Fysik i framkant - KTH Professional Education

Fysik i framkant –
nyheter från forskningsfronten
28–29 november 2013 i Stockholm
FYSIKINSTITUTIONEN I SAMARBETE MED KTH EDUCATION
Bakgrund
Forskningen inom fysikområdet har under senare år gett många nya, intressanta resultat, både för tekniska
tillämpningar och som bidrag till vår världsbild. Dagens snabba teknikutveckling skapar fantastiska förutsättningar för bland annat den medicinska forskningen. Media rapporterar med jämna mellanrum om forskningsresultat som dock ofta hamnar långt utanför skolans kursplaner. Likväl finns det anledning att även i skolan ta
upp de mest intressanta rönen, inte minst för att många vetgiriga elever ber sina lärare förklara det som olika
media berättar om men även för att ge eleverna goda förutsättningar att delta i samhällsdebatten.
”Undervisningen i ämnet fysik ska syfta till att eleverna utvecklar kunskaper om fysikens begrepp, teorier,
modeller och arbetsmetoder. Den ska bidra till att eleverna utvecklar kunskaper om fysikens olika tillämpningar
inom till exempel teknik, medicin och hållbar utveckling och därigenom förståelse för fysikens betydelse i samhället. Genom undervisningen ska eleverna ges möjlighet att utveckla ett naturvetenskapligt perspektiv på vår
omvärld. I undervisningen ska aktuell forskning och elevernas upplevelser, nyfikenhet och kreativitet tas tillvara.
Undervisningen ska också bidra till att eleverna, från en naturvetenskaplig utgångspunkt, kan delta i samhällsdebatten och diskutera etiska frågor och ställningstaganden.” Utdrag ur ämnesplanen i Fysik.
Kursen kommer att presentera ny kunskap inom bland annat:
• medicinsk avbildning
• kosmologi
• astrofysik
• elementarpartikelfysik
• rymdforskning
Fysikalisk grundforskning, som sträcker sig från studier av materiens minsta beståndsdelar till universum självt,
har många tillämpningar både inom industrin och i vårt vardagsliv. Fördelar och nackdelar med ny teknik debatteras ofta. Utan insikter i ämnet kan det vara svårt att avgöra trovärdigheten vid exempelvis lanseringen av en ny
produkt.
Syftet med kursen är att presentera aktuell forskning inom några olika fysikområden och dess tillämpningar,
samt att ge deltagarna idéer och förslag till hur dessa kan användas i klassrummet.
Kursen vänder sig till
Lärare i fysik på gymnasiet och inom vuxenutbildningen.
Medverkande
Pär Olsson
Universitetslektor vid reaktorfysik, Skolan för teknikvetenskap (SCI) vid KTH
Merja Pukari
Forskare vid reaktorfysik, Skolan för teknikvetenskap
(SCI) vid KTH
Elisabeth Rachlew
Professor emeritus vid atom- & molekylfysik, Skolan för
teknikvetenskap (SCI) vid KTH
Bo Cederwall
Professor vid kärnfysik, Skolan för teknikvetenskap (SCI)
vid KTH
Mark Pearce
Prefekt, professor vid partikel & astropartikelfysik, Skolan
för teknikvetenskap (SCI) vid KTH
Josefin Larsson
Forskare vid partikel & astropartikelfysik, Skolan för teknikvetenskap (SCI) vid KTH
Mats Danielsson, kursledare
Professor vid medicinsk bildfysik, Skolan för teknikvetenskap (SCI) vid KTH
Rasmus Bokrantz
Dr verksam vid RaySearch Laboratories AB samt industridoktorand vid Avd optimeringslära & systemteori, Skolan
för teknikvetenskap (SCI) vid KTH
Jens Sjölund Civ Ing arbetar vid Elekta AB samt industridoktorand i
medicinsk informatik vid Linköpings universitet
Martin Sjölin
Doktorand vid medicinsk bildfysik, Skolan för teknikvetenskap (SCI) vid KTH
Sara Strandberg
Lektor i elementarpartikelfysik, Fysikum, Stockholms
universitet
Stefan Skare
Docent vid institutionen för klinisk neurovetenskap vid
Karolinska Institutet
Christer Fuglesang
Adjungerad professor vid partikel & astropartikelfysik,
Skolan för teknikvetenskap (SCI) vid KTH
Per Carlson
Professor emeritus vid partikel & astropartikelfysik,
Skolan för teknikvetenskap (SCI) vid KTH. fd. ordförande
Nobelpriskommittén
Torsdag 28 november 2013, kl 10–17.30
09.30–10.00 Registrering och kaffe
10.00–10.10Inledning
10.15–10.50 Kärnkraftsolyckan i Fukushima – vad var det som hände?
