Quantum en la escuela
Desvelar los misterios cuánticos: Inspirando a las mentes jóvenes con Quantum@School
Los estudiantes desvelan los misterios de la física cuántica con la primera prueba del programa Quantum@School en la Jornada de Matemáticas, Informática y Física de la Universidad de Innsbruck.
Foto: quantA
La ciencia es la base del progreso en la sociedad moderna, dando forma a la tecnología, la innovación y nuestra comprensión del universo. Entre los muchos avances científicos de las últimas décadas, la física cuántica destaca como un campo que forma parte integral de muchas tecnologías presentes en nuestra vida cotidiana, como los smartphones, los ordenadores, los láseres, las fibras ópticas, los dispositivos médicos, etc., y es un campo de investigación en desarrollo con potencial para revolucionar aún más industrias que van desde la informática y la comunicación hasta la ciencia de los materiales. Sin embargo, este fascinante campo parece a menudo abstracto e intimidatorio, especialmente para los jóvenes estudiantes.
Ahí es donde interviene Quantum@School. Este innovador programa presenta la física cuántica y la investigación cuántica a los alumnos de secundaria de una forma atractiva e interactiva, con el objetivo de aumentar su pasión por la ciencia y la tecnología modernas. Y con 2025 declarado Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas por la UNESCO, no hay mejor momento para llevar esta ciencia de vanguardia a las aulas. Cuando se trata de física cuántica, tanto los estudiantes como los profesores necesitan formas nuevas e inspiradoras de sumergirse en este campo, ya que los planes de estudios tradicionales de física a menudo tienen dificultades para presentarla de forma accesible, haciéndola parecer demasiado compleja y avanzada para el nivel de secundaria. Por lo tanto, se necesitan métodos de enseñanza innovadores para transformar la forma en que los estudiantes experimentan y se comprometen con la materia.
El programa de divulgación de Quantum@School ha sido diseñado en la Universidad de Innsbruck y adaptado para estudiantes de 14 a 17 años, tendiendo un puente entre los niveles de educación secundaria inferior y superior. Pretende, en particular, atraer a escuelas que suelen ser difíciles de involucrar en actividades de divulgación de la física. El programa se desarrollará durante la primera semana de octubre en escuelas de toda Austria. Los profesores podrán inscribir a sus clases con antelación. Después, un estudiante de doctorado que investiga en física cuántica visitará la escuela para dirigir el programa in situ.
El núcleo de esta iniciativa de divulgación es un juego de escape, diseñado para enseñar conceptos fundamentales de la física cuántica mediante acertijos interactivos y tareas de resolución de problemas. El tema general del juego gira en torno a la macroscopicidad cuántica, un campo que explora la frontera entre el mundo clásico y el cuántico, y que es un área de investigación activa de varios grupos en Austria. Este enfoque basado en el juego permite a los estudiantes experimentar los principios cuánticos de forma práctica, haciendo que las ideas complejas sean más tangibles y atractivas. Tras completar el juego de escape, el estudiante de doctorado visitante presentará su investigación y facilitará una sesión de debate, relacionando los conceptos del juego con fenómenos cuánticos del mundo real.
Para garantizar la sostenibilidad y el impacto a largo plazo de esta iniciativa, el programa se ha desarrollado con un fuerte apoyo institucional y asociaciones estratégicas. El proyecto se desarrolla en colaboración entre quantA, el cluster de excelencia austriaco en investigación cuántica, y el Centro de Investigación Física de Innsbruck, y cuenta con el apoyo de la Facultad de Matemáticas, Informática y Física de la Universidad de Innsbruck. Además, el proyecto se integrará en el programa de Embajadores de la Ciencia de la Agencia Austriaca para la Educación y la Internacionalización (OeAD). Al fomentar estas sinergias, el proyecto pretende crear conexiones duraderas entre las escuelas y las universidades, posicionando a los estudiantes de doctorado como embajadores que pueden seguir comprometiéndose con las escuelas más allá de esta iniciativa. Esto ayudará a salvar la brecha entre la educación secundaria y la investigación de vanguardia, haciendo que la ciencia cuántica sea más accesible y relevante para las generaciones más jóvenes.
Más allá de los estudiantes, el proyecto también pretende capacitar a los profesores proporcionándoles los recursos y la formación necesarios para introducir la física cuántica en sus aulas. Una barrera común a la hora de enseñar conceptos de física moderna en las escuelas es la falta de conocimientos a la que se enfrentan muchos profesores. Para solucionarlo, la iniciativa establecerá una red de profesores comprometidos y ofrecerá un curso estructurado sobre los fundamentos de la mecánica cuántica, dotando a los educadores de las habilidades y la confianza necesarias para incorporar estos temas a sus planes de estudio. Al reforzar los conocimientos de los profesores, el programa garantiza que la educación cuántica no termine con un único evento, sino que se convierta en una parte sostenida de la experiencia escolar.
Esta iniciativa también fomenta la colaboración entre las universidades austriacas, promoviendo una comunidad de estudiantes de doctorado apasionados por la divulgación científica. Al implicar a los jóvenes investigadores en el compromiso público, el proyecto beneficia tanto a los estudiantes como a los científicos: los escolares adquieren una visión directa de la investigación cuántica en el mundo real, mientras que los estudiantes de doctorado desarrollan valiosas habilidades de comunicación y enseñanza. Esta iniciativa, por tanto, ayuda a tender puentes entre el mundo académico y la sociedad, reforzando el liderazgo de Austria en educación e investigación cuánticas.
Los acertijos están diseñados para introducir conceptos fundamentales de la mecánica cuántica, como la superposición cuántica o el principio de incertidumbre.
Fotos: quantA