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Índice El acelerador LHC: un viaje hacia el Big Bang _ 3 Qué es el Juego del Big Bang _ 5 Contenido _ 6 El universo al alcance de todos 7 Descripción de los juegos _ 8 Los premios 13 Experiencias de la pasada edición _ 14 El marco del proyecto: acciones relacionadas _ 16 Organización del Juego del Big Bang _ 18 El Sistema Territorial del mnactec 19 2
El acelerador LHC: un viaje hacia el Big Bang Nuestro conocimiento actual sobre el universo está cambiando. EL Large Hadron Collider (LHC), un acelerador de partículas gigantesco, se puso en marcha a finales del 2009, tres décadas después de ser concebido. EL LHC tiene 27 kilómetros de circunferencia y está situado a 100 metros bajo tierra entre las fronteras de Suiza y Francia, cerca de Ginebra. Este acelerador es utilizado por los físicos para estudiar las partículas más pequeñas, que constituyen las piezas fundamentales de todos los cuerpos, entre ellas nosotros mismos. Dos haces de partículas subatómicas denominadas hadrones o protones de iones de plomo viajan en direcciones opuestas dentro del acelerador a velocidades próximas a la luz y colisionarán en varios puntos donde recrearán las condiciones que existieron inmediatamente después del Big Bang. En dichos puntos se han construido enormes detectores cuya misión es registrar los productos de las colisiones para que posteriormente puedan ser analizados por los físicos y de esta forma mejorar nuestro conocimiento sobre las leyes fundamentales de la naturaleza. Hoy en día sabemos que el universo está en expansión. Del mismo modo que somos capaces de distinguir cuándo una ambulancia se está acercando o alejando de nosotros al escuchar el cambio de frecuencia de su sirena, un efecto similar se produce con la luz que recibimos de las estrellas y que nos permite distinguir si se acercan o se alejan de la Tierra. Las observaciones demuestran que éstas, de promedio, se alejan de nosotros y cuanto más lejos están más rápidamente lo hacen. Sabemos que la Tierra no tiene una situación especial dentro de este universo, estamos escondidos en un extremo de un brazo de una galaxia típica, por lo que esta observación de que todo se aleja de nosotros es lo que también vería cualquiera observador en cualquier otro lugar del universo. La conclusión es que el espacio de este universo se está expandiendo. Si ahora pasásemos la película del universo hacia atrás, veríamos que este universo, que ahora está muy frío y prácticamente vacío se iría volviendo cada vez más denso y caliente, hasta llegar al inicio: el Big Bang. Que el universo haya sido muy caliente y denso antes implica que las colisiones típicas entre partículas en aquellos momentos eran mucho más fuertes que en la actualidad. Concretamente las colisiones que se efectuarán en el LHC reproducirán las colisiones típicas que se produjeron antes de una millonésima de segundo después del Big Bang y a una temperatura unas 100.000 veces la que tenemos en el núcleo del Sol. El LHC es el aparato científico mayor y más complejo construido por el hombre hasta el momento. Para poder mantener a las partículas dando vueltas cuenta con casi 3
10.000 imanes superconductores que deben mantenerse a una temperatura de -271,3 grados, una temperatura incluso ligeramente más baja que la que encontramos en el espacio del actual universo. Para que estas partículas que dan vueltas no se pierdan colisionando en otros lugares que no sean los puntos de colisión mencionados, se las hace circular dentro de un tubo donde se ha efectuado un ultravacío similar al que existe en el espacio interplanetario. Los datos que se recogerán en sus detectores llenarían una columna de discos compactos de unos 20 kilómetros de altura por cada año de funcionamiento y se necesitará una red mundial de unos 10.000 ordenadores personales para analizarlos. El LHC se ha construido para dar respuesta a algunas preguntas clave aún no resueltas de la física de partículas, que pueden cambiar nuestra concepción actual sobre las leyes fundamentales de la naturaleza y nuestra comprensión de la composición y evolución del universo, entre las que se cuenta el origen de la masa de las partículas, que en el modelo actual está ligado a una partícula, la denominada partícula de Higgs, que si existe se encontrará en el LHC. Otra cuestión abierta es la victoria de la materia sobre la antimateria que se produjo en los primeros momentos después del Big Bang. Hoy sólo comprendemos parcialmente