CERN Publishing
Not a member yet
1219 research outputs found
Sort by
Beyond Ideation - Potentials and Challenges of Creativity in the Entrepreneurial Organisation of Life
Full text linkThis conceptual paper explores how creativity can be systematically integrated into Entrepreneurial Life Design (ELD) to enhance effectiveness. ELD applies Design Thinking principles to life, emphasising intentional and flexible life planning, similar to how designers approach projects (Burnett & Evans, 2018). Creativity, defined as generating new and valuable ideas, is critical in recognising and exploiting opportunities (Shane & Venkataraman, 2000). The research investigates how self-regulation and emotion management influence creative phases in ELD and how targeted interventions based on the Personality Systems Interaction (PSI) theory can optimise creativity. These findings offer practical implications for fostering creativity in Life Design
III.12 — Machine learning
Full text linkMachine learning (ML) is a powerful new mathematical toolbox that allows for new possibilities in a broad variety of research areas. It enables machines to fulfill tasks without being explicitly programmed. There is no reason to believe why machine learning cannot be applied to particle accelerators. After a short introduction to machine learning, in this chapter the existing applications to particle accelerators are reviewed with examples on the PSI accelerator complex
III.14 — CERN beamline for fixed-target experiments
Full text linkFixed-target experiments are continuing to play a major role in the very beginnings of accelerator-based studies in particle physics. While collider experiments dominate the exploration in the high-energy domain, fixed-target experiments still cover the important complementary domain, as they permit experiments with extremely high event rates. In addition, they play a crucial role in detector prototype testing and calibration, as well as radiation-hardness tests. This chapter summarises the purpose of the fixed-target beam lines, focusing on the beam lines present at CERN. It explains the basics of beam interaction with the target and the production of secondary particles, illustrates the design of secondary and tertiary beam lines and presents examples of experiments at CERN East and North Experimental Areas
Positionspapier zu naturwissenschaftlicher Bildung und Lehrpersonenausbildung : DiNat - Verband Fachdidaktik Naturwissenschaften Schweiz
Full text linkHintergrund: Aktuelle Themen und Herausforderungen wie Nachhaltige Entwicklung und Digitalisierung, der Fachkräftemangel in den naturwissenschaftlich, technisch geprägten Berufen und unbefriedigende Resultate in internationalen Schulleistungsstudien haben sowohl interntional als auch in der Schweiz grosse Auswirkungen auf das Bildungssystem. Dabei treten die Notwendigkeit einer naturwissenschaftlichen Grund- bzw. Allgemeinbildung und die Wichtigkeit eines wirksamen naturwissenschaftlichen Unterrichts und einer entsprechenen Lehrpersonenausbildung in aller Deutlichkeit zu Tage.
Zweck: Bereits vor mehr als 10 Jahren hat der Verband Fachdidaktik Naturwissenschaften in einem Positionspapier die schon damals vorherrschende Diskrepanz zwischen den Ansprüchen und der Wirklichkeit in der Schweizerischen Aus- und Weiterbildung von Lehrpersonen in den naturwissenschaftlich-technischen Fächern angemahnt.
Mit dem neuen Positionspapier möchte der Verband aktuelle Anforderungen an einen zeitgemässen und lernwirksamen naturwissenschaftlichen Unterricht in der obligatoriche Schule beleuchten, die damit verbundenen Herausforderungen für die Lehrpersonenausbildung umreissen und mit daraus abgeleiteten Empfehlungen Diskurs und Entscheidungsfingung auf der gesellschaftlichen und politischen Ebene beinflussen. Dabei beschreibt, diskutiert und interpretiert das Papier den Stand der Dinge in der Schweiz unter fünf Perspektiven: Naturwissenschaftliche Bildung und naturwissenschaftlicher Unterricht im Wandel – aktuelle Anforderungen und Möglichkeiten; Professionalität und Professionalisierung in der Lehrpersonenausbildung; das Verhältnis von Forschung und Praxis in der naturwissenschaftlichen Fachdidaktik; aktuelle Themen und Herausforderungen, und schliesslich Anspruch und Wirklichkeit bei der Ausbildung von Lehrpersonen. Auf dieser Grundlage werden Empfehlungen und Forderungen für die weitere Entwicklung von Unterricht und Lehrerbildung im Bereich Naturwissenschaften formuliert.
