13,7 млрд. години след Големия взрив, благодарение на който се създава планетата Земя, физици и инженери от цял свят все още търсят отговори на въпросите защо и как се е случило това? От какво е направена материята и как си взаимодействат нейните съставни части? Отговор на този въпрос в наше време дава физиката на елементарните частици – чаровни кварки и лептони, неутрино, глуони …. Досега учените от Европейската организация за ядрени изследвания (ЦЕРН) – Женева знаят , че тъмната енергия е 73%, тъмната материя – 23%, а познатата ни видима материя е едва 4%. Те изследват основната структура на Вселената, като използват най-големите и най-сложните научни инструменти в света – ускорители и детектори, за да изучават базовите съставки на материята – основните частици. Ускорителите като Големия адронен колайдер (LHC) и Супер протон синхротона (SPS) карат частиците да се блъскат една в друга при скорост близка до тази на светлината. Процесът дава на физиците познания за това как частиците взаимодействат помежду си и представа за основните закони на природата. Детекторите като ATLAS и CMS, който е с най-голямо българско участие, наблюдават и записват резултатите от тези сблъсъци. На 4 юли 2012 г. е обявено откритието на бозона на Хигс, чието съществуване е предсказано от Питър Хигс и му носи Нобелова награда през 2013 г. Години на усилна работа и експерименти стоят зад набирането на неопровержими доказателства за съществуването на т.нар. „Божия частица“. Всъщност тя се ражда при сблъсъка на други частици, живее много кратко и се разпада. Но за нея се предполага, че е пряко свързана с генерирането на маса и че може да даде отговор на много въпроси, свързани с материята. ЦЕРН е подобен на малък град с множество сгради, улици, няколко ресторанта, хотели, музеи, паркинги и даже със собствени пътни знаци. Разположен е до Женева на границата между Швейцария и Франция, така че работещите и посетителите не винаги знаят на територията на коя държава се намират. Развива се в 4 основни направления – изследвания и открития в областта на физиката на високите енергии, разработка на технологии и иновации, обучение и сътрудничество. Именно в този научен център, където беше доказно съществуването на Хигс бозона, през миналата седмица се обучаваха 20 български преподаватели по физика и природни науки. Това се случва за 11-а поредна година, разказва Зорница Захариева. През последните 15 години тя е част от екипа по управление на ускорителите в ЦЕРН, а от миналата година отговаря за планирането на ресурсите и бюджетния контрол на целия сектор „Изследвания и информационни технологии“ в ЦЕРН. Когато има български групи Зорница помага на колегата си Джеф Винер, който ръководи учителските обучителни програми. Идеята е учителите да се докоснат до последните научни достижения на място и като се върнат в България да „запалят“ искрата на интереса към науката у своите възпитаници. Учителите са тези, които могат най-добре и на достъпен език да разкажат какво са видели в ЦЕРН и върху какво работят международните изследователски екипи. Дори и само още едни ученик да избере да се занимава с наука, инженерни или ИТ дисциплини благодарение на тези обучения, ще означава, че сме си свършили добре работата, убедена е Зорница Захариева. Вие сте най-важните хора, които застават всеки ден пред своите ученици, от вас зависи как ще достигне съвременната наука до тях, обърна се към българските учители Джеф Винер. Той ги запозна с възможностите за използване на информацията, презентациите и видеоклиповете от ЦЕРН в часовете по физика, химия и астрономия. Разказа им за това, че могат да организират визити на място за своите ученици или пък да изпратят запитване за организиране на виртуални посещения с възможности за дискусии. Показа им как да използват онлайн ресурсите за популяризиране на физиката на елементарните частици, които са разработени по достъпен и разбираем за децата начин. Възможностите за участие в различни състезания като това, в което се участва с предложения за експерименти и накрая се избират два отбора, които ги осъществяват в ЦЕРН, а също и различни майсторски класове, обучителни и стажантски програми за ученици и студенти, книги, статии и видеоматериали с обяснения по различни теми от физиката също ще бъдат на разположение на преподавателите. Европейската организация предлага няколко програми, специално насочени към учителите. Националните учителски програми продължават по 5-6 дни, а международните са по 2 седмици. Националните учителски програми за български преподаватели се провеждат от 2008 г. насам. Първоначално в нея участват само преподаватели по физика, а в последствие стават за преподаватели по природни науки. Днес има и втора специална програма за учители по IT технологии и инженерни дисциплини от професионални гимназии, която е започнала от 2014 г. Обучение по специална програма са имали и директори на математически и природоматематически гимназии през 2010 г. Досега в националната програма участие