Лазерный мир

Физика ― наука, которая включает в себя множество направлений: теоретическую и прикладную физику, лазерные технологии, разработку новых материалов и не только. Как во всем этом разобраться? Собрали в одном материале образовательные проекты ИТМО, которые помогут школьникам узнать больше о физике и определиться с будущей профессией и перспективами в этой сфере.

Мастер-класс с использованием жидкого азота. Фото: Дмитрий Григорьев / ITMO.NEWS

Содержание:
Получить базовые знания
Разработать собственный проект
Определиться с карьерой
Получить базовые знания
Лаборатория лазерных креативов

Кому подойдет: учащимся 8–9 классов, которые хотят познакомиться с лазерами и любят участвовать в хакатонах.
Формат: очный. Проект организует Институт лазерных технологий (ИЛТ) ИТМО. За короткий срок (от одного дня до недели ― в зависимости от программы) участники слушают лекции от экспертов ИТМО и сотрудников компании «Лазерный центр» о том, как устроены и работают лазерные системы и в каких областях они применяются. В лаборатории школьники не только слушают лекции, но и посещают мастер-классы, на которых знакомятся с устройством и работой лазерных установок.

Что участники получают в итоге: полученные в лаборатории знания помогают командам участников за короткий срок придумывать новые идеи, как уже сейчас или в будущем можно использовать лазер. Например, как с его помощью можно улучшить светофоры, чтобы повысить безопасность пешеходов, или шить бесшовную одежду. Команды, представившие лучшие идеи, получают подарки от ИТМО — блокноты, картхолдеры, тетради и наклейки.
Стоимость обучения: бесплатно

Как записаться: нужно заполнить заявку, указав контакты для связи, номер школы и класс. Заявка публикуется вместе с анонсом нового потока в группе «ВКонтакте». В этом году в лаборатории лазерных креативов уже приняли участие девять школьников.

Мастер-класс по лазерной обработке поверхностей материалов. Фото: Дмитрий Григорьев / ITMO.NEWS

Разработать собственный проект
Летняя школа лазерных технологий ИТМО
Кому подойдет: учащимся 8–11 классов, которые начинают знакомиться с лазерами
Формат: очный. Школа длится одну неделю и, как правило, проходит в конце июня. За это время ее участники узнают про ИТМО и лаборатории Института лазерных технологий (ИЛТ) и получают базовые знания о том, как лазерное излучение помогает решать разные задачи. Например, детектировать вещества, лечить грибковые заболевания, создавать поверхности с новыми характеристиками или голограммы, которые выглядят как произведения искусства.
Что участники получают в итоге: участники могут подготовить собственное теоретическое или практическое исследование при поддержке сотрудников ИЛТ ИТМО и выступить с результатами работы в конкурсе докладов. Победители конкурса получают пять дополнительных баллов, которые можно засчитать как индивидуальное достижение при поступлении на любую программу бакалавриата ИТМО.
Стоимость обучения: бесплатно
Как записаться: нужно заполнить заявку, указав личные данные для связи, номер своей школы и класс. Заявка публикуется вместе с анонсом нового потока. Следить за новостями можно в группе социальной сети «ВКонтакте». В этом году в летней школе приняли участие 29 школьников.

Летняя школа лазерных технологий 2021. Источник: Школа лазерных технологий Университета ИТМО

Кому подойдет: учащимся 10 класса, которые интересуются разработкой наноматериалов
Формат: очный. Школа проводится научными сотрудниками МНОЦ физики наноструктур ИТМО. Обучение проходит в июне в течение двух недель. За это время участники слушают лекции о науке и soft skills — как получать, исследовать и комбинировать разные современные наноматериалы, а также понятно объяснять суть своей работы и публично выступать с результатами исследований.
Что участники получают в итоге: участники могут провести собственное исследование в небольших группах (3–4 человека). Например, исследовать хиральную структуру молекул, которые можно использовать в биомедицине, или создать наноструктурированный сенсибилизатор для фото- и сонодинамики онкологических заболеваний и бактериальных инфекций. В финале летней школы участники защищают свои работы и получают три дополнительных балла, которые пригодятся при поступлении в ИТМО.
Стоимость обучения: бесплатно
Как записаться: нужно написать мотивационное письмо о том, почему участие в школе важно и интересно и упомянуть профессиональные достижения. Подать заявку можно на сайте, а следить за новостями — в группе социальной сети «ВКонтакте».
В этом году летнюю школу прошли 24 школьника, а заявки на участие присылали не только учащиеся 10-го, но и 8-го, 9-го и 11-го классов. По словам профессора МНОЦ физики наноструктур ИТМО Анны Орловой, в будущем организаторы школы планируют расширить программу, чтобы в школе могли участвовать не только десятиклассники. Дата проведения школы сдвинется и не будет совпадать с временем проведения ЕГЭ у 11 классов.

Подготовка школьников в группе PI
Кому подойдет: учащимся 9–10 класса Санкт-Петербурга и Ленинградской области, которые интересуются наноматериалами и хотят узнать, как превратить исследование в продукт.