För två och ett halvt år sedan drabbades tre av Fukushima Daiichis reaktorer av härdsmältor i samband med jordbävningen och tsunamin. Vad var det som orsakade olyckan, vad hände i reaktorerna och hur hanterades förloppet? Vad kan vi lära oss av erfarenheterna för framtiden? Pär Olsson
10.55–11.30 Framtidens Kärnkraftverk: utan radioaktivt avfall
Fjärde generationens kärnkraft gör det möjligt att återvinna överblivet uran från anrikningsprocessen, samt använt kärnbränsle från dagens reaktorer. Därmed kan man öka bränsleresurserna hundrafalt, och minska mängden långlivat högaktivt avfall till en hundradel. Genom att använda bly som kylmedel skulle man kunna göra fjärde generationens kärnkraft både säker och relativt kostnadseffektiv. I detta föredrag beskrivs för- och nackdelar med fjärde generationens reaktorer, samt några av de reaktorprojekt som planeras i Sverige och utomlands. Föredraget ges på engelska. Merja Pukari
11.35–12.10 Fusion – framtidens energikälla?
Kärnkraftsenergi kan utvinnas från nukleär fission och från nukleär fusion. Våra kärnkraftsverk idag är alla baserade på fissionsprocessen. Forskningen med att bygga fusionskraftverk är intensiv i hela världen och läget för den forskningen och framtida kärnkraftverk behandlas i detta föredrag. Elisabeth Rachlew
12.10–12.20Frågestund
12.20–13.15 lunch
13.15–13.50 Ny vetenskap och konst från atomkärnornas värld – exotiska atomkärnor och strålande musik
Den inre strukturen i extremt neutronfattiga atomkärnor (nära den yttersta gräns där kärnor med lika antal protoner och neutroner kan existera) har studerats i experiment ledda av KTH-forskare. Resultaten, som först har publicerats i tidskriften Nature, tyder på att sådana kärnor verkar domineras av starkt kopplade neutron-protonpar, vilket skiljer sig från det normala, nära supraflytande, tillståndet i alla hit-
tills kända atomkärnor. Ett populärvetenskapligt projekt – The Radioactive Orchestra – kommer också att presenteras. Bo Cederwall
13.55–14.30 Jakten efter universums mörka materia
En stor del av universum, omkring 25%, är osynligt till oss – den så kallade mörka materian. Frågan vad denna materia består av är en av de största olösta vetenskapliga gåtor. Jakten efter svaren tar oss från djup underjord till ut i rymden. Mark Pearce
14.35–15.10 Gammablixtar och svarta hål i universum
Gammablixtar är de största explosionerna i universum sedan Big Bang. De uppstår när massiva
stjärnor dör och när neutronstjärnor slås ihop. Det som blir kvar i slutändan är troligtvis ett svart hål. Det här föredraget ger en översikt om vad vi vet om dessa explosioner och presenterar även aktuella forksningsfrågor. Josefin Larsson
15.15–15.35 kaffe
15.35–16.10 Datortomografi för framtiden där varje röntgenstråle räknas
Datortomografi är en av världens vanligaste röntgenundersökningar och är ett standardverktyg för bland annat trauma, cancer och stroke. Nu utvecklas ny teknik på KTH som för första gången kan mäta energin på varje enskild röntgenstråle. Detta kommer att ändra klinisk standard och till exempel kan den nya tekniken bli ett verktyg för att minska dödlighet och invaliditet vid stroke, en av de stora folksjukdomarna i Sverige idag. Mats Danielsson
16.15–16.45 Visning och provkörning av ny scanner för datortomografi
16.45–16.55Frågestund
17. 00–17.30 Visning av Vetenskapens Hus
19.00Middag
Fredag 29 november 2013, kl 9–15
09.00–09.35
09.40–10.15
10.20–10.45
Strålbehandling med protoner och tunga joner
Protonterapi är en form av cancerbehandling vars kliniska användning ökar internationellt. Inom ett par år kommer denna behandlingsform – för första gången i stor skala – att erbjudas svenska cancer-
patienter. Men vad är fördelarna med behandling med protoner eller andra lätta joner, och vilka är de speciella utmaningarna för denna typ av strålterapi? Rasmus Bokrantz
Fysik och teknik bakom Gammakniven – en svensk världssuccé
Hur kan man utföra hjärnkirurgi utan varken skalpeller eller blod? Gammakniven låter läkarna rikta 192 gammastrålar mot ett mål i hjärnan med en precision bättre än 0,5 mm. Var och en är strålarna ofarliga men där de möts blir effekten förödande. Jens Sjölund
Att följa enskilda molekyler i människokroppen med Positron Emissions Tomografi
Kan man bestämma platsen för en enskild molekyl inne i en levande människa? En enskild elementar-
partikel? Svaret är ja och anledningen stavas E = mc2.
