Apie
Branduolinės ir elementariųjų dalelių fizikos sklaidos centras yra Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Branduolių ir elementariųjų dalelių fizikos centro padalinys, organizuojantis švietėjiškas veiklas plačiajai visuomenei. Vidurinių mokyklų moksleiviai ir jų mokytojai yra kviečiami apsilankyti mūsų sklaidos centre, kur galima atlikti dalelių fizikos eksperimentus, išklausyti paskaitas apie CERN vykdomas veiklas bei tyrimus ar dalyvauti video tilte. Dalyvaudami šioje veikloje, moksleiviai pagilins savo branduolio ir elementariųjų dalelių žinias, išmoks dirbti moksliškai ir pritaikyti savo žinias naujoje situacijoje. Mokytojai gali kelti savo kvalifikaciją, pasidalinti patirtimi ir idėjomis.
Mūsų centras siekia sudominti moksleivius fizika, motyvuoti juos ekskursijų ir eksperimentų metu, parodyti paprastus ir nesudėtingus eksperimentus. Šiuo metu centre galite užsisakyti šias paslaugas:
Plačiau apie šias paslaugas - tolimesnėse kortelėse.
Komanda
Diena centre
Programa ,,Diena centre", suteikia unikalią galimybę vidurinės mokyklos mokiniams (16-18 metų amžiaus) ir jų mokytojams susipažinti su CERN vykdomais tyrimais. Veiklos metu mokiniai su mokytojais aplankys VU CERN mokslinių tyrimų infrastruktūras bei susipažins su atliekamais tyrimais Lietuvoje, atliks eksperimentą VU fizikos mokymo laboratorijoje ir fizikos mokslo tyrimų centre. Norėdami maksimaliai išnaudoti savo laiką vietoje, mokiniai turi atvykti susipažinę su mokomąją medžiaga pateikta svetainėje. Klausimynai iki vizito, jo metu ir po jo leidžia centrui surinkti empirinius tyrimo duomenis apie mokytojų ir studentų patirtį.
Mokytojai, norintys atvykti į centrą, turėtų susipažinti su:
Prieš – pateikiamas ekskursijos planavimas ir mokinių parengimas išvykai.
Per – mokytojui svarbi informacija renginio metu.
Po – pateikiami pasiūlymai ir rekomendacijos ,,Diena centre" organizatoriams.
Prieš
Supažindinami moksleiviai su teoriniais atliekamų praktinių darbų teoriniais pagrindais.
Praktiniai darbai:
1. Alfa ir beta dalelių sugerties medžiagoje tyrimas: darbo metu yra matuojama alfa ir beta spinduliuotės sugerties kreivės, kai spinduliuotę sugeria įvairios medžiagos. Pagal matavimo duomenis nustatoma dalelių siekiai; alfa dalelių atveju nustatoma dalelių energija. Gauti rezultatai palyginami su žinomomis vertėmis, kurios pateiktos literatūroje arba apskaičiuotomis pagal empirines formules vertėmis. Palyginama alfa ir beta dalelių sugerties ypatybes.
2. Gama spindulių sugerties medžiagoje tyrimas: Išmatuojama įvairių energijų gama spinduliuotės sugerties kreivės, naudojant įvairius sugėriklius. Patikrinama gama spinduliuotės sąveikos su medžiaga dėsningumai: 1) eksponentinis silpimo dėsnis, 2) silpimo koeficiento mažėjimas didėjant gama kvanto energijai; 3) silpimo koeficiento didėjimas didėjant medžiagos atominiam numeriui.
3. Alfa dalelių energijos matavimas: Išmatuojama alfa dalelių energijos spektras puslaidininkiniu spektrometru; patikrinama kai kurios alfa dalelių energijos spektro bei jo matavimo metodo ypatybės (dalelių energijų diskretumas, tipiškos alfa dalelių energijos, detektoriaus impulso vidutinės amplitudės proporcingumas jį sukėlusios dalelės energijai), ištiriama alfa dalelių sąveikos su medžiaga įtaką dalelių spektro pavidalui (dalelių vidutinės energijos mažėjimas ir jų energijos skirstinio platėjimas, joms pereinant per sugėriklį).
