Projecte Quantum Ambassadors

Descripció 

El projecte Quantum Ambassadors és una iniciativa educativa innovadora que té com a objectiu principal formar el professorat de secundària en física quàntica i dotar-lo d’eines per apropar aquesta disciplina a l’aula. Impulsat per la Universitat de Barcelona (UB), l’ICCUB i l’IN2UB, el projecte ofereix sessions formatives impartides per experts universitaris. 

Objectius  

•  Aprofundir en els conceptes fonamentals de la física quàntica mitjançant sessions impartides per investigadors especialitzats de la UB, l’ICCUB i l’IN2UB. 
•  Dotar el professorat de recursos didàctics innovadors i situacions d’aprenentatge adaptades al currículum de secundària. 
•   Fomentar la integració de la física quàntica a l’aula d’una manera entenedora, motivadora i alineada amb les competències clau del sistema educatiu. 
•   Promoure el desenvolupament de competències docents com el pensament crític, la creativitat i el treball col·laboratiu. 
•   Crear una comunitat educativa activa i col·laborativa entre professorat de secundària i l’àmbit universitari. 

Continguts 

PART TEÒRICA 

Conceptes bàsics de física quàntica 

• Breu introducció històrica 
• Què és la física quàntica i per què és important 
• Superposició d’estats 
• Funció d’ona i probabilitat 
• Dualitat ona-partícula 
• Principi d’incertesa de Heisenberg 
• Efecte túnel 
• Entrellaçament quàntic 

Orígens i desenvolupament històric 

•     Radiació de cos negre (Planck, 1900) 
•     Efecte fotoelèctric (Einstein, 1905) 
•     Model atòmic de Bohr (1913) 
•     Equació de Schrödinger (1926) 
•     Debat Bohr-Einstein i interpretacions (Copenhaguen, molts mons) 

Experiments clau 

•  Doble escletxa (Young, electrons) 
•  Paradoxa EPR 
•  Desigualtats de Bell (CHSH) 
•  Experiments de Freedman-Clauser i Aspect 
• Teletransportació quàntica (Zeilinger) 

Aplicacions tecnològiques 

•   Primera revolució quàntica: Semiconductors i transistors, Làser, GPS i rellotges atòmics, Imatge per ressonància magnètica (IRM) 
•   Segona revolució quàntica:  
•   Ordinadors i simuladors quàntics 
•   Comunicacions quàntiques (QKD) 
•   Sensors quàntics 
•   Materials Quàntics 

PART PRÀCTICA: TREBALLEM AMB SIMULACIONS D’ORDINADOR DE SISTEMES QUÀNTICS 

Eigengame  

Tema principal: Simulació interactiva de la mecànica quàntica mitjançant un joc educatiu. 

Continguts: 

•     Funció d’ona i equació de Schrödinger (1D). 
•     Creació de potencials quàntics personalitzats. 
•     Visualització de nivells d’energia i funcions d’ona. 
•     Mesura i col·lapse de l’estat quàntic. 
•     Exploració de nivells superiors d’energia. 
•     Enllaç a simuladors online per a estudiants. 

Quantum Timeline 

Tema principal: Introducció a la dualitat ona-partícula a través de l’experiment de Young. 

Continguts: 

•     Història del debat entre Newton (partícules) i Huygens/Young (ones). 
•     Patrons d’interferència amb una i dues rendixes. 
•     Comportament ondulatori de la llum. 
•     Comportament ondulatori de partícules (electrons, etc.). 
•     Naturalesa probabilística de la mecànica quàntica. 
•     L’experiment com a demostració de la dualitat ona-partícula. 

Classical vs Quantum 

Tema principal: Comparació entre l’evolució clàssica i quàntica de partícules. 

Continguts: 

•     Descripció de la funció d’ona i la seva evolució. 
•     Simulacions de moviment clàssic en pous de potencial. 
•     Absència d’efecte túnel en la física clàssica. 
•     Evolució quàntica amb efecte túnel. 
•     Visualització de probabilitats i estats estacionaris. 
•     Comparació directa entre comportaments clàssics i quàntics. 

Metodologia 

    Conferències i sessions formatives impartides per investigadors especialitzats en física quàntica de la Universitat de Barcelona, l’ICCUB i l’IN2UB, amb continguts adaptats al nivell de secundària. 

    Treball pràctic amb simulacions interactives de sistemes quàntics reals, que permeten experimentar conceptes com el principi d’incertesa de Heisenberg o l’efecte túnel. 

    Visites als laboratoris universitaris, on el professorat i l’alumnat podran observar experiments reals de física quàntica i conèixer de prop la recerca actual com a part de la seva formació. 

    Reunions de retorn entre personal investigador del projecte Quantum Ambassadors i el professorat participant, per valorar la formació rebuda i com l’han implementada en forma d’activitats a les aules. 

    Participació en la conferència final del projecte, on es presentaran les experiències viscudes durant l’aplicació dels continguts del curs a les aules. 

Destinataris 

Professorat de secundària dels instituts de Catalunya 

Formadors/es  

    Bruno Julià Díaz 

    Montserrat Guilleumas Morell 

    Carles Calero Borrallo 

    José Maria Gómez-Cama 

    Sònia Estradé Albiol 

    Julia Peral Calbó 

    Marta Domínguez Navarro 

Calendari i horari 

    1a jornada de formació: 22 d’octubre de 2025, de 16h a 20:35h. 

    16 - 16:20h Cafè de benvinguda i per conèixer la comunitat Quantum Ambassadors. 

    16:20h - 17:20h Xerrada "Per què quàntica?" d’introducció a la física quàntica. 

    17:20h - 18:20h Xerrada "Entrellaçament quàntic, desigualtats de Bell i el premi Nobel de 2022". 

    18:20 - 18:35h Pausa de cafè 

    18:35h - 19:35 - Formació “Fomentem les vocacions STEM en les noies a la secundària” 

    19:35h - 20:35h - Taller de simulacions de Física Quàntica. 

    Masterclass de Física Quàntica: 15 de desembre de 2025, de 10h a 14h. 

    Visites als laboratoris: 29 d’abril de 2026, de 16:30h a 19:30h 

    Jornada final de curs: 17 de juny de 2026, de 10h a 14h 

Hores a certificar 

Se certificaran 26,5 hores (16,5 hores presencials i 10 hores de treball personal). 

Requisits de certificació 

Assistència al 75% de les sessions. 

Nombre de places  

75 

Lloc 

Facultat de Física de la Universitat de Barcelona. 

Preu  

Gratuït 

Idioma  

Català 

Modalitat  

Curs 

Format  

Semipresencial 

Període d’inscripció: del  23 de juliol al 12 d’octubre de 2025. 

Adjudicació: 13 d’octubre de 2025 

Inscripció per Internet:  Formulari de matrícula   

Informació i/o consultes 

www.ub.edu/idp 

A/e: idp.cursos@ub.edu 
Tel.: 934 021 024 

Les activitats organitzades per l’IDP tenen els mateixos efectes per al professorat que les activitats incloses en el Pla de formació permanent del Departament d’Educació i Formació Professional. 

Els certificats d’aquests cursos s’incorporen directament a l’expedient de formació de cada professor/a (XTEC) i es poden utilitzar com a acreditació per participar en els diferents concursos o convocatòries del Departament d’Educació i Formació Professional de la Generalitat de Catalunya, amb els termes que indiqui cada convocatòria. 

Per iniciar aquesta activitat cal que hi hagi un nombre mínim de persones inscrites.