Πείραμα ανίχνευσης κοσμικής ακτινοβολίας, από το CERN στο Δημ. Σχ. Βυτίνας - Video

Σε ένα εντυπωσιακό πείραμα σωματιδιακής φυσικής πήραν μέρος οι μαθητές/-τριες των μεγαλύτερων τάξεων του σχολείου μας, την περασμένη εβδομάδα.

Πρόκειται για την κατασκευή ενός ανιχνευτή σωματιδίων κοσμικής ακτινοβολίας Cloud Chamber, ο οποίος εφευρέθηκε από τον Σκοτσέζο φυσικό Charles Wilson το 1911 για την παρατήρηση των ιχνών που προκαλούνταν από την ιονίζουσα ακτινοβολία που τον διαπερνούσε. Η προέλευση αυτής της ακτινοβολίας βρίσκεται στα πέρατα του διαστήματος, εκεί όπου οι υπερκαινοφανείς αστέρες (SuperNova) εκλύουν τεράστια ποσά ενέργειας, στέλνοντας τα φορτισμένα σωματίδια σε ένα ατελείωτο ταξί, πολλά από τα οποία προσκρούουν στην ατμόσφαιρα της Γης.

Σκοπός της δραστηριότητας ήταν η επαφή των μαθητών/-τριών στα αντικείμενα της σωματιδιακής φυσικής και της κοσμικής ακτινοβολίας μέσα από τη συναρμολόγηση και χρήση του πρώτου ανιχνευτή σωματιδίων, με την ίδια τεχνική όπως κατασκευάστηκε από τον καθηγητή C. Wilson, ο οποίος έλαβε το Nobel φυσικής για αυτή τη δουλειά του το 1927. Οι μαθητές/-τριες υλοποίησαν τη δραστηριότητα ακολουθώντας τα βήματα εφαρμογής της επιστημονικής μεθόδου, κάνοντας υποθέσεις, δουλεύοντας σε ομάδες και καταλήγοντας σε συμπεράσματα για τα οφέλη της φυσικής στην καθημερινή ζωή (χρήση αξονικού τομογράφου για στην υγεία). Αντίστοιχα πειράματα και σύγχρονες μηχανές ανίχνευσης σωματιδίων λειτουργούν σήμερα στην καρδιά του LHC, του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων, που βρίσκεται στο μεγαλύτερο ερευνητικό κέντρο πυρηνικής φυσικής του κόσμου, του CERN της Γενεύης.



Το πείραμα υλοποιήθηκε στο εργαστήριο Φυσικής του σχολείου. Συμμετείχαν 12 μαθητές/-τριες των Δ-ΣΤ΄ τάξεων, οι εκπαιδευτικοί Καρούντζος Ιωάννης (Δημ. Σχ. Βυτίνας) και Παπανδρέου Χρήστος (Δ/νση ΠΕ Ηλείας), ενώ πραγματοποιήθηκε διαδικτυακή σύνδεση με τον Dr. Angelos Alexopoulos από το ερευνητικό κέντρο CERN της Γενεύης.

Η αφόρμηση της υλοποίησης του πειράματος έγινε μέσα από ένα θεατρικό δρώμενο που αφηγήθηκε παραστατικά στους μαθητές/-τριες την ιστορία της ανακάλυψης αλλά και τις σύγχρονες προεκτάσεις της, καταλήγοντας σε ένα ευχάριστο μουσικό δρώμενο. Το κείμενο του θεατρικού έργου είναι πρωτότυπο με συγγραφέα τον εκπαιδευτικό Παπανδρέου Χρήστο, ο οποίος με μεγάλη χαρά συνεργάζεται μαζί μας. Το θεατρικό έργο είναι διαθέσιμο εδώ.

Τα βασικά υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για το πείραμα ήταν ένας διάφανος πλαστικός θάλαμος, ισοπροπανόλη, ξηρός πάγος, πλαστελίνη και φακός.

Ο ξηρός πάγος προκάλεσε τη δημιουργία νέφους παγώνοντας την ισοπροπανόλη του θαλάμου, μέσα στον οποίο οι μαθητές/-τριες κατάφεραν να παρατηρήσουν τα φορτισμένα σωματίδια της κοσμικής ακτινοβολίας που το διαπερνούσαν, αφήνοντας τα εντυπωσιακά ίχνη τους που έμοιαζαν με αστραπές μέσα στο σκοτάδι.

Περισσότερα για το πείραμα Cloud Chamber στη σελίδα του Χρήστου Παπανδρέου και στη σελίδα του CERN-Microcosm

Η υλοποίηση της δραστηριότητας αποτελεί μέρος του προγράμματος “Playing with Protons” που πραγματοποιείται στο σχολείο κατά τη διάρκεια της φετινής σχολικής χρονιάς. Περισσότερες δραστηριότητες βρίσκονται σε εξέλιξη και ορισμένες από αυτές θα παρουσιαστούν στο Athens Science Festival 28-29 Απριλίου από τους/τις μαθητές/-τριες του σχολείου, μία εκ των οποίων αποτελεί και η πρόταση αποικισμού του πλανήτη Άρη, η οποία διακρίθηκε στον πρόσφατο Πανελλήνιο διαγωνισμό εκπαιδευτικής ρομποτικής.

Καταγραφή από την υλοποίηση της δράσης

Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα Playing with Protons, Greece 2017 οργανώθηκε από το πείραμα Compact Muon Solenoid (CMS)  στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικής Φυσικής (CERN), σε συνεργασία με την Αστική Μη Κερδοσκοπική Εταιρεία ΕΞΕΡΕYΝΗΣΕΙΣ, με την υποστήριξη του ευρωπαϊκού έργου CREATIONS και έχει την έγκριση του ΥΠ.Π.Ε.Θ.  Υλοποιήθηκε με δωρεά του Ιδρύματος Σταύρος Νιάρχος. Το παρακολούθησαν, κατόπιν επιλογής, δέκα (10) εκπαιδευτικοί πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης από την Ελλάδα από 26 έως 30 Αυγούστου 2017 στο Idea Square του CERN στη Γενεύη της Ελβετίας.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το πρόγgαμμα, ακολουθήστε τον παρακάτω σύνδεσμο: https://indico.cern.ch/event/618792/overview

Ευχαριστίες

- Ευχαριστούμε τον εκπαιδευτικό κ. Παπανδρέου Χρήστο, από την Δ/νση Α/θμιας Ηλείας για τη συνεργασία στην υλοποίηση του έργου και για τη διάθεση του υλικού.

- Ευχαριστούμε τον Dr. Angelo Alexopoulo, CMS, CERN, υπεύθυνο του ευρωπαϊκού προγράμματος Playing with Protons, για τη συνεχή στήριξή του στις δράσεις μας.

- Τον κ. Μπουρτσουκλή Παναγιώτη για τη διάθεση δυσεύρετων βασικών συστατικών του πειράματος.


*Οι φωτογραφίες των μαθητών/-τριών δημοσιεύονται ύστερα από έγγραφη συναίνεση των γονέων τους για τις ανάγκες προβολής του προγράμματος Playing with Protons