este hecho. Otra es averiguar de qué está constituido el universo, puesto que la materia ordinaria sólo representa un 4% del total del universo. El resto es lo que llamamos materia oscura y energía oscura, y desconocemos qué pueden ser. Hay otras muchas cuestiones abiertas tanto o más interesantes que las mencionadas y sin duda otras nuevas irán surgiendo a lo largo del funcionamiento de esta máquina. Sólo durante el primer año de funcionamiento del LHC sus experimentos han sido capaces de demostrar la gran capacidad que tienen para analizar e interpretar los resultados de las colisiones producidas. De momento no se ha encontrado ningún resultado inesperado y sabemos que tendrá que pasar un cierto tiempo para poder acumular datos suficientes como para ser sensibles a nuevos fenómenos. No obstante, el excelente comportamiento tanto del acelerador como de los detectores nos permite afirmar, sin duda, que acabamos de abrir una nueva ventana de conocimiento que irá dando frutos durante los próximos quince años de duración prevista de este proyecto. Seguro que serán unos años muy alentadores y productivos. Lluís Garrido Catedrático de Física del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICC-UB) 4
Qué es el Juego del Big Bang? El Juego del Big Bang ha sido creado, producido y diseñado por el Museo de la Ciencia y de la Técnica de Cataluña (mnactec) y los museos de su Sistema Territorial, conjuntamente con el Departamento de Educación de la Generalitat de Catalunya. Se enmarca en las actividades del Año Internacional de la Astronomía 2009 y en el proyecto El mnactec como escaparate de los experimentos del CERN. Se trata de una actuación singular e innovadora que combina una serie de nueve juegos virtuales independientes con una jornada de actividad simultánea en seis museos del Sistema Territorial del mnactec, como fiesta de clausura. A través de los diferentes juegos, los participantes podrán conocer y descubrir los actuales avances científicos relacionados con la expansión del universo y la teoría del Big Bang. El Juego del Big Bang tiene como principal objetivo ampliar todo un conjunto de actividades que el mnactec ha programado durante los últimos dos años para acercar el trabajo de los investigadores del CERN 1 al gran público y contribuir así a divulgar tanto el conocimiento de la física de partículas elementales como sus importantes aplicaciones a la vida cotidiana. Al mismo tiempo, a través del juego se quiere transmitir el conocimiento del universo de forma lúdica, fomentando las relaciones mediante redes sociales y abriendo nuevas vías de acceso al conocimiento científico. La decisión de crear un juego virtual gratuito responde a la inquietud de acercarse a los más jóvenes en el tiempo de ocio a través de un instrumento lúdico instructivo, ya que creemos que la enseñanza y la difusión de la física no pueden limitarse al horario escolar. Así, el Juego del Big Bang será un recurso educativo para los profesores y un elemento de entretenimiento, al tiempo que didáctico, para los participantes. Para su diseño, el equipo del mnactec y el Departamento de Educación ha contado con expertos en juegos y plataformas multimedia, con el asesoramiento de un equipo multidisciplinar de científicos que trabajan en el CERN y con investigadores de otros campos relacionados de la UB, la UAB y la UPC. 1 Después de más de veinte años de trabajo, el CERN ha culminado la construcción del acelerador de partículas LHC (las siglas en inglés del Gran Colisionador de Hadrones) que podrá reproducir las condiciones que se dieron en el universo tan sólo una fracción de segundo después del Big Bang y que permitirá dar respuesta a preguntas que hace años se esperan así como plantear otras nuevas 5
El contenido El Juego del Big Bang está formado por nueve juegos virtuales independientes, relacionados cada uno de ellos con nueve fases de la historia del universo desde el Big Bang hasta la actualidad. Los juegos presentan varios formatos desde pasatiempos a videojuegos, pasando por enigmas criptográficos y juegos de relación, teniendo cada uno de ellos un material educativo asociado a la fase del Big Bang que representa, e incorporan herramientas de red social para fomentar las relaciones entre participantes. Será preciso consultar el material educativo para acceder a la información complementaria y poder terminar los juegos satisfactoriamente. Se han efectuado dos versiones del juego y se podrá participar en el mismo en catalán o en castellano, si bien habrá una única clasificación y un único sistema de premios. Durante el mes de abril 2011 estará activa la fase competitiva si bien el juego on-line está abierto habitualmente. La fase competitiva contará con participantes tanto individuales como en grupo ya que se movilizaran institutos y otras comunidades sociales. A través de la página del proyecto www.bigbang.cat y el Facebook www.facebook.com/jocbigbang mantendremos informados a los participantes de las diferentes modalidades del juego. 6
