Masón

La cuántica es el estudio del universo en las escalas más pequeñas. Los extraños comportamientos que ocurren a escala de los átomos son clave para las tecnologías que alimentan nuestras computadoras y muchos otros dispositivos modernos. Los avances recientes que permiten una mayor manipulación de estos comportamientos extraños han impulsado la tecnología cuántica a una nueva era y son prometedores para los avances tecnológicos en informática, detección y comunicaciones. Estas nuevas tecnologías pueden ser el panorama del lugar de trabajo de los estudiantes de secundaria de hoy.

Para entusiasmar a los estudiantes de secundaria sobre la promesa de las tecnologías cuánticas y prepararlos para este futuro, la Universidad George Mason y Connected DMV llevaron a cabo el programa Pathways to Quantum Immersion durante julio. Este programa reunió a estudiantes de secundaria de 21 escuelas de la región metropolitana de Washington, DC, para explorar oportunidades profesionales, de investigación y de educación centradas en la cuántica.

El programa transdisciplinario fue coordinado por Jessica Rosenberg, profesora asociada de física de Mason y directora de educación en el Centro de Ingeniería y Ciencia Cuántica de Mason (QSEC), y Nancy Holincheck, profesora adjunta de la Facultad de Educación y Desarrollo Humano de Mason, directora asociada del Centro para la Equidad Social. A través de la Educación en Ciencias, y co-Coordinadora del Programa Académico del programa de Estudios Avanzados en Enseñanza y Aprendizaje.

Los participantes comenzaron con un programa virtual de dos semanas en el que aprendieron sobre conceptos cuánticos clave, se involucraron con fenómenos cuánticos utilizando polarizadores y simulaciones de experimentos, incluido el experimento de la doble rendija, aprendieron sobre aplicaciones de tecnologías cuánticas y conocieron carreras cuánticas.

Después del programa virtual, los estudiantes pasaron una semana en residencia en el campus Fairfax de Mason para una agenda repleta de programación en persona que incluyó conferencias, debates y visitas a sitios que trabajan en cuántica en Mason y en toda la región.

Los participantes visitaron varios de los laboratorios dedicados a la investigación cuántica, incluido el laboratorio de química cuántica de Yun Yu que estudia materiales bidimensionales, el laboratorio de biofísica de Rob Cressman que utiliza sensores cuánticos para estudiar el cerebro, el laboratorio de física de Karen Sauer que está desarrollando sensores cuánticos para detectar imanes campos y el laboratorio del director de QSEC, Patrick Vora, para aprender sobre la investigación de materiales cuánticos.

"Aprendí sobre la investigación interdisciplinaria, colaborativa y conectada a través de una variedad de temas cuánticos; algunos ya había oído hablar de ellos y algunos campos emergentes eran nuevos para mí", dijo Shivani Nadella, estudiante de último año de Freedom High School en South Riding, Virginia. . "Los profesores estaban muy bien informados y emocionados de compartir su experiencia o los recursos que necesitas para descubrir y perseguir tu pasión".

Nadella originalmente planeaba obtener un título en ciencias de la computación cuando llegara a la universidad, pero dijo que, como resultado de esta experiencia, está considerando una doble especialización en física.

Más allá de Mason, los participantes del programa pudieron ver el trabajo cuántico que se está realizando en la NASA, la Universidad de Maryland, MITRE y la Universidad George Washington. En el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, los estudiantes aprendieron sobre el papel de la cuántica en las comunicaciones y pudieron ver laboratorios cuánticos, así como otras instalaciones como la bahía alta donde se está ensamblando el telescopio romano Nancy Grace.

En la Universidad de Maryland, pudieron ver muchos laboratorios cuánticos, incluidos un ciclotrón y una computadora cuántica. La gira MITRE incluyó un panel de carreras, así como visitas a los laboratorios de nano-bio y sensores de visión de la compañía. Las instalaciones de nanofabricación de la Universidad George Washington les mostraron el trabajo que se realiza con microscopios electrónicos de barrido y transmisión.

La última visita de los estudiantes fue a la Oficina Ejecutiva Eisenhower de la Casa Blanca para presentaciones de miembros de la Oficina de Coordinación Cuántica de Política Científica y Tecnológica y un recorrido por el edificio.

Holincheck dijo que esta experiencia fue importante para acceder a oportunidades e información profesional. "Los estudiantes conocieron a diversos científicos que trabajan en tecnologías cuánticas y políticas cuánticas y escucharon de ellos sobre las aplicaciones y carreras cuánticas actuales y futuras", dijo. "Este programa es una forma en que podemos brindar acceso equitativo al conocimiento y las oportunidades STEM para estudiantes de toda nuestra región".

La superintendente de las Escuelas Públicas del Condado de Fairfax, Michelle Reid, dijo que las experiencias de aprendizaje basadas en el trabajo, como el Programa de Inmersión Cuántica, ayudan a preparar a los estudiantes para las carreras del futuro, carreras que aún no existen. Nueve estudiantes de FCPS participaron en este programa de verano.

"Nuestra más profunda gratitud a nuestros socios académicos, gubernamentales y comerciales que reconocen el valor de brindarles a nuestros estudiantes experiencias prácticas para guiar y dar forma a su futuro", agregó.

El último día del programa, los participantes realizaron presentaciones sobre lo que habían aprendido durante la semana y su aprendizaje cuántico continúa.

"Algunos de los estudiantes continuarán con un programa de prácticas ampliado después de esta experiencia", dijo Rosenberg. "Todos los estudiantes también tienen la oportunidad de presentar un póster sobre su visión de las futuras tecnologías cuánticas en el Congreso Mundial Cuántico que tendrá lugar en septiembre".

Rosenberg añadió: “Un estudiante me dijo que después de esta experiencia, realmente podrán darse cuenta de cómo la cuántica se puede aplicar a muchos campos: es el futuro. Aprenden cualquier carrera que elijan, ya sea médica o computacional, la cuántica estará ahí”.

El programa Pathways to Quantum Immersion es parte del Proyecto de Desarrollo de la Fuerza Laboral Cuántica K12 de QSEC, que fue financiado con una asignación patrocinada por la representante estadounidense Jennifer Wexton, y tiene como objetivo inspirar a la próxima generación de estudiantes a seguir este campo y al mismo tiempo preparar una fuerza laboral cuántica diversa. en el norte de Virginia.

“Un estudiante me dijo que después de esta experiencia, realmente podrán darse cuenta de cómo la cuántica se puede aplicar a muchos campos: es el futuro. Aprenden cualquier carrera que elijan, ya sea médica o computacional, la cuántica estará ahí”.

Jessica Rosenberg