Methodik: Die Grundlage der vorliegenden Überlegungen ist eine wissenschaftlich begründete Analyse mit einer klaren Ausrichtung an dem Prinzip der Evidenzbasierung und aktuellen theoretischen Leitvorstellungen und Rahmenmodellen für die Lehrpersonenausbildung. Dabei erhebt das Papier keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern orientiert sich bewusst an den Themen, die in der aktuellen Entwicklung von besonderer Bedeutung sind.
Der Fokus dieser Stellungnahme und der daraus abgeleiteten Forderungen und Desiderate liegt dabei auf dem zeitgemässen naturwissenschaftlichen Unterricht der obligatorischen Schule und der damit verbundenen Ausbildung von Lehrpersonen. Aus Gründen des Umfangs wird auf eine Darstellung der Weiterbildungssituation für Lehrpersonen in diesem Papier verzichtet.
Schlussfolgerungen: Die Schlussfolgerungen werden in Form von Empfehlungen und Forderungen zusammengefasst und anhand einer öffentlichen Stellungnahme gesondert publiziert.
Schlüsselbegriffe: Naturwissenschaftsdidaktik, Unterrichtsentwicklung, Lehrpersonenausbildung, Evidenzbasierun
I.9 — Transverse nonlinear effects
Full text linkThis chapter provides a basic introduction to nonlinear effects in particle accelerators. It covers important concepts like resonance driving terms, resonances, tune diagram and chaotic motion, which are crucial for understanding how particle dynamics evolves in the presence of nonlinear magnetic fields. Additionally, it provides an overview of methods like resonance compensation and beam extraction. Techniques such as symplectic integration, dynamic aperture and frequency map analysis are also introduced, which are used to study and analyze these effects
I.13 — Cyclotrons and fixed field alternating gradient accelerators
Full text linkThe cyclotrons are the most used hadron accelerators: they represent a compact and efficient solution with 100% duty cycle, very well adapted for the medical applications and for the nuclear physics research. The cyclotron maximal energy is typically 1 GeV for a proton beam. In this introductory lecture, we present the underlying concepts. The longitudinal and transverse beam dynamics in these accelerators are covered. We present specific cyclotrons (compact cyclotrons at low energy, synchrocyclotrons, “Fixed Field Alternating Gradient” accelerators, superconducting cyclotrons, separated sector cyclotrons). The concepts used in the cyclotrons are numerous, and the topic is an ideal application of many ideas introduced in a basic course in accelerator physics. We provide many exercises for a better understanding. 
QCD
Full text linkThe structure of strong interaction dynamics, namely Quantum Chromodynamics, is discussed within the framework of perturbation theory. After a brief introduction to the historical developments, we will discuss in detail the role of perturbative QCD to understand the physics at various high energy colliders involving hadrons. We will discuss how certain large threshold logarithms that show up atevery order in perturbation theory can be resummed to all orders. We will also discuss some of the recent advances in performing higher order perturbative corrections
BNE Lehre Konkret - ein Portal für Hochschullehrende
Full text linkHintergrund: Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) ist bisher noch nicht ausreichend in den Studiengängen implementiert und die Hochschullehrenden sind nicht ausreichend vorbereitet. In der hochschuldidaktischen Fort- und Weiterbildung wird BNE und Nachhaltigkeit bislang nur im geringen Masse angeboten.
Ziel: Ziel des Portals „BNE Lehre Konkret” ist es, Hochschullehrende dabei zu unterstützen, BNE in ihre eigene fachliche oder fachübergreifende Lehre zu integrieren. Damit wird ein Beitrag dazu geleistet, die vielfältigen Bedarfe nach BNE-Angeboten in der Hochschullehre, speziell für die Lehrkräftebildung, aus der Perspektive der Fort- und Weiterbildung zu decken.
Design und Methoden: Eine Arbeitsgruppe, bestehend aus Hochschullehrenden aus Deutschland, Österreich und der Schweiz, erarbeitete im Kontext des Netzwerks „LehrerInnenbildung für eine nachhaltige Entwicklung” (LeNa) seit 2020 ein Online-Portal mit theoriebasierten und konzeptionellen BNE-Grundlagen und Good Practice-Beispielen für die eigene Hochschullehre. Mithilfe der Methode der konsensuellen Validierung sowie des kollegialen Feedbacks wurden die Lehr- und Lernmaterialien, speziell für die Lehrkräftebildung, anhand von Qualitätskriterien entwickelt.