Positron emissions tomografi (PET) skapar tredimensionella bilder av funktionella processer i kroppen och kan användas för att diagnostisera Alzheimers och spåra tumörer. Martin Sjölin
Forts. fredag 29 november 2013, kl 9–15
10.50–11.10 kaffe
11.15–11.50 Higgspartikeln – senaste nytt
Förra sommaren rapporterade forskarna vid CERN-laboratoriet att de hittat den länge eftersökta Higgspartikeln. Upptäckten är en av de största i vetenskapens historia och bekräftar den rådande teorin om universum. Men vad är egentligen Higgspartikeln? Och hur kan den hjälpa forskarna vidare i jakten på svaren på några av universums olösta gåtor? Sara Strandberg
11.55–12.30 Magnetresonansavbildning av människan
Kryp in i en magnetkamera och bli magnetisk. Få radiovågor skickade mot dig, och låt väteprotonerna i kroppens mjukdelar skicka tillbaka signal till radiospolen som ligger och lyssnar på dig intill. Det kan ta 0.1 sekund eller 10 min per bild, men det är ingen fara, radiovågornas frekvens är nära Mix Megapol, på säkert avstånd från röntgenstrålning. Stefan Skare
12.30–12.40Frågestund
12.40–13.30 lunch
13.30–14.05 Fysik och teknik på Internationella rymdstationen
Internationella rymdstationen ISS är en fantastisk teknisk konstruktion som går i bana på
ca 400 km höjd över jorden sedan 15 år. Där forskas det i många olika områden, genom att man utnyttjar tyngdlösheten, samt den unika utsikten mot såväl jorden som rymden. I föredraget berättas det om hur ISS har byggts, hur den fungerar och om experiment inom fysik som görs där. Christer Fuglesang
14.10–14.45 Hur får man nobelpris i fysik?
Uppfinning eller upptäckt? Alfred Nobels testamente från 1895 lade grunden till Nobelprisen, världens mest uppmärksammade och åtråvärda pris. Hur utses pristagarna och vad får de?
Vad krävs av en pristagare? Hur gömdes några Nobelmedaljer under andra världskriget?
Några särskilt intressanta pris. Per Carlson
14.45–15.00 Frågestund och avslutning
KURSFAKTA
Datum
28–29 november 2013
OrtStockholm
KurslokalKTH-huset, Kollegiesalen, Brinellvägen 8
Kursavgift
5 000 kr exkl. moms. I avgiften ingår lunch, kaffe samt viss dokumentation.
Avgiften faktureras med 30 dagars betalningsvillkor.
Middag 380 kr exkl moms (bindande anmälan)
Logi
Bokas själv av kursdeltagaren.
Anmälan Anmälan sker på www.edab.kth.se senast 25 oktober 2013
Bekräftelse
Skickas per e-post ca 14 dagar före kursstart. Eventuell platsbrist meddelas omgående!
Upplysningar Pernilla Boström tel 08-790 66 71, e-post pebos@kth.se
Mats Danielsson tel 08-5537 81 81, e-post matsdan@kth.se
KTH Education
Kungliga Tekniska Högskolan
100 44 Stockholm
www.edab.kth.se