4. Gama spinduliuotės spektro matavimas: Ištiriama gama spinduliuotės spektrų ypatybės (visiškosios sugerties smailė, Komptono ištisinis spektras). Supažindinama su gama spektrometro kalibravimo metodika ir fotonų energijos matavimo metodika.
Mokiniai turi žinoti kas yra alfa, beta, gama spinduliuotės ir jų siekiai. Užsiregistravus ir gavus registracijos patvirtinimą, mokytojams bus išsiųsti pasirinktų praktinių darbų aprašai.
Per
Dienos Centre programa:
- 10.00 – 11.00 Paskaita ,,Didysis Sprogimas ir CERN Didysis hadronų greitintuvas", prof. E. Norvaišas. VU TFAI.
- 11.10 – 12.00 Praktinis darbas ,,Dalelių pėdsakai", doc. A. Acus, dr. A. Mekys
- 12.00 – 13.00 Pietų pertrauka
- 13.00 – 14.00 Paskaita ,,CERN ir Lietuva"
- 14.30 – 16.00 Praktiniai darbai VU FF, doc. A. Poškus
Po
Paskaitos
-
Prof. E. Norvaišas (VU TFAI): Didysis Sprogimas ir CERN Didysis hadronų greitintuvas
Mokslininkai kosmologai, kurie domisi mūsų Visatos atsiradimu ir vystymusi, sutaria: viskas prasidėjo nuo Didžiojo Sprogimo. Milžiniškas energijos kiekis buvo sukoncentruotas mažyčiame tūryje, kuris plėtėsi kartu su erdve. Kūrėsi elementariosios dalelės, atomai, žvaigždės, galaktikos, Visata. Fizikai, tyrinėdami elementariąsias daleles, sukonstravo 27 km Didįjį hadronų greitintuvą CERN laboratorijoje šalia Ženevos, kuris atkuria tankį ir situaciją artimą buvusiai pirmosiomis Didžiojo sprogimo sekundėmis.
Registraciją į paskaitą -
Prof. E. Norvaišas (VU TFAI): Antimedžiaga CERN didžiajame hadronų greitintuve
Anglų fizika teoretikas Paul Dirac 1928 m. ,,ant plunksnakočio galiuko" atrado elektrono antidalelę pozitroną. Vėliau elektrono, protono ir kitų dalelių antidalelės buvo aptiktos eksperimentiškai. Visa tai gražiai susijungė simetrišką fizikinio pasaulio vaizdą. Tačiau mūsų stebima Visata sudaryta tik iš medžiagos. Paskaitoje bus bandoma atsakyti į klausimą: kur po Didžiojo sprogimo dingo antimedžiaga? Bus aptariamos antimedžiagos ypatybės ir pristatomas antimedžiagos ,,fabrikas" CERN’e.
Registracija į paskaitą. -
Prof. E. Norvaišas (VU TFAI): Kaip veikia didžiausias pasaulyje mikroskopas – LHC greitintuvas
Didysis hadronų greitintuvas (LHC) vėl pradėjo veikti CERN laboratorijoje šalia Ženevos. Per pusantrų metų atnaujintas greitintuvas priešpriešinius protonų srautus pagreitina iki 13 TeV energijos. Prieš atnaujinimą protonai pasiekdavo 8 TeV energiją, ir tai leido surasti vieną iš ilgiausiai ,,medžiotų" elementariųjų dalelių – Higso bozoną. Paskaitoje aptariama: kaip veikia šis 10 tūkstančių mokslininkų tarptautinio kolektyvo sukonstruotas 27 km ilgio didžiausias pasaulyje greitintuvas, kaip registruojamos elementarios dalelės, ko tikimasi iš patobulinto greitintuvo.
