Estudiantes de secundaria del Club de Física Enrico Fermi de Vigo han ganado la edición 2022 del concurso del CERN Beamline for Schools con un proyecto que ha contado con el asesoramiento del investigador del IGFAE Juan Pablo Garzón. El podio lo comparten con otros dos equipos de la Elsewedy Technical Academy en El Cairo (Egipto) y de la École du Sacré-Coeur en Reims (Francia) cuyos experimentos también han sido seleccionados.

El premio para los estudiantes españoles y egipcios es un viaje al CERN y para el equipo francés al Sincrotrón Alemán de Electrones DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) en otoño de 2022 para realizar los experimentos premiados con el apoyo de científicos de los dos laboratorios.

El equipo del Club de Física Enrico Fermi tiene la intención de estudiar la carga inducida por el paso de partículas cargadas ultrarrelativistas en una clase de detectores de gas llamados cámaras de placa resistiva multigap (MRPC). Están interesados en la relación entre la carga producida en el detector, la masa de las partículas y el ángulo entre el haz de partículas y el plano del detector.

El proyecto español ganador se titula Study of charge inducedy by relativistic particles of different masses in MRPC detectors. La propuesta surgió del investigador del IGFAE Juan Pablo Garzón, en colaboración con Pablo Garcia del CIEMAT de Madrid, la ayuda de Georgy Kornakov de la Universidad Técnica de Varsovia, y de Alberto Blanco del LIP de Coimbra; estos dos últimos, colaboradores habituales del grupo de investigación LabCAF de Garzón en el proyecto Trasgo. “La propuesta experimental que hicimos ‒explica este investigador‒ pretende estudiar con detalle un efecto anómalo que observó Georgy en su tesis doctoral, que hizo en la USC bajo mi dirección y que defendió en 2012. Parece que en los detectores tipo RPC (Resistive Plate Chamber) la carga inducida por las partículas cargadas de muy alta energía que atraviesan el detector depende de su masa, efecto nunca visto anteriormente. De confirmarse, podría permitir el desarrollo de detectores sensibles a la masa de las partículas lo que sería algo revolucionario”.

Y es que, aunque sea un concurso para estudiantes de bachillerato y de secundaria, el premio es muy importante. En palabras de Garzón, “disponer de un haz del CERN de acuerdo con nuestras necesidades para realizar nuestra propia propuesta experimental es un verdadero lujo. Cabe destacar que los aceleradores del CERN solo funcionan durante ciertos periodos del año y que, en general, hay muchos grupos de investigación haciendo cola para realizar sus experimentos”.

El equipo de Egipto, el primer país de Medio Oriente en ganar este concurso también trabajará en MRPC, pero centrándose en un fenómeno diferente. Analizarán la eficiencia de detección de los MRPC cuando se sustituya el gas que habitualmente utilizan estos detectores por uno más respetuoso con el medio ambiente.

El equipo de Francia decidió probar una innovadora técnica de detección de partículas que se basa en la transición de fase entre agua líquida y sólida. Inspirándose en el principio de detección utilizado en las cámaras de nubes y burbujas, los estudiantes investigarán en Hamburgo la eficiencia de detección del agua en estado sobreenfriado, donde el paso de partículas altamente energéticas podría inducir una transición de fase de líquido a sólido.

Concurso de física abierta a estudiantes de secundaria de todo el mundo

Beamline for Schools (BL4S) es un concurso de física abierta a estudiantes de secundaria de todo el mundo. Se invita a los participantes a enviar sus propuestas para un experimento que utilice una línea de luz.

Las líneas de luz son instalaciones que proporcionan flujos de partículas subatómicas que los científicos utilizan para realizar experimentos en diferentes campos que abarcan la física fundamental, la medicina y la ciencia de los materiales. Operar una línea de luz requiere aceleradores de partículas como los que se ejecutan en CERN y DESY.

Más de 14.000 estudiantes de todo el mundo desde 2014

Beamline for Schools se lanzó en 2014 para celebrar el 60.º aniversario del CERN y, desde entonces, han participado más de 14.000 estudiantes de todo el mundo. El número de propuestas presentadas al concurso ha ido creciendo de forma constante en los últimos años, y esta edición contó con la participación de 304 equipos representando a 71 países.

Este año, por primera vez desde el inicio del concurso, tres equipos de secundaria tendrán la oportunidad de realizar sus experimentos en el CERN y en DESY. Un comité de científicos del de ambos centros evaluó cuidadosamente las propuestas de experimentos y preseleccionó a 25 equipos, de entre los cuales se seleccionaron los ganadores.

Además, un equipo ganó el premio a la propuesta de video más creativa y seis equipos más fueron reconocidos por la calidad de las actividades de divulgación que organizaron en sus comunidades locales, aprovechando lo que estaban aprendiendo a través de su participación en el concurso.

Según el CERN, la calidad de las propuestas ganadoras demuestra que, con el apoyo adecuado, los estudiantes de secundaria pueden abordar temas de física moderna y desarrollar un plan de investigación.

Beamline for Schools es un proyecto educativo y de divulgación financiado por CERN & Society Foundation y respaldado por donantes individuales, fundaciones y empresas. La novena edición cuenta con el apoyo de la Fundación Arconic y la Fundación Wilhelm and Else Heraeus, con contribuciones adicionales de Amgen Suiza.

El próximo año, Beamline for Schools celebrará su 10ª edición: la tasa de participación y el éxito de las últimas ediciones demuestran que el concurso es un proyecto inspirador para las jóvenes generaciones de estudiantes.