Ergebnisse: Das Portal „BNE Lehre Konkret” erweitert das Angebot an deutschsprachigen Portalen zu BNE in der Lehrkräftebildung. In verschiedenen Rubriken (Unter uns, Grundlegende Informationen, Good Practice-Beispiele) werden zahlreiche Materialien mit entsprechenden Literaturangaben für den eigenen Wissens- und Kompetenzerwerb sowie den Einsatz in der eigenen Hochschullehre, speziell in der Lehrkräftebildung, angeboten.
Fazit: Aus BNE-Perspektive offenbart das Portal „BNE Lehre Konkret” ein grosses Potenzial für die Hochschullehre, um BNE im Kontext des transformativen Wandels an Hochschulen im Bereich der Lehre stärker zu implementieren.
Keywords: Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE), Lehrkräftebildung, BNE Lehre Konkret, Hochschuldidaktik, Fort- und Weiterbildung, Webseite
ESD Teaching Concrete - in Higher Education Teaching
Background: Education for Sustainable Development (ESD) has not yet been sufficiently implemented in the degree programmes and university lecturers are not sufficiently prepared. So far, ESD and sustainability have only been offered to a limited extent in university didactic training and continuing education.
Goal: The aim of the portal "BNE Lehre Konkret" is to support university teachers in integrating ESD into their own subject-specific or interdisciplinary teaching. In this way, a contribution is made to meeting the diverse needs for ESD offers in higher education teaching, especially for teacher training, from the perspective of further and continuing education.
Design and methods: In the context of the network "Teacher Education for Sustainable Development" (LeNa), a working group consisting of university teachers from Germany, Austria and Switzerland has been developing an online portal with theory-based and conceptual ESD principles and good practice examples for their own university teaching since 2020. With the help of the method of consensual validation as well as collegial feedback, the teaching and learning materials, especially for teacher education, were developed on the basis of quality criteria.
Results: The portal "BNE Lehre Konkret" expands the range of German-language portals on ESD in teacher education. In various sections (About us, Basic information, Good practice examples), numerous materials with corresponding literature references are offered for one's own knowledge and competence acquisition as well as for use in one's own university teaching, especially in teacher education.
Conclusion: From an ESD perspective, the portal "BNE Lehre Konkret" reveals a great potential for university teaching to implement ESD more strongly in the context of transformative change at universities in the area of teaching.
Keywords: Education for sustainable development (ESD), Teacher education for sustainable development (TESD), ESD teaching concrete, Higher Education for sustainable development (HESD), academic staff training; university educators training online portal, websit
Part I — The science of particle accelerators—JUAS Course 1
No full textPart I, covering JUAS Course 1, is dedicated to the science of particle accelerators, i.e. the basic theoretical foundations. As in the subsequent part, many exercises are provided, along with their solutions, to give students a comprehensive understanding of each step. Two chapters outline the fundamentals of electromagnetism and special relativity that are required to understand how these machines work. A tutorial section and a few selected references complete this presentation. Two additional chapters provide an extensive overview of transverse and longitudinal beam dynamics, focusing on synchrotrons and storage rings. Two simulation codes are introduced from a practical point of view: MAD-X, which is widely used for transverse beam dynamics, and PyHEADTAIL, which is used for longitudinal dynamics. Then, different methods of injection and extraction of a beam in an accelerator are explained. As the machines are not perfect, one chapter addresses transverse linear imperfections and another one addresses non-linear effects, including methods for managing and partially correcting them. A chapter is devoted to synchrotron radiation, the source of more than 60 X-ray light sources in operation around the world. The interaction of X-rays with matter provides a wide range of applications for scientific research and industry, explaining the growing demand for new facilities. This is followed by a discussion of the advantages and drawbacks of linear accelerators. Their design and structure depend on the type of particles accelerated and the required parameters. Details of the technology are given. These machines have a large number of applications in healthcare and industry; in fundamental research, they are mainly used as injectors for synchrotrons and colliders. Collective effects perturb particle motion and play a crucial role in determining the ultimate performance of an accelerator. Cyclotrons, the most widely used hadron accelerators, are compact devices with a 100% duty cycle, making them well-suited for medical applications as well as nuclear physics research. Their underlying concepts are direct applications of the basics. This part concludes on a high note with the accelerator design workshop, which aims to apply the knowledge gained during the school to a realistic case study. This topic was introduced in 1997, and since then it has been very popular and is probably unique in its form. How it is taught has been revised and enriched over the years by successive lecturers