Universo al alcance de todos El Juego del Big Bang es más que un juego; es una herramienta virtual para descubrir y aprender nuestro universo y su creación. A través del trabajo del físico tarrasense Quico Cortés, los visitantes de la Web podrán realizar un recorrido por cada una de las fases de la expansión del universo, desde el segundo 0 hasta la actualidad. Dentro del Juego del Big Bang podéis encontrar enlaces que se presentan como introducción a cada uno de los juegos del Big Bang 2.0 7
Descripción de los juegos Quieres más sopa? Juego en el que hay que moverse con rapidez para cazar determinadas partículas y evitar otras, en 9 niveles de dificultad creciente. Supernovas 9 laberintos de lógica con dificultat creciente basado en la obra del norteaméricano Robert Abbott. 8
El universo de dos en dos Juego de memoria. Consiste en recordar parejas de imágenes relacionadas con el universo y el Big Bang El universo de tres en tres Es una versión del universo de dos en dos pero con tríos 9
El universo hecho pedazos Juego consistente en montar un puzzle recomponiendo la imagen en el menor tiempo posible Mi Big Bang Espacio donde cada participante puede colgar una imagen, original, sobre lo que significa para el o ella el Big Bang. La comunidad de jugadores puede votar las imágenes que más le gusten. 10
Microbigbang Concurso literario basado en un escribir un microrelato sobre el Big Bang o su percepción por parte de los participantes. El Universo es Juego de cadenas donde cada participante puede añadir una imagen o un texto relacionado con la aportación anterior. 11
El universo en red Una serie de preguntas diarias destinadas a comprobar el conocimiento de los usuarios en determinados aspectos: Universo, CERN, Museos científicos y ediciones pasadas del Juego del Big Bang. Regularmente los usuarios podrán encontrar en la comunidad de Facebook nuevas preguntas y ganar puntos en su cuenta particular como jugador en la página Web del Big Bang. 12
Los premios Para incentivar la participación en el juego, además de crear unos contenidos que hagan que resulte atractivo y de presentarlo a los profesores y otros agentes sociales que puedan hacer uso del mismo, los mejores jugadores que participen individualmente y los institutos que obtengan la mejor clasificación ganarán varios premios. El premio más destacado es un viaje para dos personas a Ginebra para conocer la sede del CERN. Habrá una clasificación única para los institutos de Cataluña que se contabilizará con los puntos de los mejores jugadores de cada centro participante. Se otorgarán premios en la categoría individual y en la colectiva para motivar tanto a los usuarios que participen por iniciativa propia como a aquellos que lo hagan desde sus institutos, fomentando así el carácter formativo y social del Juego del Big Bang. 13
Experiencias de la pasada edición Acogida del proyecto: el pilotaje El juego está pensado para la franja de usuarios de Internet de más de 12 años, aunque está abierto a todos los públicos. Para comprobar el funcionamiento y la empatía que despierta el juego en este segmento de público, se llevaron a cabo pruebas de pilotaje en uno entorno a participación cercano y controlado, el Instituto Torres del Palacio de Terrassa, durante la Fiesta de la Ciencia celebrada el 2009 en el parque de la Ciutadella de Barcelona y entre las personas del entorno cercano al mnactec Durante la semana en que el juego estuvo disponible para este pilotaje, se hizo una compilación de las impresiones de todos los participantes, que relatamos brevemente a continuación: Antes de jugar, la mayoría de los encuestados declararon estar interesados en la cosmología y todos ellos afirmaron ser conocedores de la teoría del Big Bang. En este sentido, se establece un vínculo de empatía con el Juego del Big Bang, ya sea por la afinidad con la temática o por la posibilidad de relacionar los conocimientos adquiridos en clase con el juego virtual. El formato del juego