Registracija į paskaitą. -
Prof. E. Norvaišas (VU TFAI): Ar praris juodoji skylė CERN ir mus?
CERN yra Europos branduolinių tyrimų laboratorija Ženevoje, kurioje veikia didžiausias ir galingiausias pasaulyje proton greitintuvas. Priešpriešais lekiantys protonai susiduria ir mažyčiame tūryje sukuria tokią didelę energijos koncentraciją, kokia buvo pirmosiomis sekundėmis po Didžiojo sprogimo (Big Bang). Po susidūrimo atsiranda daugybė įvairiausių dalelių. Gal susidariusi mažytė juodoji skylė įsiurbs CERN ir visa Žemę? Kas tai yra juodoji skylė? Į šiuos klausimus bus bandoma atsakyti paskaitoje.
Registracija į paskaitą.
Dalelių pėdsakai
Po trumpo įžanginio pokalbio apie Vilsono kameros istoriją mokiniai mokomi kurti dalelių debesies kamerą. Kiekviena maža grupė, kurioje dirba 2-4 dalyviai, kuria savo debesų kameras. Didžioji dalis dirbtuvių laiko skiriama stebėti dalelių pėdsakams Vilsono kameroje ir filmuoti/fotografuoti juos. Iš padarytų video įrašų/ nuotraukų pagal pateiktus dalelių identifikavimo raktus, reikės nustatyti daleles.
Eksperimentas iš viso trunka 60-75 minutes.
Jei esate mokytojas, kuriam buvo patvirtintas apsilankymas veikloje ,,Dalelių pėdsakai", prašome perskaityti svarbią praktinę informaciją apie atliekamą eksperimentą.
,,Dalelių pėdsakai" savo klasėje
Jei jus domina kurti Vilsono kameras savo klasėje, pažvelkite į ,,pasidaryk pats" vadovą.
Informacija mokytojui
Panaudojant Vilsono kamerą buvo atrastas pozitronas (1932 m. Nobelio premija) ir miuonas (1936 m. Nobelio premija). Šiandien Vilsono kameros daugiausiai naudojamos tik švietime, išskyrus ,,CLOUD" eksperimentą CERN’e, kur vis dar naudojama speciali debesų kamera, kad ištirtų galimą ryšį tarp galaktikos kosminių spindulių ir debesų formavimosi.
Veikla:
Mokiniai konstruoja Vilsono kamerą, naudojant sausąjį ledą ir izopropanolį, kad būtų matomos kosminės dalelės ir natūrali spinduliuotė, fiksuoja ir studijuoja skirtingus pėdsakus, identifikuoja daleles.
Pageidautinos mokinių žinios:
Skirtingi dalelių tipai: protonai, neutronai, elektronai, fotonai, helio branduolys (,,alfa dalelė"), (miuonas, pozitronas, neutrinas) natūrali spinduliuotė (alfa, beta, gama) , skirtingos medžiagos būsenos, jonizacija ir kondensacija (neprivaloma).
Ko mokiniai išmoks ir ką sužinos:
- pasigaminti Vilsono kamerą ir aptikti tam tikras daleles joje
- iš kur mus pasiekia šios dalelės
- Rekomenduojamas amžius: 16 m. ir daugiau. Jaunesni turi būti lydimi suaugusio žmogaus.
Grupės dydis: minimali grupė – 12 žmonių, maksimali – 24 žmonės.
Registracija į renginį
Ištekliai
Eksperimentai centre:
- Alfa ir beta dalelių sugerties medžiagoje tyrimas. Laboratorinis darbas Nr. 1
- Gama spindulių sugerties medžiagoje tyrimas. Laboratorinis darbas Nr. 2
- Alfa dalelių energijos matavimas. Laboratorinis darbas Nr. 3
- Gama spinduliuotės spektro matavimas. Laboratorinis darbas Nr. 4
Veikla mokyklose:
Naudingos nuorodos:
