OUT OF THE CAVE: UM MAPA DAS INICIATIVAS DE OUTREACH DO CERN

## OUT OF THE CAVE: UM MAPA DAS INICIATIVAS DE OUTREACH DO CERN

## Mariana De Marchi 1 , André Machado Rodrigues 2

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Instituto de Física - USP, marianademarchi@outlook.com 2 Instituto de Física - USP, andremr@if.usp.br

## Resumo

Este trabalho corresponde às etapas iniciais de uma pesquisa de doutorado cujo tema central são os programas de formação de professores desenvolvidos pelo CERN. Aqui, é apresentado um mapa das atividades de outreach desenvolvidas por esta instituição, destacando-se aquelas voltadas ao público geral, alunos e professores. Por 'STEM outreach', entende-se o ato de comunicar temas relacionados a STEM fora do contexto tradicional da relação aluno-professor, a fim de estimular a compreensão de assuntos deste campo. Entre as iniciativas apresentadas, encontram-se as exposições do Globe of Science and Education e do Science Gateway, as visitas guiadas, a competição Beamline for Schools, as International Masterclasses, os programas nacionais e internacionais de formação de professores e as principais iniciativas desenvolvidas nas redes sociais. Entende-se que essa abordagem permita que professores e pesquisadores presentes neste Simpósio tenham uma visão mais clara de como podem tomar parte nesses programas e utilizá-los na sala de aula.

Palavras-chave : divulgação científica, outreach, física de partículas

## Apresentação, justificativa e metodologia

Este trabalho representa os primeiros passos de uma pesquisa de doutorado que pretende estudar os programas de formação de professores desenvolvidos pelo CERN. Dado o fato de que a instituição promove diversas iniciativas de outreach , entende-se que ter uma visão geral das atividades desenvolvidas possa ajudar a entender como as iniciativas de formação de professores se relacionam às demais. O objetivo deste texto é apresentar um mapa das atividades de outreach voltadas para o público geral, professores e alunos do ensino fundamental e médio, desenvolvidas pelo CERN nos últimos 12 anos.

Entende-se por STEM outreach ' The act of delivering STEM content outside of the traditional student/teacher relationship to STEM stakeholders (students, parents, teachers…) in order to support and increase the understanding, awareness, and interest in STEM discipline ' (TILLINGHAST, APPEL, et al. , 2020). Entende-se também que as atividades voltadas para o público geral, alunos e professores sejam mais interessantes para o debate neste Simpósio, e, portanto, foram deixadas de fora deste texto iniciativas destinadas à educação superior, formação de pesquisadores, comunicação científica e chefes de estado.

Como fontes de pesquisa, utilizaram-se os relatórios anuais do CERN a partir do ano de 2012. Até 1999, estes documentos constituíam-se da lista de artigos publicados por pesquisadores da instituição à época e não faziam referência a outras atividades ou projetos desenvolvidos. Portanto, não se mostraram fontes frutíferas para essa pesquisa. Em 2000, o relatório passou a ser publicado em outro formato, similar ao de uma revista, e a abordar tópicos como a vida no laboratório, as principais

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

descobertas e avanços daquele ano, as visitas protocolares e as iniciativas de divulgação científica. Embora as últimas tenham tido aparições tímidas nas primeiras edições, aos poucos foram ganhando mais espaço e passaram a compor uma seção exclusiva na publicação anual. Entre 2000 e 2011, os relatórios foram publicados exclusivamente em francês e, por isso, este trabalho ocupou-se das edições a partir de 2012. Entende-se também que esse recorte seja suficiente para analisar as tendências contemporâneas de divulgação científica deste laboratório, embora não permita a construção de uma historiografia completa.

- O texto encontrado nos relatórios anuais foi analisado e as notícias divididas em 'partes', cada uma correspondendo informação 'independente', facilitando a análise dos resultados. Ao todo, foram coletadas e classificadas 214 dessas entradas, sendo a maioria delas iniciativas voltadas ao público geral. Os resultados são discutidos a seguir.

## Resultados

Esta seção descreve de maneira breve e categorizada as ações de divulgação científica promovidas pelo CERN.

## 1. Outreach para o público geral

## The Globe of Science and Innovation

- O Globe of Science and Innovation é um edifício construído originalmente para a exposição nacional da Suíça em 2002, doado ao CERN em 2004. Até a inauguração do Science Gateway , era o principal centro de exibições e recepção de visitantes. Desde 2010 sedia a exposição Universe of Particles , cujo objetivo é 'permitir que os visitantes descubram as grandes questões da física contemporânea atualmente estudadas pelo CERN no LHC e em outros aceleradores' (CERN, 2024). A exposição conta com instalações diversas, painéis e ambientes interativos. Entre eles, destacase o Big Bang Show , espaço imersivo que retrata as origens do universo.

Entre 2015 e 2022, foi também sede da exposição Microcosm , cuja proposta era contar a história do LHC a partir da perspectiva das pessoas que trabalham e trabalharam em sua construção e operação. Na exibição, eram encontrados modelos em tamanho real de detetores, uma maquete em escala do túnel do LHC, entre outros espaços interativos.

Segundo os relatórios, essas exibições receberam cerca de 70 mil visitantes em 2017, 22 mil em 2021 e 95 mil em 2022.

## Science Gateway

- O Science Gateway é o novo centro de educação e divulgação científica do CERN, inaugurado em outubro de 2023. A proposta de sua criação tornou-se pública em 2017, quando foi mencionada pela primeira vez nos relatórios anuais. Diferentemente do Globe , as reflexões sobre as atividades educativas desenvolvidas precedem a construção do próprio prédio. O relatório de 2020 noticia a realização de um workshop interno com a participação de vários países-membros, com o objetivo de levantar as primeiras ideias sobre as atividades a serem desenvolvidas no novo espaço.

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Atualmente, existem 4 exposições disponíveis para a visitação: Quantum World, Our Universe, Exploring the Unknown e Discover CERN . Todas são compostas por experimentos interativos sobre conceitos relacionados à física de partículas. A exposição Exploring the Unknown tem abordagem mais artística e é composta pelos trabalhos desenvolvidos no Arts at CERN , um programa de residência artística que conecta cientistas e artistas.

Além das exposições, são realizados também 5 diferentes shows de ciência: Mysteries of Matter, Journey Through a Detector, Seize the Data, Proton Express e Science of Magical Parties . Eles são oferecidos diária e gratuitamente, de acordo com uma programação disponibilizada na página oficial. Estão disponíveis também 2 oficinas experimentais, Seeing the Invisible , para crianças a partir dos 5 anos, e Power of Air , para crianças a partir de 8 anos. Para escolas, são disponibilizadas 8 programações adicionais de oficinas, ofertadas de acordo com a faixa etária dos alunos.

De acordo com o relatório de 2023, mais de 72 mil pessoas já haviam visitado o Science Gateway entre outubro e dezembro daquele ano.

## Exposições itinerantes

Além das exposições fixas, o CERN promove 3 exibições itinerantes que percorrem países da Europa. A instalação Accelerating Science possui 3 módulos com imagens e informações sobre a pesquisa desenvolvida no CERN, além de painéis interativos, o 'escritório' de um físico de partículas e um espaço para selfies. O Interactive LHC tunnel é uma experiência interativa em formato de jogo digital, em que os visitantes podem visualizar um modelo da interação com o campo de Higgs e 'jogar futebol' com prótons. A última, CERN in Images , é composta por 19 fotos de instalações do CERN e informações relacionadas à pesquisa em física de partículas. De modo geral, essas exibições mobilizaram algumas dezenas de milhares de pessoas nos países em que foram instaladas.

## Visitas guiadas

Atualmente, o CERN oferece dois tipos: os tours e as visitas aos laboratórios. Ambas estão disponíveis tanto para visitantes esporádicos como para grupos maiores, como os vindos de escolas ou universidades. As atividades são gratuitas e sujeitas a agendamento de acordo com a disponibilidade. Nos tours , os visitantes passam por locais de interesse do CERN e são apresentados à sua história. Nas visitas aos laboratórios, conhecem as máquinas e aprendem sobre seu funcionamento e importância para o desenvolvimento da física de partículas.

Não foi possível, no entanto, entender como a logística, dinâmica e proposta educativa das visitas mudou ao longo do tempo. Sabe-se apenas que o número total de visitantes cresceu na última década, excetuando-se o período compreendido entre 2020 e 2021. Em 2012, cerca de 85 mil visitantes estiveram no CERN, sendo 40% deles alunos de ensino médio. A marca de 100 mil visitantes anuais foi ultrapassada em 2015, sendo 46% deles alunos em visitas escolares. Em 2023, foram registrados mais de 183 mil visitantes.

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## Dia Internacional das Meninas e Mulheres na Ciência

Desde 2017, cientistas e engenheiras do CERN desenvolvem atividades em comemoração à data. Embora o formato pareça ter variado um pouco a cada ano, de modo geral esse evento leva cientistas e engenheiras do CERN às salas de aula da comunidade local, para que compartilhem suas histórias profissionais, trabalho e pesquisa. Essa iniciativa é desenvolvida em parceria com a Universidade de Genebra e com o Laboratório de Física de Partículas de Annecy.

