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Título : Plataforma para la divulgación de la investigación en astronomía
Autor : GONZALEZ MARTIN, OMAIRA
CARRASCO GONZALEZ, CARLOS EUGENIO
Fecha de publicación : 2016
Resumen : La presencia de investigadores ayuda al enriquecimiento de la sociedad, haciendo ésta más crítica. A pesar de todos los esfuerzos, tanto económicos como de recursos humanos, México tiene aún un déficit de científicos en relación a la población del país. Uno de los principales problemas es reducido número de alumnos de licenciatura que deciden continuar su formación por medio de estudios de posgrado. En este proyecto, pretendemos fomentar los estudios de posgrado en ciencias y, en particular, en astronomía entre estudiantes de licenciatura. Con ello además queremos incentivar la formación continuada, una faceta pendiente de la educación del país. La astronomía cuenta con la aceptación de amplios sectores de la población. El conocimiento del Universo atrae al público y las imágenes astronómicas producen un impacto positivo que ayuda enormemente a la comunicación de la ciencia. Además, la reciente experiencia con el Año Internacional de la Astronomía reveló que la astronomía parece ser un poderoso incentivo para los jóvenes a la hora de decidir continuar su formación en carreras científicas. Resulta sin embargo difícil encontrar jóvenes que quieran convertirlo en su profesión, posiblemente porque, si bien comunicar los resultados es relativamente simple y atractivo, no ocurre lo mismo a la hora de explicar cual es la labor de un astrónomo. La investigación en astronomía en el siglo XXI hace uso de instalaciones e instrumentación que están a la vanguardia del desarrollo tecnológico, y dominar o entender estas técnicas resulta muy dificil para estudiantes de licenciatura. Muchas veces esto hace que los experimentos que se pongan a su alcance sean muy simples o de otra época. Los estudiantes perciben que la astronomía que están aprendiendo no es la ciencia real, y acaban asociándolo con un pasatiempo, no una profesión. El Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRAf) de la UNAM está comprometido por la difusión de la investigación en astronomía, y en concreto, realiza un esfuerzo para la búsqueda de estudiantes de licenciatura que quieran continuar su formación por medio de estudios de posgrado. Es así que cada dos años celebramos una escuela de astronomía que atrae a jóvenes de todos los lugares del país. Sin embargo, el acceso a esta escuela es limitado, precisamente por los recursos limitados, y además requiere que los estudiantes se desplazen grandes distancias hasta el IRAf. En este proyecto pretendemos llegar a un mayor número de alumnos y universidades por medio del uso de las nuevas tecnologías de información. El objetivo principal es la construcción de una plataforma web, accesible por todo el mundo, donde se podrán realizar experimentos astronómicos con datos reales. Estos experimentos simularán el trabajo real de un astrónomo sin que sea necesario un dominio de la técnica. Vamos a diseñar una decena de experimentos científicos donde los estudiantes serán guiados por problemas actuales en astronomía, usando técnicas de rayos X y radio-astronomía. Estos talleres permitirán al usuario procesar y analizar observaciones para encontrar respuesta a una pregunta que ha sido motivo de una publicación científica reciente. Dicha plataforma web será promocionada por todas las universidades del país. Además, visitaremos 5 universidades con estudios en física pero con poca presencia de la astronomía. De entre los alumnos que participen en esta experiencia, se seleccionará un alumno destacado y se le premiará con una beca de investigación. De esta forma, visitará el IRAf durante unos meses para iniciar un pequeño trabajo de investigación que le permita realizar su Tesis de Licenciatura. Esta beca pretende, no sólo incentivar a estudiantes de licenciatura al uso de la plataforma web, sino también transmitir que el esfuerzo y la superación siempre tienen recompensa. El proyecto pretende comunicar en que consiste ser investigador en astronomía entre el colectivo de estudiantes de licenciatura. Creemos que esto va a ayudar a incentivar a estudiantes que puedan llegar a convertirse en la siguiente generación de astrónomos mexicanos.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6085
