόνιση PET Θεραπεία με Alpha σωμ/δια Θεραπεία με Beta σωμ/δια 19
Ιατρικές Εφαρμογές Axial PET Camera Αξονικοί κρύσταλοι & Μετατροπείς μήκους κύματος PET camera με βελτιωμένη χωρική διακριτική ικανότητα Medipix / PIXSCAN Φωτο-ανιχνευτές μοναδιαίων φωτονίων, αξονική τομογραφία Απεικόνιση μαλακών ιστών 20
Οπτική Απεικόνιση Οπτικο- Ακουστική Απεικόνιση Ψηφιακή εφαρμογή των ιστορικών ηχογραφήσεων Τεχνικές Ρομποτικής οπτικής σάρωσης ακριβείας Ανάπτυξη LHC ανιχνευτών πυριτίου για έλεγχο ρωγμών ευαίσθητων υλικών 21
Συμπεράσματα ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ - ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΧΩΡΙΣ ΣΥΝΟΡΑ, ΔΙΑΚΡΙΣΕΙΣ ΣΕ ΧΡΩΜΑ, ΦΥΛΗ & ΘΡΗΣΚΕΙΑ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΣ! ΕΡΕΥΝΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ 22
Arthur C. Clarke Author of 2001 : A Space Odyssey Όταν ένας ηλικιωμένος και διακεκριμένος επιστήμονας καταθέτει ό,τι κάτι είναι ΔΥΝΑΤΟΝ, είναι σχεδόν σίγουρα σωστός. Όταν καταθέτει ό,τι κάτι είναι ΑΔΥΝΑΤΟΝ, είναι μάλλον λανθασμένος. Ο μόνος τρόπος της ανακάλυψης των ορίων του ΔΥΝΑΤΟΥ είναι να τα τοποθετήσουμε με κάποιο τρόπο στο χώρο του ΑΔΥΝΑΤΟΥ. Οποιαδήποτε εξαιρετικά προηγμένη τεχνολογία είναι ταυτόσημη σαν κάτι το μαγικό. Ο στόχος μας, με τη βοήθεια των Καθηγητών Μ.Ε., των μαθητών και των φοιτητών, είναι να φέρουμε τη μικρή μαγεία του CERN στη κοινωνία! 23