## Open Days

De acordo com as informações encontradas, foram realizadas apenas duas edições do evento, em 2013 e 2019. A proposta foi abrir as portas do laboratório para o público geral durante um final de semana, oferecendo atividades como exibições de filmes, debates, performances teatrais, oficinas de experimentos e visitas guiadas. A primeira edição recebeu 70 mil pessoas, mobilizando 2300 voluntários em 40 atividades. A segunda contou com um público de 75 mil pessoas e o suporte de 2800 voluntários, que promoveram cerca de 150 atividades.

## Sparks!

Sparks! é um fórum anual de dois dias, realizado pela primeira vez em 2020, que congrega cientistas de diversas áreas, lideranças mundiais, representantes da indústria, filantropos e o público geral. A proposta é construir um debate coletivo sobre temas relevantes para a atualidade. As três edições realizadas foram desenvolvidas de maneira híbrida, com atividades virtuais e presenciais. Os temas tratados foram: inteligência do futuro, em 2021, o futuro da tecnologia em saúde, em 2022, e o futuro do mundo quântico, em 2023. As palestras de todas as edições estão disponíveis online, gratuitamente, bem como os podcasts produzidos a partir dos fóruns.

## TEDxCERN

Foram encontrados registros de 5 edições: em 2013, 2015, 2016 e 2018. Todas elas foram realizadas de maneira híbrida, contando com um evento presencial e com a transmissão das paletras ao vivo pela internet. A edição com o maior número de participantes foi a de 2018, com 900 pessoas presentes em Genebra e mais de 4000 acompanhando o evento virtualmente. Os temas de cada um dos eventos foram: 'Multiplicando dimensões', em 2013, 'Para frente: mapeando o futuro da ciência', em 2015, 'Quebrando as regras', em 2016 e 'Elefante na sala' em 2018.

## Mídias sociais e estratégia digital

Já nos primeiros relatórios analisados neste estudo, percebe-se a importância dada à presença do CERN nas redes sociais. O primeiro tweetup oficial foi realizado em 2012, possibilitando a espectadores de todo o mundo participarem de tour em um dos laboratórios. Ainda no mesmo ano, foram realizadas as primeiras edições das lives da série Hangouts with CERN . Durante a coleta de dados, foi possível observar que as redes sociais são utilizadas para diversas finalidades, sendo uma delas a promoção de visitas virtuais. Esses eventos são transmitidos tanto como lives abertas no Facebook e YouTube, como de modo particular, para grupos que realizam o

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agendamento na página oficial. Geralmente, são guiados por um técnico, cientista ou engenheiro que explica como funcionam as máquinas e o que acontece dentro delas.

Eventos considerados importantes têm tido uma crescente exposição nas redes sociais, tornando-se assunto principal de diversas lives. Entre elas, destacamse:

- · A primeira transmissão realizada dentro da caverna do CMS, em 2016, com mais de 500 mil espectadores
- · A live realizada dentro do túnel do LHC em 2017, com 1.7 milhões de espectadores
- · O início da terceira tomada de dados ( Run 3 ), transmitido ao vivo em 2022, com 5 milhões de espectadores

Outro conteúdo bastante veiculado nas redes sociais do CERN são os vídeos de divulgação científica. A grande maioria do conteúdo é voltado para a física de partículas e os aceleradores, embora outros temas também sejam abordados, como o cotidiano nos laboratórios, tópicos relacionados à transferência de conhecimento, a história do CERN, eventos etc. Alguns desses vídeos fazem parte de cursos livres, enquanto outros são independentes.

Atualmente, as páginas oficiais do CERN mobilizam cerca de 4.7 milhões de pessoas.

## 2. Divulgação científica para alunos do ensino fundamental

Entre 2015 e 2019, foram desenvolvidas três iniciativas voltadas a essa faixa etária, sendo duas delas relacionadas ao programa 'Dans la peau de scientifiques' ('Na pele de um cientista', em tradução livre). Nessas atividades, cientistas do CERN desenvolveram oficinas voltadas à exploração do método científico, natureza da ciência e experimentação. Embora não tenham sido encontradas notícias sobre outros programas específicos, o Gateway desenvolve atividades para crianças a partir dos 5 anos.