metadata.dc.contributor.responsible: GONZALEZ MARTIN, OMAIRA
metadata.dc.coverage.temporal: 2016-2017
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.hypothesis: La carrera investigadora es una carrera de obstáculos intrincada. En primer lugar la fracción de la población que decide hacer estudios superiores es muy baja (menor a un 10% de la población en edades comprendidas entre 19 y 23 años). En segundo lugar, el número de ellos que deciden comenzar estudios de posgrado (7%) está muy por debajo de la media de otros países. Este aspecto, como decíamos en la sección anterior, creemos que puede tener una componente cultural de aceptación y asimilación de la educación continuada. Finalmente, en tercer lugar creemos que el número de los estudiantes de posgrado que consigue situarse en una posición de investigación permanente dentro de las instituciones mexicanas es también escaso. Esto provoca la fuga de cerebros hacia países con mayores oportunidades y medios, y la consecuente desgana de perseguir la carrera investigadora en el país. Los investigadores tenemos una posición ideal para intentar revertir el segundo de estos cuellos de botella: la fracción de alumnos de licenciatura que muestran interés por estudios de posgrado. Si pudiéramos conseguir una concienciación de los estudiantes de licenciatura hacia la relevancia de estudios de posgrado para su formación y de la posibilidad de que estos estudios de posgrado puedan llevarles a una verdadera profesión que les enriquezca (más allá de lo económico), estaríamos cambiando un aspecto de la sociedad que frena el avance a un sistema más igualitario, una población mejor formada, y un tejido industrial más rico. La astronomía es un campo de investigación que tiene la ventaja de contar con la aceptación de amplios sectores de la población. El conocimiento del Universo atrae al público y las imágenes astronómicas producen un impacto positivo que ayuda enormemente a la comunicación de la ciencia. La reciente experiencia con el Año Internacional de la Astronomía reveló algo muy interesante: la astronomía no sólo es bien recibida por el público en general, sino que parece ser un poderoso incentivo para los jóvenes a la hora de decidir continuar su formación en carreras científicas. De hecho, después del Año Internacional de la Astronomía, se notó en todo el mundo un considerable aumento de las inscripciones en carreras científicas. Aunque la conexión entre astronomía y sociedad parece estar bien establecida, resulta sin embargo difícil encontrar jóvenes que quieran convertirlo en su profesión. Los motivos pueden ser múltiples, pero creemos que uno de los principales es que, si bien comunicar los resultados es relativamente simple y atractivo, no ocurre lo mismo a la hora de explicar cual es la labor de un astrónomo. La complejidad de la instrumentación (grandes telescopios y satélites) y las técnicas actuales de observación hacen que la comunicación del como se hace astronomía actualmente sea muy difícil. Cada instrumento astronómico necesita dominar la técnica y gran cantidad de software especializado. Es por esto que, la mayor parte del conocimiento astronómico que actualmente llega a los estudiantes, está basado en la astronomía del siglo XIX, donde la observación era a través de pequeños telescopios. Por supuesto, esto aleja mucho de la realidad de la astronomía del siglo XXI, que en realidad hace uso de instalaciones e instrumentación que está a la vanguardia del desarrollo tecnológico. Los estudiantes perciben que la astronomía que están aprendiendo no es la ciencia real, y acaban asociándolo con un pasatiempo, no una profesión. La hipótesis que hacemos aquí es que una buena comunicación acerca de en que consiste la profesión debe romper las posibles barreras que los estudiantes de licenciatura tengan al respecto, captando el interés de futuros investigadores y mejorando la percepción de la astronomía como una ciencia útil en la sociedad. La pregunta es: ¿cómo romper las barreras técnicas para acercar a los estudiantes los experimentos astronómicos del siglo XXI? Si los estudiantes de licenciatura fueran capaces de manipular observaciones, reproduciendo ciencia actual, y sacando conclusiones propias, podrían formarse una opinión certera acerca de la carrera investigadora en astronomía. Este es el objetivo de este proyecto.