tuvo una buena aceptación por parte del alumnado puesto que casi todos los estudiantes valoraron la navegación por el juego positivamente y la gran mayoría consideraron que las reglas y las instrucciones eran claras. En cuanto a la participación en los foros, más de la mitad de los estudiantes no tenían experiencia previa en el uso de esta herramienta. Aún así, los alumnos, especialmente los del bachillerato social, participaron activamente en el foro del juego durante la sesión de trabajo en el aula. La mayoría de los estudiantes afirmaron que recomendarían el juego a terceras personas y, especialmente, los alumnos del bachillerato científico manifestaron que continuarían participando en el juego durante su tiempo de ocio. Este dato es, por lo 14
tanto, muy positivo en vistas a valorar de manera orientativa el recibimiento que puede tener el juego en horario no lectivo. Los niños más pequeños tuvieron dificultades para jugar y para entender los contenidos, mientras que para los niños a partir de los 8-9 años el juego resultó bastante sencillo y se engancharon fácilmente, como manifestaron también muchos padres. Los participantes en el pilotaje destacan como puntos fuertes del Juego del Big Bang el juego de Memory, el grado de interacción, las explicaciones y la animación inicial. Estos dos últimos puntos, junto con los foros y el formato del juego, son los aspectos que más han sorprendido a los jugadores. El Big Bang en cifras 15.000 visitantes, más de 250 visitas diarias y 22.406 partidas registradas. 2.890 jugadores compitieron hasta el, de los cuales 457 han sido invitados por otros participantes. Un 65% ha jugado en catalán y el 35% en español. Un 45 % de los participantes eran jóvenes de entre 13 i 19 años. 15
El marco del proyecto: acciones relacionadas El Juego del Big Bang no debe entenderse como una actividad aislada, sino que forma parte de los productos originales y las actividades propias del mnactec, dirigidos a segmentos específicos de visitantes e internautas, para hacer una divulgación científica fundamentada en la investigación de vanguardia. En este caso, la elección del CERN como objeto de difusión está determinada por la importancia de esta investigación para la sociedad actual, por la oportunidad de funcionamiento del nuevo acelerador, el LHC, y por la voluntad de revalorizar la colección del mnactec, que contiene elementos históricos auténticos del anterior acelerador, el LEP. La relación de productos y acciones que constituyen la plataforma de divulgación de este proyecto y que se describen brevemente a continuación han tenido financiación externa de la *FECYT y del Departamento de Innovación, Universidades y Empresa de la Generalitat de Cataluña. >> Explorando los inicios del universo: el CERN, el LHC y la física de partículas Una exposición producida por el *mnactec, de carácter divulgativo, realizada en material reciclable y desmontable, para poderla hacer circular por los museos y otras instituciones que ya han mostrado su interés. Inaugurada el 31 de enero del 2009 en el mnactec, cuenta con elementos históricos auténticos, maquetas, elementos audiovisuales y la recreación a medida real del túnel subterráneo del actual acelerador del CERN, el LHC. >> Conversas con la física: Vermuts de ciencia. Una actividad de divulgación científica -conducida por investigadores y dirigida al gran público- para crear un debate informal entre expertos del mundo de la física y otras disciplinas con jóvenes y visitantes de fin de semana del *mnactec. Se realizaron el 2007 y el 2008, con una media de 65 asistentes por sesión. >> Talleres de ciencia ficción. Dirigidos a estudiantes de secundaria y Bachillerato, se han realizado desde el 2007 al mnactec, utilizando la ciencia ficción como herramienta para transmitir conceptos fundamentales de ciencia a los más jóvenes. Ha participado unos 150 jóvenes en cada una de las sesiones. >> Jóvenes en acción: Pequeños seminarios Jóvenes en acción: Pequeños seminarios. Las maquetas de la exposición sobre los experimentos del CERN, ATLAS y LHCb, han servido de base para charlas de difusión de investigadores para familias en fines de semana en el mnactec. 16