## 3. Divulgação científica para alunos de ensino médio

## Beamline for schools

O projeto Beamline for Schools (Feixe para Escolas, em tradução livre) é uma competição em que grupos de alunos do ensino médio escrevem uma proposta de experimento a ser desenvolvido em um acelerador de partículas. Os grupos podem ser formados por alunos e professores da mesma escola, ou de instituições diferentes, sendo compostos por cinco a nove estudantes, acompanhados de um ou dois professores responsáveis. Todos os anos, duas ou três equipes são encaminhadas a um acelerador de partículas, não necessariamente no CERN, para proceder com a coleta e análise de dados.

A primeira edição foi realizada em 2014, em comemoração aos 60 anos do CERN. Desde então, 108 países estiveram representados na competição. De maneira geral, observa-se que o número de participantes cresce a cada ano, bem como o de países representados. Das 25 equipes vencedoras, 14 são europeias, 5 da América do Norte, 4 da Ásia e 2 da África.

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## High-School Students Internship Programmes

Atualmente, o CERN oferece dois programas de internship voltados a alunos do ensino médio. Embora o termo 'estágio' seja comumente utilizado como equivalente a ' internship ', essa tradução se faz adequada somente para um desses programas: o de acompanhamento de prática profissional. Segundo as informações disponibilizadas na página oficial, essa iniciativa é destinada a jovens do ensino médio vinculados a uma escola ou instituição em que a observação de um profissional em atuação faça parte do programa didático. A proposta é que o aluno possa passar até um mês acompanhando um ou mais trabalhadores do CERN.

A segunda modalidade corresponde aos programas nacionais, que parecem ter uma estrutura similar aos cursos de formação de professores. Segundo os relatórios anuais, a primeira edição desses programas foi realizada em maio de 2017, com a participação de 22 estudantes húngaros com idade entre 16 e 19 anos. Ao total, naquele ano, cerca de 120 estudantes participaram dos programas oferecidos por seus países (Bulgária, França, Noruega e Portugal). Nas páginas oficiais, foi possível ter acesso apenas à programação das últimas edições desenvolvidas pela Itália e pela Romênia, o que não permite uma análise geral das atividades desenvolvidas. Nessa primeira aproximação, observou-se que os programas foram compostos por visitas aos laboratórios e palestras sobre temas relacionadas à física de partículas. O programa italiano possui também atividades sobre produção artística.

## S'Cool Lab

Entre 2014 e 2022, o S'Cool Lab foi o centro das oficinas e atividades para alunos e professores do ensino médio. A equipe do laboratório produziu uma quantidade significativa de recursos, ainda hoje disponíveis gratuitamente em seu site. Segundo a página oficial, nesses 8 anos, quase 40 mil pessoas, entre alunos e professores, tiveram a oportunidade de vivenciar oficinas experimentais 'hands-on' e 'minds-on' sobre física de partículas (CERN, 2024). Essas atividades serviram também como objeto de investigação para o grupo de pesquisa em ensino de física do CERN. Além disso, tem-se notícia de que em 2017 foi promovido um acampamento de verão com 24 alunos selecionados entre mais de 2000 inscritos, em que foram desenvolvidos experimentos educativos relacionados à física de partículas.

- O laboratório foi fechado em 2022 devido à construção do Gateway . Embora não ofereça mais atividades presenciais, o site do S'Cool Lab ainda disponibiliza materiais para professores que desejem trabalhar temáticas relacionadas à física de partículas. Esses recursos são variados, indo desde modelos de impressão 3D de um acelerador linear, até jogos para serem impressos e utilizados pelos alunos. Todos os materiais estão disponíveis gratuitamente e em inglês.

## CERN-Solvay Education Programme

Este programa é uma das iniciativas mais recentes voltadas a alunos do ensino médio. Desenvolvido a partir de 2022 em parceria com a Solvay, uma empresa científica belga, seu objetivo é promover o interesse de jovens pelas carreiras relacionadas a STEM (ciência, tecnologia, engenharia e sociedade, na sigla em inglês). O programa possui três grandes iniciativas: cursos online, acampamentos de estudantes e projetos de 'faça você mesmo'. Em 2023, foram produzidos 12 vídeos

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que somaram cerca de 2.2 milhões de visualizações. Neste ano foi também realizada a primeira edição do acampamento de estudantes, que contou com a inscrição de mais de 600 alunos de cerca de 60 países. 30 deles foram selecionados para participar de uma programação de duas semanas.