metadata.dc.description.strategies: Este proyecto pretende llevar talleres de astronomía a las universidades. En concreto se va a centrar en observaciones en rayos X y en radio-frecuencias. Esto va a permitir abarcar a muchos más alumnos puesto que los costes, comparados con la escuela de verano, se reducen. Además creemos que este contacto con los talleres puede ser una muy buena publicidad para nuestra escuela de verano y nuestro posgrado en Astrofísica. Para dar este salto a las universidades necesitamos solventar un problema principalmente: se requiere de software astronómico especializado en las aulas de las universidades. No es práctico pedir la instalación de tantísimo software astronómico en cada lugar que se deseen utilizar los talleres. Muchos de los tratamientos de procesado de rayos X y radio frecuencias requieren de computadoras relativamente potentes para así no alargar los tiempos de procesado y convertir la experiencia en algo aburrido para el usuario. El objetivo particular de este proyecto es hacer una herramienta para poder llegar talleres de astronomía a las aulas de cualquier facultad. Pretendemos hacer una plataforma para que un usuario con computadora y acceso a internet pueda realizar experiencias auto-guiadas de investigaciones científicas en astronomía. En concreto vamos a construir: (1) una plataforma web que permita a cualquier usuario registrado realizar las tareas del taller; y (2) un servidor online con todo el software astronómico y el espacio en disco necesario para que simultáneamente decenas de usuarios puedan realizar las tareas del taller. Así, solventamos el problema de instalación de software en las aulas y de capacidad de almacenamiento y procesado de cada computadora. Este proyecto requiere de desarrollo de software especializado para generar la plataforma web y compra de cómputo debido a la necesidad de comprar un servidor donde alojar el taller y los análisis de datos de cada uno de los usuarios. Además, es objetivo del proyecto ampliar la oferta de temas científicos acerca de astronomía rayos X, añadir una buena oferta de temas en radioastronomía y, a largo plazo, también añadir otras experiencias usando otras técnicas. El uso de más de una frecuencia nos va a permitir incorporar una mayor abanico de experiencias científicas, combinando radioastronomía con astronomía en rayos X. Es parte de este proyecto divulgar esta plataforma de astronomía. Esto lo vamos a hacer de tres formas: (1) enviaremos un folleto informativo a cada una de las facultades de física de México (unas 20 facultades); (2) experiencias presenciales guiadas por los colaboradores del proyecto en las facultades de física con poca presencia de la astronomía, con espacial énfasis en lugares más deprimidos socialmente (algunos lugares podrían ser Colima, Morelos, Querétaro, San Luis Potosí, Toluca, Sinaloa, Chiapas, Oaxaca, Tabasco o Veracruz); y (3) asistiremos al Congreso Nacional de Física donde daremos una ponencia acerca de la plataforma de astronomía. En el futuro pretendemos que estos talleres puedan hacerse en otras partes del mundo sin ningún soporte de los colaboradores del proyecto. Finalmente, queremos incentivar al uso de la plataforma otorgando un premio entre los estudiantes de licenciatura que consistirá en una beca de licenciatura para trabajar con los colaboradores del proyecto en un proyecto científico. La idea es que este estudiante pueda llegar a hacer la tesis de licenciatura en astronomía. La selección del estudiante premiado se hará entre los estudiantes que completen todos los temas científicos del taller y en base a la realización de un pequeño trabajo acerca de uno de los temas científicos propuestos en los talleres. Además pediremos que aquellos alumnos que quieran participar en el concurso de la beca de licenciatura al menos tenga un 8 de media (requisito para otorgar la beca de licenciatura dentro de PAPIME). Consideramos que este premio es muy importante para transmitir a los estudiantes que el esfuerzo y el talento en ciencia siempre están recompensados.
