ציידי החלקיקים

 

 

75 תלמידי תיכון מרחבי הארץ קיבלו באחרונה הזדמנות להיות מדעני חלקיקים ליום אחד, במסגרת תוכנית בין-לאומית המופעלת על-ידי CERN בשיתוף עם מחלקות לפיסיקה באנרגיות גבוהות באוניברסיטאות ובמכוני מחקר ברחבי העולם, בה השתתפה השנה לראשונה גם ישראל. בתוכנית Physics Masterclass משתתפים למעלה מ-6,000 תלמידי תיכון, המתארחים ליום עיון ב-32 אוניברסיטאות ומכוני מחקר באירופה ובארה"ב. התלמידים מקבלים נתוני אמת ראשוניים שנאספו בגלאים של מאיץ החלקיקים LHC שליד ז'נבה, ומבצעים תרגיל בסימולטור, שבמהלכו הם מעבדים את הנתונים, עוקבים אחר תהליכים, ומנסים לזהות חלקיקים שונים. יום העיון כולל גם הרצאות רקע, המציגות בפני התלמידים את עולם החלקיקים התת-אטומיים ואת מבנה מאיץ החלקיקים LHC וגלאי ה-ATLAS, ובסופו מתקיימת ועידת וידאו, שבמסגרתה יכולים התלמידים להשוות את ממצאיהם עם אלה של צוותים אחרים, ולדון בהם עם פיסיקאים מ-CERN - בדומה לאופן בו מנהלים מדענים את מחקריהם הבין-לאומיים. הרעיון העומד מאחורי הפרויקט הוא לתת לתלמידי תיכון הזדמנות להתנסות ככל האפשר בעבודתם של מדענים אמיתיים, לעבוד בצמוד למדעני CERN, ולקבל טעימה מהמחקר המודרני בפיסיקה. השנה השתתפו בתוכנית שתי קבוצות, האחת במכון ויצמן והשנייה באוניברסיטה העברית. את האירועים אירגן והינחה ברנד סרינג, דוקטורנט במחלקות להוראת המדעים במכון ויצמן ובאוניברסיטה העברית, ומורה לפיסיקה בבית הספר למדעים ואמנויות בירושלים. ברנד זכה בפרס מורה פיסיקה מצטיין בשנת תש"ע, ונשלח ביוזמתו של פרופ' גיורא מיקנברג לסדנה בת שלושה שבועות ב-CERN. יום העיון לווה בתמיכתם המסורה של נתנאל עותמי מהמחלקה להוראת המדעים ונחום צונג מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה.

 

"התלמידים עבדו על הסימולטור של הגלאי ATLAS, עליו עובדים גם מדענים ממכון ויצמן. הם קיבלו נתונים אמיתיים, עיבדו את הנתונים, והיו צריכים לעלות על עקבות של תהליכי התפרקות של חלקיקים מסוימים", אמר ברנד סרינג על האירוע במכון, והוסיף: "התוצאות שקיבלו התלמידים לאחר העבודה בסימולטור היו מרשימות". בנוסף, התלמידים שמעו הרצאות מפיהם של תלמיד המחקר אוהד זילברט ושל ד"ר דניאל ללוש מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה.

 

בשיחת הוועידה שחתמה את יום העיון שוחחו התלמידים מהארץ ומהעולם עם חוקרים בתר-דוקטוריאליים הנמצאים במאיץ החלקיקים ב-CERN, ושאלו אותם שאלות על המחקר המתנהל שם ועל מטרותיו, וגם על חיי היום-יום במקום. שאלה קשה הגיעה דווקא מהמכון, כאשר תלמיד שאל את החוקרים: "כיצד יוכל מחקרם לעזור למין האנושי". לאחר מבוכה קלה השיבו החוקרים, כי אין ביכולתם לנבא כיצד יוכל מחקרם לסייע למין האנושי, אך הוא בוודאי יוכל לשפר את הבנתו של האדם ביחס ליקום. לאחר מכן הציגו התלמידים את הממצאים שקיבלו בפני המדענים. התברר, כי כל הקבוצות הגיעו לתוצאות דומות - לשביעות רצונם של החוקרים ב-CERN - והתקיים דיון בסיבות האפשריות להבדלים ביניהן. לסיום התקיים חידון, בו הציגו החוקרים לתלמידים עשר שאלות ושתי שאלות "מאסטר" קשות. "החידון היה משוב טוב לתלמידים, ונועד לבדוק את הידע שלהם ואת רמת ההבנה של מה שלמדו במהלך כל היום. התברר כי הם למדו היטב - למרות שמדובר בחומר שלא הכירו מהתיכון," אומר סרינג. שני תלמידים הצליחו לענות על כל 12 השאלות, וזכו בחולצה עם משוואות מתחום פיסיקת החלקיקים.

 

"למדנו לזהות חלקיקים, ולהשתמש בתוכנת הסימולטור. קיבלנו הסבר טוב על התוכנה, וממש לא היה קשה להבין אותה", אמר רועי ברדה, תלמיד שהשתתף בפרויקט, והוסיף: "התרגיל והדיונים נתנו המחשה מדויקת של העבודה של פיסיקאים בתחום". פרופ' בת-שבע אלון, ראש המחלקה להוראת המדעים במכון, אשר מרכזת את התוכנית בישראל, אומרת כי חשיבותה של התוכנית מתבטאת במספר רמות. "ראשית, בבית הספר החומר נלמד רק על קצה המזלג ברמה של חמש יחידות לימוד, וכאן הם זכו להעמיק בחומר וללמוד דברים נוספים. שנית, התלמידים קיבלו הזדמנות לגעת במחקר הפיסיקלי העכשווי, להתחבר לנושאים מדעיים, וליצור קשר עם מדענים פעילים העוסקים בנושא זה. בנוסף, לתלמידים ניתנה כאן הזדמנות 'ללכלך את הידיים' וללמוד על תכנון, ניתוח ופירוש של ניסויים מורכבים כמו אלה המבוצעים ב-CERN. המטרה שלנו היא להריץ את התוכנית בקביעות כל שנה, ולהרחיב אותה לכל הארץ".