Формат: очный. PI (Principal Investigators) — это руководители исследований и разработок, которые выполняют сразу несколько функций: PI управляет научной группой, определяет направление исследований и проекты, которыми будет заниматься весь коллектив, а также ищет гранты и партнеров, которые профинансируют исследования.
Цель проекта, посвященного подготовке школьников в группе PI, — уже на раннем этапе показать ребятам, что научные исследования могут проводиться с использованием проектного подхода. Для этого ученому нужно понимать, как работать в команде и распределять роли в исследованиях, как планировать свое время, каким образом писать заявки на конкурсы и довести научную идею до патента или даже продукта, а также где найти финансовую поддержку.
Команды школьников из Санкт-Петербурга и Ленинградской области участвуют в хакатоне по материаловедению «Материалы будущего». Соревнование проводится на базе Кванториума петербургской гимназии №642. На хакатоне школьники могут участвовать в одном из трех направлений — FoodNet (разработка проекта «умной» упаковки), Sensorics (разработка сенсоров для определения газов) и EnergyNet (разработка проекта выработки тепловой и электроэнергии в городской среде).
Что участники получают в итоге: по итогам хакатона команда-победитель получила возможность продолжить исследования в группе PI ИТМО по тематике «Функционализированные углеродные наночастицы». Школьники будут создавать люминесцентные композиты на основе наночастиц, которые можно использовать в качестве чернил для создания сенсорных меток. В этом году работа в группе проекта начнется с октября.
Стоимость обучения: бесплатно
Как записаться: Организаторы планируют сохранить тематики хакатона и проводить его каждый год в конце мая перед летними каникулами. Чтобы попасть на хакатон, представителям школ Петербурга и Ленобласти нужно заполнить анкеты школьных команд на участие в соревновании. Анкета на следующий хакатон появится весной 2024 года (в период апреля–мая). Необходимая информация публикуется в социальных группах МНОЦ физики наноструктур и Кванториума.

Мастер-класс по конструированию роботов. Фото: Дмитрий Григорьев / ITMO.NEWS
Определиться с карьерой
Сезонная школа лазерных технологий ИТМО
Кому подойдет: учащимся 8–11 класса, которые задумываются о профессии в области лазерных технологий.
Формат: очный. Школа делится на два этапа. Сначала один раз в неделю с октября по январь школьники участвуют в лекциях и мастер-классах от преподавателей и студентов ИЛТ ИТМО, а также представителей индустрии, например компании «Лазерный центр». Участники узнают, из чего состоит лазерное излучение, как оно взаимодействует с разными веществами, чем одни лазеры отличаются от других и какие задачи с их помощью решают.
Затем с февраля по апрель участники школы под руководством кураторов занимаются индивидуальной или групповой научно-исследовательской работой в лабораториях ИТМО. Например, обучающиеся создают тонкие пленки для обнаружения токсичных газов в газоанализаторе, лазерную маркировку для идентификации товаров, голографические знаки, защищающие изделия от подделок, а также придают поверхностям материалов новые свойства — гидрофобность, биосовместимость, износостойкость, токопроводимость и так далее.
Что участники получают в итоге: участники могут провести собственное исследование и представить результаты работы на всероссийском Конгрессе молодых ученых ИТМО. Докладчики, занявшие первое и призовые места в школьном конкурсе докладов и проектов КМУ, получают бонус — пять дополнительных баллов, которые засчитываются как индивидуальное достижение при поступлении на любую программу бакалавриата ИТМО.
Стоимость обучения: бесплатно
Как записаться: нужно заполнить заявку, указав личные данные для связи, номер своей школы и класс. Регистрация на новый поток школы, которая стартует в октябре, уже открыта. Следить за анонсом нового потока можно также в группе социальной сети «ВКонтакте». В этом году в сезонной школе приняли участие 68 школьников.

Участники Всероссийского дня физики в ИТМО получили пожелания на день, которые для них напечатали на лазерной установке. Фото: Дмитрий Григорьев / ITMO.NEWS

Летняя практика Нового физтеха ИТМО

Кому подойдет: учащимся 9 и 10 классов, которые хотят узнать, как выглядит работа настоящих ученых-физиков.
Формат: гибридный (онлайн и очный). Практика делится на два этапа. Сначала участники знакомятся с Новым физтехом ИТМО и слушают специальный курс по физике. Затем они распределяются на небольшие группы и выбирают научный проект, над которым будут работать под руководством преподавателей и ученых подразделения. Например, на летней практике 2022 года школьники изучали, можно ли усилить сигнал антенны с помощью фруктов, синтезировали биосовместимые носители, пригодные для доставки биоактивных веществ в клетки, и создавали работающий светодиод на основе нового перспективного материала — галогенидных перовскитов.
Что участники получают в итоге: лучших выпускников летней практики приглашают на годовую практику с октября по май. За это время школьники могут провести полноценное научное исследование под руководством сотрудников Нового физтеха ИТМО и опубликовать результатам работы в научной статье.
Стоимость обучения: бесплатно
Как записаться: нужно заполнить анкету, указав в ней достижения, связанные с физикой. Посмотреть проекты прошлых лет, а также следить за анонсом летней практики 2024 года можно на сайте. В этом году практику прошли 20 учеников 9 класса и 47 — 10 класса.
Подробнее о возможностях для школьников научные сотрудники физико-технического мегафакультета ИТМО рассказали на презентациях, экскурсиях по научным лабораториям и научно-популярных лекциях ― мероприятия стали частью программы Всероссийского дня физики. Событие состоялось 17 сентября в день рождения российского ученого и изобретателя Константина Циолковского в 25 инженерных университетах страны, в том числе в ИТМО. Также участники дня физики проверили знания на всероссийском физическом диктанте и участвовали мастер-классах. Например, конструировали роботов и знакомились с работой лазерных установок.
К началу

Алёна Мамаева
Журнали
Источник: https://news.itmo.ru/ru/science/photonics/news/13429/