El objetivo central de este proyecto es incentivar a estudiantes con potencial y talento para la ciencia al ingreso en estudios de posgrado. Esto es primordial para desarrollar una sociedad basada en la cultura y en el enriquecimiento personal, contribuyendo también al avance del tejido industrial. En particular pretendemos divulgar la investigación en astronomía dando una visión realista de en qué consiste la profesión. Queremos captar a estudiantes motivados y formados que conformen la futura generación de astrónomos mexicanos. Aunque esperamos extenderlo a otras especialidades de la astronomía, durante este año de proyecto nos centraremos en astronomía de rayos X y en radioastronomía. México tiene una larga relación con la radioastronomía, siendo éste uno de los campos en los que más contribuciones hemos hecho, no sólo con resultados científicos, sino también con el desarrollo de la instrumentación. En particular, es de resaltar el esfuerzo que está realizando el país para la construcción del Gran Telescopio Milimétrico (GTM) o las contribuciones en instrumentación que en el pasado realizamos al Very Large Array (VLA). El interés de la comunidad mexicana por las altas energías es incipiente. Así por ejemplo, comenzamos a formar parte de equipos e instalaciones líderes en rayos Gamma como es el experimento Hawc, que cuenta con 14 instituciones mexicanas participantes. Sin embargo, la comunidad en rayos X es mucho menor, contando con menos de una decena de investigadores del SNI y muy pocas tesis doctorales en el campo. La ventaja de la astronomía de rayos X es que no requiere de nuevas instalaciones puesto que tenemos acceso a gran parte de los satélites disponibles. Pretendemos captar la atención de estudiantes que quieran ser profesionales de estos campos, realizando tesis de licenciatura, maestría y/o doctorado. El principal problema de comunicación real de la carrera investigadora en astronomía (y posiblemente de cualquier rama experimental) es la complejidad de las técnicas y la instrumentación. Cada rango del espectro electromagnético tiene peculiaridades que hacen que un investigador necesite invertir una cantidad apreciable de tiempo en aprenderlas antes de poder hacer avances científicos. Es por ello que los astrónomos experimentales suelen especializarse, apoyándose de grupos de trabajo para poder complementar sus investigaciones. Creemos que para hacer llegar experimentos reales a los estudiantes debemos permitirles analizar las observaciones reales. Con este pensamiento se lleva realizando en el IRAf una escuela de verano bienal que cuenta con seminarios especializados en distintas ramas de la astronomía y talleres. En esta última edición (Julio 2015) se han impartido diversos talleres, entre ellos los de observaciones en radio y rayos X. En concreto el taller de astronomía de rayos X fue impartido por primera vez por la responsable de este proyecto. Esta escuela tiene muy buenos resultados pero creemos que podemos mejorar su impacto. La escuela requiere un esfuerzo económico porque supone alojamiento, desplazamiento, y manutención de estudiantes de todas partes del país. Los talleres necesitan de equipamiento de cómputo y software especializado. El taller de rayos X contaba con una quincena de computadoras con instalación local de paquetes de reducción de datos de Chandra y XMM-Newton, herramientas de ajuste espectral en rayos X, y software de programación científica. Los alumnos no tienen ningún bagaje en técnicas de reducción de datos en rayos X y no pueden aprenderlas en las pocas horas que dura el taller. Para solventar este inconveniente hemos desarrollado tareas totalmente automatizadas. Así, sin ningún conocimiento técnico acerca de la instrumentación y con experiencias guiadas acerca de la pregunta científica, los usuarios del taller pueden ser capaces de manipular las observaciones para responder a una pregunta científica. Para el taller hemos desarrollado esta experiencia guiada a través de tres temas científicos, cada uno de una hora de duración: (1) El efecto de las fulguraciones solares en la instrumentación en rayos X; (2) La región de fotoionización nuclear producida por el núcleo activo de galaxias; y (3) los brotes de actividad del centro de nuestra Galaxia. Se entremezclan pantallas destinadas a que el alumno comprenda los aspectos más básicos del tratamiento de las observaciones, teoría del caso científico, y análisis de observaciones a tiempo real. El alumno contesta a preguntas que aparecen en su pantalla después de manipular los datos de manera simple e intuitiva. No cabe duda que este desarrollo técnico ha requerido de mucho esfuerzo pero la recompensa ha sido muy buena. Algunos se asombraban de ver que los resultados que acaban de producir habían sido publicados en un artículo científico actual. Este proyecto pretende llevar el taller de astronomía en rayos X a las universidades y ampliarlo con experiencias en radio-frecuencias.
