Formation aux frontières de la physique | MSUAujourd’hui
L’Université d’État du Michigan est en train de créer un nouveau programme pour aider les étudiants spartiates à repousser les frontières de la physique et à alimenter l’économie avec près de 2 millions de dollars de subventions du Département américain de l’énergie Office of Science, ou DOE-SC.
En tant qu’étudiant diplômé, Kendall Mahn a acquis une vaste expérience pratique en travaillant avec des détecteurs dans des expériences de physique des particules. Maintenant, en tant que professeur agrégé de physique et d’astronomie à la MSU, elle s’efforce de rendre ces expériences plus courantes pour les étudiants, avec un soutien, une éducation et une formation supplémentaires, dans le cadre du nouveau programme TRAIN-MI. Crédit : Avec l’aimable autorisation de Kendall Mahn
Le stage d’instrumentation en physique des hautes énergies au Michigan, surnommé TRAIN-MI, offrira aux étudiants diplômés un programme éducatif distinctif axé sur la création d’outils de haute technologie pour étudier la physique des hautes énergies. Ces instruments aideront les scientifiques à mieux comprendre de quoi est fait l’univers, par exemple, en sondant des particules abondantes mais mystérieuses telles que les neutrinos et la matière noire, a déclaré Kendall Mahn, responsable du programme.
« Il y a aussi un autre élément à cela, en ce sens qu’il s’agit d’un moteur caché de notre force économique », a déclaré Mahn, professeur agrégé à la Collège des sciences naturelles Département de physique et d’astronomie.
Répondre aux grandes questions de l’univers prend du temps, mais les outils que les chercheurs développent pour répondre à ces questions peuvent souvent avoir un impact plus immédiat. Les progrès réalisés pour ces technologies peuvent également aider à améliorer les appareils que les gens utilisent quotidiennement dans leurs téléphones, ordinateurs et appareils médicaux.
Au-delà de cela, former les étudiants à la construction de ces instruments leur fournit les compétences nécessaires pour occuper des postes dans les entreprises, les universités et les laboratoires nationaux qui font des États-Unis un leader dans le domaine de la science et de l’innovation.
Une photo de ce qu’on appelle un « banc d’essai à froid » développé à MSU pour tester l’électronique de l’expérience Deep Underground Neutrino, ou DUNE, à des températures froides. Crédit : Avec l’aimable autorisation de Kendall Mahn
«Je considère que notre responsabilité consiste à essayer de donner aux étudiants un éventail de compétences aussi large que possible et à les aider à se connecter à ces différentes communautés», a déclaré Mahn. « Nous allons former une génération d’étudiants prêts à aider. »
Ses collègues de la MSU se joignent à Mahn pour développer le programme. Wade Fisher, professeur de physique ; Nathan Whitehorn, professeur adjoint de physique; et kyle brun, professeur adjoint de chimie à la Facilité pour les faisceaux d’isotopes rares, ou FRIB. MSU est l’une des trois institutions à recevoir une telle subvention du DOE, a déclaré Mahn. L’Université de Stanford et l’Université de Californie à Davis sont les deux autres.
« MSU est un endroit vraiment unique pour une opportunité unique comme celle-ci », a-t-elle déclaré. « Nous avons un environnement solide, chaleureux et accueillant pour ce genre de travail. »
Il s’avère également que les instruments utilisés en physique des particules à haute énergie peuvent également être utiles en physique nucléaire, qui est une autre des forces scientifiques de MSU. Après tout, l’université abrite le FRIB, qui est un accélérateur de particules unique en son genre, et le programme d’études supérieures en physique nucléaire le mieux classé. Brown de FRIB facilite un rôle de premier plan pour les étudiants en physique nucléaire dans le programme TRAIN-MI.
Kendall Mahn, professeur agrégé de physique et d’astronomie à la MSU, travaille sur un projet sur un établi avec Elias Taira, un chercheur en sciences Charles Drew. Crédit : Avec l’aimable autorisation de Kendall Mahn
« Il y a une très bonne connexion avec le programme de science nucléaire, ce qui nous donne une atmosphère très collaborative », a déclaré Mahn.
Mais elle espère que les étudiants diplômés de l’extérieur de la physique participeront également au programme TRAIN-MI, qui propose des cours, un mentorat et une certification à la fin. Pour garantir que les étudiants acquièrent une expérience pratique en travaillant avec la technologie sur des expériences réelles, MSU s’associe également au Brookhaven National Laboratory à New York; Fermi National Accelerator Laboratory et Argonne National Laboratory dans l’Illinois ; et SLAC National Accelerator Laboratory, à l’origine le Stanford Linear Accelerator Center, en Californie.
« Je veux que les étudiants diplômés connaissent ce programme et qu’ils y participent », a déclaré Mahn. « C’est l’occasion d’acquérir de nombreuses compétences utiles et passionnantes. »
Avec le programme TRAIN-MI, les étudiants spartiates acquerront une expérience pratique dans le développement d’instruments réels, comme le composant du télescope du pôle Sud, posé sur la table sur cette photo de 2017, que Nathan Whitehorn (deuxième à droite) a aidé à construire et à concevoir avant rejoindre MSU. L’État du Michigan fait désormais partie de l’équipe internationale qui développe des outils de nouvelle génération pour étudier les rayonnements émanant du Big Bang. Crédit : Avec l’aimable autorisation de Nathan Whitehorn
L’idée de ce programme vient des propres expériences de Mahn en tant qu’étudiant diplômé en physique des particules. Tout en obtenant son doctorat. à l’Université de Columbia, elle a eu une rare opportunité d’aider à assembler deux détecteurs, y compris en construire un à partir de zéro. Les projets en physique des particules sont volumineux et prennent beaucoup de temps, donc une fois qu’ils sont opérationnels, les étudiants peuvent ne pas acquérir beaucoup d’expérience pratique avec l’instrumentation à haute énergie.
« Il y a actuellement d’énormes expériences en physique des particules, mais de nombreux étudiants ne sauront pas comment les détecteurs fonctionnent de manière intime ou n’apprendront pas à les construire », a déclaré Mahn.
Elle a vu un moyen d’aider les étudiants à élargir leur expertise avec un programme de certification d’études supérieures. En s’appuyant sur un cadre fourni par le Stage en sciences et ingénierie des accélérateurs MSU modèle développé à la FRIB ae grâce au généreux soutien du DOE-SC, TRAIN-MI est désormais une réalité.
« Nous offrirons aux étudiants un soutien, une formation et une chance de construire de nouveaux instruments avec d’autres personnes partageant les mêmes idées », a déclaré Mahn. « JEC’est vraiment amusant de construire quelque chose qui fonctionne et vous dit quelque chose de nouveau sur le monde. Surtout en ce moment, après des mois d’isolement et de temps passé devant un écran, c’est très satisfaisant de construire quelque chose avec d’autres personnes.«