Pedreiro

Quantum é o estudo do universo nas menores escalas. Os comportamentos estranhos que ocorrem na escala dos átomos são fundamentais para as tecnologias que alimentam os nossos computadores e muitos outros dispositivos modernos. Avanços recentes que permitem uma maior manipulação destes comportamentos estranhos impulsionaram o quantum para uma nova era e são promissores para avanços tecnológicos na computação, detecção e comunicações. Estas novas tecnologias podem ser o cenário do local de trabalho para os estudantes do ensino secundário de hoje.

Para entusiasmar os alunos do ensino médio sobre a promessa das tecnologias quânticas e prepará-los para esse futuro, a George Mason University e a Connected DMV realizaram o Programa Pathways to Quantum Immersion durante o mês de julho. Este programa reuniu estudantes do ensino médio de 21 escolas da região metropolitana de Washington, DC, para explorar oportunidades de educação, pesquisa e carreira com foco em quantum.

O programa transdisciplinar foi coordenado por Jessica Rosenberg, professora associada de física da Mason e diretora de educação do Mason's Quantum Science and Engineering Center (QSEC), e Nancy Holincheck, professora assistente da Mason College of Education and Human Development, diretora associada do Center for Social Equity. Através da Educação em Ciências, e co-Coordenador do Programa Acadêmico do programa Estudos Avançados em Ensino e Aprendizagem.

Os participantes começaram com um programa virtual de duas semanas no qual aprenderam sobre os principais conceitos quânticos, se envolveram com fenômenos quânticos usando polarizadores e simulações de experimentos, incluindo o experimento de fenda dupla, aprenderam sobre aplicações de tecnologias quânticas e foram apresentados a carreiras quânticas.

Seguindo o programa virtual, os alunos passaram uma semana em residência no Fairfax Campus da Mason para uma agenda lotada de programação presencial que incluía palestras, discussões e visitas a locais que trabalham com quantum na Mason e em toda a região.

Os participantes visitaram vários laboratórios envolvidos em pesquisa quântica, incluindo o laboratório de química quântica de Yun Yu, que estuda materiais bidimensionais, o laboratório de biofísica de Rob Cressman, que usa sensores quânticos para estudar o cérebro, o laboratório de física de Karen Sauer, que está desenvolvendo sensores quânticos para detectar sensores magnéticos. campos e o laboratório do diretor da QSEC, Patrick Vora, para aprender sobre a pesquisa de materiais quânticos.

“Aprendi sobre pesquisas interdisciplinares, colaborativas e conectadas em uma variedade de tópicos quânticos – alguns dos quais já tinha ouvido falar e alguns campos emergentes eram novos para mim”, disse Shivani Nadella, estudante do último ano da Freedom High School em South Riding, Virgínia. . “Os professores tinham muito conhecimento e estavam entusiasmados em compartilhar seus conhecimentos ou recursos que você precisa para descobrir e perseguir sua paixão.”

Nadella planejava originalmente cursar ciência da computação quando chegasse à faculdade, mas disse que, como resultado dessa experiência, está considerando uma especialização dupla em física.

Além de Mason, os participantes do programa puderam ver o trabalho quântico que está sendo realizado na NASA, na Universidade de Maryland, no MITRE e na Universidade George Washington. No Goddard Space Flight Center da NASA, os alunos aprenderam sobre o papel do quantum nas comunicações e puderam ver laboratórios quânticos, bem como outras instalações, como a baía alta onde o telescópio Nancy Grace Roman está sendo montado.

Na Universidade de Maryland, eles conheceram muitos laboratórios quânticos, incluindo um cíclotron e um computador quântico. O tour MITRE incluiu um painel de carreiras, bem como visitas aos laboratórios de nano-bio e de detecção de visão da empresa. A instalação de nanofabricação da Universidade George Washington mostrou-lhes o trabalho sendo feito com microscópios eletrônicos de varredura e transmissão.

A visita final dos alunos foi ao Escritório Executivo Eisenhower da Casa Branca para apresentações de membros do escritório de coordenação do Escritório de Política Científica e Tecnológica Quantum e um tour pelo prédio.

Holincheck disse que esta experiência foi importante para o acesso a oportunidades e informações sobre carreira. “Os alunos conheceram diversos cientistas que trabalham em tecnologias quânticas e políticas quânticas e ouviram deles sobre aplicações e carreiras quânticas atuais e futuras”, disse ela. “Este programa é uma forma de fornecer acesso equitativo ao conhecimento e oportunidades STEM para estudantes de toda a nossa região.”