## International Masterclasses

Talvez esta seja a iniciativa mais conhecida e difundida no Brasil. Os International Masterclasses são eventos de um ou dois dias em que os alunos participam de palestras e oficinas sobre física de partículas. De modo geral, são sediados em uma universidade e abertos a alunos de escolas públicas e privadas, de acordo com a disponibilidade do local. As palestras tratam de temas como estrutura elementar da matéria, funcionamento de aceleradores e detetores e a natureza do trabalho científico. Ao final, os alunos analisam dados reais coletados em diferentes experimentos do CERN para caracterizar eventos específicos, como a detecção de um bóson de Higgs. No Brasil, existem três modalidades: a básica, a avançada e a edição especial em comemoração ao Dia das Mulheres e Meninas na Ciência. Mundialmente, o evento mobiliza cerca de 13 mil alunos a cada ano, sediados em mais de 220 universidades em 60 países.

## 4. Formação de professores

O CERN oferece dois tipos de programas: os internacionais, mais longos e oferecidos em inglês, e os nacionais, mais curtos e oferecidos aos professores em sua língua nativa. A primeira edição desses treinamentos aconteceu em 1998 e desde então mais de 14 mil professores já participaram, representando mais de 100 países.

## Programas internacionais

Os programas internacionais ocorrem anualmente, têm duração de duas ou três semanas e congregam profissionais de diferentes países. Nesse período, são desenvolvidas atividades relacionadas ao ensino de física de partículas, que variam entre palestras, visitas a laboratórios, oficinas e discussões sobre estratégias de ensino. Essas iniciativas mobilizam cerca de 35 a 45 professores em cada edição.

## Programas nacionais

As atividades oferecidas nos programas nacionais são bastante similares às anteriores, porém ofertadas no idioma do país organizador. São realizadas anualmente cerca de 30 edições desse tipo de treinamento, dependendo da mobilização de cada país-membro. A participação de professores de países nãomembros geralmente é viabilizada a partir de acordos dentro de uma mesma comunidade linguística, como é o exemplo da participação brasileira no programa organizado por Portugal. Em algumas das edições, foi oferecido um aporte financeiro a participantes de determinados programas, mas essa condição não parece ser a regra geral.

## HOP - Hands on Physics

O programa Hands on Physics é de origem italiana e teve apenas uma edição, realizada no segundo semestre de 2023. Ele é composto por oficinas desenvolvidas

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em diferentes cidades italianas, em que os professores tem acesso a um kit experimental e podem explorar as estratégias para usá-lo na sala de aula. Os experimentos tratam de quatro tremas principais: método científico, luz, pressão e carga elétrica. O programa é uma iniciativa desenvolvida em conjunto com o Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e a Fondazione Agnelli .

## Discussão e conclusões

A leitura dos relatórios anuais mostrou que o CERN desenvolve diversas iniciativas de divulgação científica orientadas a públicos diferentes e, para isso, utiliza plataformas diversificadas. É importante destacar que a comunicação com a sociedade é uma das missões da instituição, conforme determinado em seu documento de constituição. Os resultados parecem apontar para o fato de que as ações foram se tornando mais coordenadas e organizadas ao longo do tempo. Um exemplo é a elaboração das exposições do Globe e do Gateway . Além disso, a existência de exposições itinerantes e de uma crescente mobilização das redes sociais parece evidenciar uma preocupação com a internacionalização do conhecimento. No entanto, existem algumas barreiras importantes a serem consideradas no processo de comunicação de saberes por essas plataformas, como a questão do idioma e a acessibilidade para pessoas com deficiência.

Para alunos brasileiros, os eventos de International Masterclasses são as iniciativas mais acessíveis pois geralmente não tem grandes custos associados à participação e podem ser desenvolvidos na própria escola. Para os professores, existe a oportunidade de participar dos programas de treinamento nacional e internacional, além dos recursos disponíveis online.

A partir do levantamento feito, foi possível ter uma percepção mais clara de quais são as atividades de divulgação científica desenvolvidas pelo CERN. Esse primeiro passo motiva uma segunda aproximação para entender melhor cada uma dessas iniciativas, como são pensadas e planejadas e quais são os indicadores de seus impactos no público a que se destinam.

## Bibliografia

ARCE-LARRETA, E. et al. Behind the Scenes: The Two-Weeks Stay of Beamlinefor Schools Winning Students at DESY. The Physics Educator , 2021.

BOSELLI, M. et al. A Teacher's Perspective on the CERN Beamlinefor Schools Competition. The Physics Educator , 2022.

CERN. S'Cool Lab. S'Cool Lab , 2024. Acesso em: setembro 2024.

CERN. Universe of Particles, 2024. Disponivel em: <https://visit.cern/universe-ofparticles>.

TILLINGHAST, M. R. C. et al. STEM Outreach: A Literature Review and Definition. Integrated STEM Education Conference , 2020.

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