metadata.dc.description.goals: Hemos comprado un servidor y una pantalla para alojar el software y los talleres de la plataforma web. Hemos instalado el software astronómico necesario para desarrollar las tareas científicas de estos talleres. Los usuarios se registran y pueden acceder de manera gratuita a este servidor. Para registrarse hay que contactar al investigador principal de proyecto y seguir unas instrucciones sencillas para conexión remota (descrito en "Avances"). Hemos comprobado la usabilidad del software astronómico por diferentes miembros del equipo. Destacamos que ha sido probado en profundidad por Natalia Osorio Clavijo, que ha desarrollado gran parte de su tesis en este servidor. Hemos realizado una batería de prácticas. Estas tareas fueron implementadas en computadoras locales en el IRyA y han sido probadas por estudiantes de licenciatura que han visitado el instituto a lo largo del año. También hemos implementado estas tareas en el servidor comprado por el proyecto y vuelto a verificar que podemos desarrollar estas prácticas con el software disponible por el servidor. La plataforma web incluye tres cursos: (1) astronomía en rayos X, (2) dinámica galáctica, y (3) termodinámica. Estudiantes de maestría de nuestro posgrado han seguido el curso de dinámica galáctica haciendo las prácticas del curso con el servidor. Ha tenido buen recibimiento entre los estudiantes. Natalia Osorio Clavijo está terminando su tesis de maestría haciendo uso de las herramientas del proyecto. Hemos contratado a una diseñadora gráfica (Melissa Uribe) que ha hecho el diseño gráfico de la plataforma web. Este diseño incluye la selección de un nombre para la plataforma: ASTROLINE. Creemos que ASTROLINE es un nombre fácil de recordar. Además indica que se trata de astronomía y educación en línea (es decir via web). Melissa ha hecho un estudio de las plataformas educativas existentes y de los nombres ya usados en otras plataformas. Además, hemos verificado que no existe conflicto con otros nombres ya usados en la web. Además hemos escogido una paleta de colores y recursos estilísticos para dar una apariencia juvenil y versátil a la web. La apariencia de la web se ha adecuado para distintos dispositivos (computadora, tableta y telefonía inteligente). Divulgamos ASTROLINE en el congreso nacional de física desarrollado en Nuevo León en Octubre de 2016. Hemos presentado un poster sobre ASTROLINE e impartimos dos charlas para fomentar la entrada a estudios de posgrado de estudiantes de licenciatura. Visitamos el instituto de astronomía en Ensenada y en Ciudad de México para dar a conocer la plataforma entre estudiantes e investigadores. Hemos invitado a algunos investigadores de estas cedes a participar en la creación de nuevas tareas para implementarlas en la plataforma ASTROLINE. Finalmente realizamos un curso de astronomía de rayos X impartido por el Prof. Iossif Papadakis para estudiantes de licenciatura y maestría como parte del proyecto.
metadata.dc.description.selfAssessment: El objetivo central del proyecto es crear una plataforma web que sirva a estudiantes de licenciatura para aprender astronomía y jugar con datos astronómicos a tiempo real. La idea es que los estudiantes aprendan como se hace ciencia de manera didáctica. Creemos que hemos hecho un gran avance para sentar las bases del proyecto. Tenemos el servidor con el software, hemos desarrollado una batería de prácticas, hemos diseñado la apariencia visual de la web y hemos publicitado el concepto, invitando a participar a otros investigadores. Divulgamos la plataforma en el Congreso Nacional de Física y en varios centros de astronomía de la nación. En el proceso hemos usado la plataforma y el servidor entre estudiantes del proyecto, estudiantes de licenciatura que visitaron el instituto y de maestría de nuestro instituto. Estamos seguros en que puede ser de mucha utilidad porque ha tenido muy buen recibimiento entre los estudiantes. Ya hemos probado que la plataforma es operativa y que el servidor permite realizar las tareas asociadas. Para concluir el producto falta que los talleres sean autodidactas y añadir más cursos. El Prof. I. Papadakis visitó el instituto dando un curso de rayos X. En esta estancia nos ayudó a diseñar otros talleres que estamos implementando en la plataforma. Además seguimos trabajando en detalles acerca de la apariencia de la web para los que requeriremos de especialistas en software. Finalmente nos falta divulgar al máximo ASTROLINE para que tenga amplia repercusión. Creemos que ahora es momento de dar un empuje algo más grande al proyecto. Como investigador contratado no tengo la posibilidad de acceder a fondos de PAPIME para más de un año. Sin embargo este proyecto necesita algo más de continuidad para poder terminar correctamente la plataforma y darle la visibilidad necesaria. Necesitamos el apoyo de un divulgador que pueda recorrer los facultades de física haciendo talleres con los estudiantes. Aunque se hizo un esfuerzo por divulgar la web, realmente no tuvimos tiempo de recorrer estas facultades para incentivar su uso. Por el mismo motivo no tuvimos el tiempo necesario para lanzar el concurso que pretendíamos entre estudiantes de licenciatura. Esa partida no ha sido utilizada. A finales de 2016 enviamos una pre-propuesta a CONACyT de “Problemas Nacionales”. En esta pre-propuesta consideramos la contratación de un postdoc dedicado a la divulgación, la extensión del servidor, la implementación de una batería completa de prácticas de astronomía que puedan ser utilizadas por estudiantes de licenciatura de manera autodidacta, y la contratación de una empresa de software para la implementación final de la propuesta gráfica y los detalles más técnicos del proyecto. Esperamos que nuestro proyecto PAPIME "Plataforma para la divulgación de la astronomía" haya sido la semilla de un proyecto educativo de largo recorrido. Estamos a la espera de resultados.