са взели над 640 преподаватели. Обучението се финансира от МОН и се осъществява с помощта на учени от Института за ядрени изследвания и ядрена енергия– БАН, Софийския университет „Св. Климент Охридски“, Института по роботика – БАН, Народна Астрономическа обсерватория и планетариум „Николай Коперник“ и служители на ЦЕРН. Национален координатор за програмата за учители по природни науки е доц. Пламен Яйджиев (институт ЯИЯЕ– БАН), а проф. Роман Захариев (институт Роботика – БАН) е за програмата за учители по инженерни и ИТ специалности. Проф. Леандър Литов (СУ), които е и представител на България във Съвета на ЦЕРН, взима дейно участие за осъществяването на програмите. По различните програми за ученици на посещение в ЦЕРН са били над 3500 младежи. Всяка година се организират между 10 и 14 кратки визити на българчета. През миналата година стартирахме стажантска програма за ученици, която беше изключително успешна, разказва Зорница Захариева. В първото издание участваха ученици от 5 държави – Португалия, Франция, Норвегия, Унгария и България. През тази година ще участват от други 5 страни и редът на децата от България ще дойде след около 3 години. 324 български деца кандидатствали за участие в стажантската програма през 2017 г., от които журито много трудно избрало 24-те участници, поради високото ниво на кандидатурите. Всеки двама ученици били разпределени към учени от ЦЕРН, за да се запознаят отблизо с работата им. Освен това разработили и собствени мини-проекти, резултатите от които накрая презентирали пред журито. „Нашите ученици се справиха уникално добре, нивото им беше като на студенти от първи или втори курс“, твърди Зорница Захариева. Всяко лято в ЦЕРН се организират и тримесечни студентски програми. Провеждат се и по-дълги стажантски програми за студенти между 6 и 12 месеца. Програмата на българските учители беше изключително наситена и интензивна – до обяд различни образователни лекции за физиката на елементарните частици, а след обяд посещения и запознаване отблизо с различните експерименти, които се провеждат на територията на ЦЕРН. Видяха още интерактивния музей „Глоуб“, а в експерименталната лаборатория (S’cool lab) направиха опита с изработване на камера на Уилсън, при който с помощта на сух лед и спирт се създава изкуствена мъгла, в която по-добре се виждат падащите от космоса и слънцето лъчи и елементарни частици. Благодарение на тази камера Уилсън открива позитрона и неутрона и получава Нобелова награда. Нашите преподаватели видяха и изложбата Микрокосмос, и освен това посетиха ускорителя LEIR и залатa за управление на всички ускорители в ЦЕРН, детектори, експериментът с радиоактивни изотопи IZOLDE, фабриката за антиматерия AD и т.н. Научиха за възможностите, които предоставя комплексът за генериране на идеи от младите изследователи (Ideasquare), а също как и по какъв начин се обработват и съхраняват данните, получавани от различните опити и изследвания. Разбраха, че годишно ЦЕРН създава данни в размер на един петабайт, които ако се запишат на дискове, ще се получат четири колони с височината на Мон Блан.
Марияна Кацарова – учител по физика на ученици от VIII до X клас в ПГ „Велизар Пеев“ – Своге:
Много полезно беше това обучение, действително се докоснахме до висшата наука и видяхме, че тя се случва. Едно е да четеш и да преподаваш физика, а съвсем друго е да видиш, как тя се прилага на практика, че хората наистина правят тези опити и експерименти, че това е реално постижимо. Много съм впечатлена. Всичко е уникално, работещо, добре синхронизирано, организацията е на много високо ниво и резултатите, които се получават сега ще могат да бъдат използвани и далеч в бъдещето. Данните се съхраняват, достъпът до тях е свободен и могат да бъдат използвани за доказването или отхвърлянето на нови теории, които тепърва може да възникнат. Полезно е и защото ще можем да обясним по-достъпно на децата как е възникнал света, теорията на големия взрив, на елементарните частици и кварките, за свръхпроводимостта и нейното приложение. Много нагледни материали ни се предоставиха, които ще ни свършат работа.
Христина Денева – учителка по физика на ученици от VIII до X клас в ПТГ „Д-р Никола Василиади“ – Габрово:
Очарована съм от обучението, дори се влюбих в този чаровен кварк. Чувствам огромна отговорност на плещите си затова, че ще трябва да предам на учениците си цялата тази информация и знания, които попих тук. Всичко е впечатляващо – организацията на програмата, местата, на които ни показаха как работят ускорителите, как се сблъскват частиците, как се обработват и анализират данните. Дойдоха ми страшно много идеи как да преподавам. Основната ми цел не е да изпитвам децата, а да ги мотивирам повече да участват в извънкласни дейности. Те самите ми показаха, че предпочитат вместо да решават задачи, да правят нещо с ръцете си. Затова смятам да използвам желанието им, за да изработят свои неща, които да използваме после при предаването на уроците.
Антоанета Найденова, вестник „Аз Буки“