>> Las noches de Jan: Cuentos de estrellas. Durante el 2008 se realizaron 4 sesiones experimentales de cuenta-cuentos en el mnactec y en 3 museos de su Sistema Territorial, con una participación media de 85 personas. En la actividad, dirigida a niños y niñas de 4 a 10 años, se narraba el cuento "Jan descubre qué es una estrella", escrito por investigadores, y se hacía un taller libre de expresión plástica. Con los dibujos de los niños, se ha hecho un análisis experto sobre la presencia de conceptos básicos de física captados por pequeños a través del cuento. Durante el 2009 se consolidó la experiencia con tres nuevos cuentos originales. >> Sala virtual de exposiciones on-line del Sistema Territorial mnactec Las actividades de comunicación científica del mnactec y de los museos de su Sistema Territorial tienen un eje de innovación tecnológica notable, consistente en el desarrollo de herramientas TIC para: a) Dar permanencia en el tiempo y difundir a la comunidad mundial contenidos de museos mediante productos de calidad elaborados expresamente para el lenguaje de Internet b) Captar el interés y la curiosidad de este Colectivo potencial no visitante de museos científicos adicto a Internet. Entre las acciones experimentales desarrolladas en formato virtual (www.sistemnactec.cat) destacamos la acción hecha en torno a los Cuentos de Estrellas, que ha consistido en adaptar una sala de exposiciones virtuales a las condiciones museográficas de cuatro salas reales de exposición de los museos implicados en el proyecto. 17
Organización del Juego del Big Bang La dirección del proyecto está a cargo del mnactec y cinco museos de su Sistema Territorial: Museu de les Mines de Cercs, Museu de la Torneria, Museu Fassina Balanyà de l Espluga de Francolí, Museu de la Pell d Igualada i Comarcal d Anoia i Museu de la Tècnica de Manresa. Todos ellos conjuntamente con el Departamento de Educación de la Generalidad de Cataluña. Para desarrollarlo con garantías se ha firmado un convenio que establece la comisión de seguimiento y las obligaciones mutuas de la organización compartida, así como la disponibilidad de las herramientas y los recursos propios que requiera el plan de ejecución, de promoción y de evaluación del proyecto. Equipo técnico Oriol Comas i Coma. Responsable de la concepción y dirección de los juegos. Gerald Kogler. Responsable del desarrollo del software. Martin Bruner. Responsable del diseño gráfico. Asesores científicos Lluís Garrido. Catedrático de física del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICC-UB) Silvia Bravo, Doctora en física y experta en comunicación científica. Universitat Oberta de Catalunya (UOC). Teresa Férriz. Doctora en filología, experta en plataformas virtuales y comunicación. 18
Responsable del espacio Lletra. Universitat Oberta de Catalunya (UOC) Jordi Flos. Doctor en biología, ecólogo y comunicador, experto en evaluación museogràfica. Professor de la Universidad de Barcelona (UB) Lluís Font. Doctor en Ciencias Físicas. Profesor titular del Departamento de Física de la Universidad Autónoma de Barcelona. Miembro de la colaboración MAGIC. Gonzalo Merino. Coordinador del Tier1 español, centro principal de procesamiento de datos de los experimentos del CERN. Investigador del Puerto de Información Científica (PICCIEMAT). 19
El Sistema Territorial del mnactec El Museo de la Ciencia y de la Técnica de Cataluña (mnactec) ha desarrollado un Sistema Territorial extendido por todo el país que vertebra la museística científica y técnica del territorio catalán, al tiempo que explica -a través de los inmuebles del patrimonio industrial que acogen sus 25 museos- el desarrollo histórico de la industrialización de Cataluña. Tanto por la diversidad de propietarios como por las temáticas y realidades territoriales, el Sistema Territorial del mnactec tiene unos objetivos comunes que se concretan en un plan priorizado de acción estratégica y se organiza mediante programas transversales coordinados. Son obligatorios: imagen institucional; difusión; conservación e investigación, y acción educativa. Y voluntarios: turismo, paisaje industrial y ciencia, innovación, sostenibilidad y salud (CISS). El Juego del Big Bang -que se enmarca en los programas CISS y Acción Educativa- implica directamente seis de los museos del Sistema Territorial, con la cooperación de los diecinueve restantes. Esto facilita que el Sistema Territorial del mnactec sea en sí mismo un instrumento magnífico para aumentar la visibilidad del proyecto y su potencial de cara a la proyección externa y la valoración social. 20
CITAS CON EL JUEGO Fase no competitiva Del 1 de febrero de 2011 al 15 de marzo de 2011 Fase promocional A partir del 15 de marzo de 2011 Período de Juego Del 1 al 30 de abril de 2011 Publicación de los ganadores 18 de mayo de 2011 21