metadata.dc.description.goalsAchieved: Este proyecto está pensado como experiencia piloto de un año donde los esfuerzos estarán centrados en: Mes 1: Compra de equipo. Vamos a comprar un servidor para alojar las tareas del proyecto con espacio para alojar las tareas de decenas de usuarios simultáneamente. En este servidor instalaremos todo el software especializado necesario para el desarrollo de las experiencias científicas en radioastronomía y astronomía de rayos X. Meses 2-3: Desarrollo de la plataforma web y desarrollo de temas científicos. Vamos a contratar los servicios de una compañía especializada en software para desarrollar la aplicación web y las herramientas necesarias para transferir los talleres de los que ya disponemos el software automatizado. Los responsables del proyecto verificarán que la aplicación web es simple e intuitiva. Además, en esta fase del proyecto añadiremos nuevas experiencias científicas en campos distantes a los ya presentados en la escuela de verano tanto con técnicas de rayos X, como con técnicas en radio-frecuencias para que los usuarios tengan una perspectiva amplia de lo que significa la investigación astrofísica. Intentaremos que el conjunto de tareas de la plataforma incluya algunas investigaciones donde la combinación de técnicas de astronomía en rayos X y radioastronomía hayan sido esenciales. Meses 4-5: Divulgación de la plataforma web. Tal y como se explicó en la sección anterior, asistiremos a una serie facultades de física, enviaremos folletos informativos a todas las facultades de física del país, y daremos publicidad al premio que se otorgará a unos de los estudiantes que usen los talleres. Mes 6: Veredicto acerca de que estudiante se le otorga el premio. Mes 7- 12: Trabajo científico con el estudiante premiado con la beca. Viaje del estudiante premiado al IRAf para comenzar su proyecto de investigación. Se espera que el estudiante se incorpore al equipo de investigación del proyecto en el IRAf por espacio de un mes. En este mismo periodo el investigador colaborador del proyecto que se encuentra en el extranjero (Dr. I. Papadakis) realizará una estancia para colaborar estrechamente con el estudiante. El estudiante dedicará el resto de la beca de licenciatura a trabajar a distancia con los colaboradores del proyecto en un tema consensuado entre estudiante e investigadores. En esta fase del proyecto también asistiremos al Congreso Nacional de Física para dar a conocer esta plataforma y el posgrado de astrofísica entre el colectivo de físicos en México. Esto permitirá captar la atención de educadores y extender el uso de la plataforma a un mayor número de estudiantes. Es de suma importancia la asistencia a este congreso puesto que muchos estudiantes de licenciatura asisten a este congreso. Nótese que es propósito de este proyecto que, a largo plazo, se incorporen otros temas científicos con otra instrumentación astronómica, aunque para los efectos prácticos de la duración de una año de este proyecto, nos centraremos en las técnicas de rayos X y radio.
metadata.dcterms.provenance: Instituto de Radioastronomía y Astrofísica
metadata.dc.subject.DGAPA: Astronomía
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
metadata.dc.contributor.coresponsible: CARRASCO GONZALEZ, CARLOS EUGENIO
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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