45 Zjazd Fizyków Polskich

Europe/Warsaw
Kraków

Kraków

**** 13-15.09.2019 **** Auditorium Maximum Uniwersytetu Jagiellońskiego, ul. Krupnicza 33, Kraków **** 16.09.2019 **** Akademia Górniczo-Hutnicza ul. Budryka 4 (Klub Studio), Kraków (sesja plenarna) ul. Reymonta 19, pawilon D-10, Kraków (sesje równoległe) ul. Kawiory 30, pawilon D-16, Kraków (sesje równoległe) **** 17-18.09.2019 **** Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ ul. Prof. St. Łojasiewicza 11, Kraków
Józef Spałek (Uniwersytet Jagielloński), Roman Skibiński (Uniwersytet Jagielloński), Marcin Zieliński (Uniwersytet Jagielloński)
Description

45. Zjazd Fizyków Polskich odbędzie się w Krakowie w dniach 13-18 września 2019 roku. Zjazd ten będzie kontynuacją spotkań fizyków polskich zapoczątkowanych Zjazdem Założycielskim Polskiego Towarzystwa Fizycznego w 1920 roku w Warszawie, a kontynuowanych w ostatnich latach przez kongresy w Lublinie (2011), Poznaniu (2013), Kielcach (2015) i Wrocławiu (2017). 45. Zjazd Fizyków Polskich będzie miał również szczególny charakter ze względu na inaugurację obchodów 100-lecia Polskiego Towarzystwa Fizycznego oraz obchody 100-lecia Wydziału Fizyk (obecnie Fizyki i Informatyki) Akademii Górniczo-Hutniczej.

Jak poprzednie kongresy Zjazd w Krakowie będzie okazją spotkania naukowców z różnych gałęzi fizyki i dziedzin pokrewnych, nauczycieli fizyki, przedstawicieli przemysłu i instytucji finansujących badania naukowe i ich wdrożenia, studentów, uczniów i amatorów - pasjonatów fizyki. Sesje konferencyjne pokryją szeroką tematykę badawczą. Miedzy innymi planowane są sesje poświęcone:

  • Fizyce cząstek
  • Fizyce jądrowej
  • Fizyce materii skondensowanej
  • Fizyce medycznej i biofizyce
  • Fizyce statystycznej
  • Fizyce układów złożonych
  • Grawitacji, kosmologii i astrofizyce
  • Informacji kwantowej
  • Nanofizyce
  • Optyce, fizyce atomowej i fotonice

Osobne sesje poświęcone będą dydaktyce fizyki na różnych poziomach kształcenia. Integralną częścią Zjazdu będzie Konferencja Dydaktyczna dla nauczycieli fizyki. Odbędzie się ona 14 i 15 września 2019 i będzie łączyła sesje równoległe, warsztaty dydaktyczne i pokazy eksperymentów fizycznych. 45. Zjazd Fizyków Polskich będzie również miejscem spotkania ludzi biznesu z naukowcami. Pragniemy aby Zjazd był miejscem wymiany poglądów i zawierania współpracy, zarówno na poziomie interpersonalnym jak i instytucjonalnym, t.j. pomiędzy naukowcami mającymi potencjał badawczy i/lub gotowe pomysły mogące znaleźć zastosowanie w przemyśle, przedstawicielami przedsiębiorców, szczególnie małych start-upów oraz przedstawicieli instytucji finansujących prace wdrożeniowe. Planujemy rozpowszechnianie idei doktoratów wdrożeniowych oraz prezentację działalności przyuczelnianych centrów rozwoju technologii zrzeszonych w ogólnopolskiej sieci Porozumienie Akademickich Centrów Transferów Technologii (PACTT). Specjalna dwudniowa sesja „Fizyka – Przemysł – Innowacje” planowana jest na 16 i 17 września 2019. Łącznie planowanych jest około 30 wykładów plenarnych oraz blisko 200 wykładów w równoległych sesjach tematycznych. Wśród prelegentów znajdą się wybitni polscy naukowcy i goście zagraniczni, a niektórzy z nich będą panelistami w debacie „Przyszłość fizyki”. Zjazdowi towarzyszyć też będzie sesja plakatowa.

Tradycyjnie, w czasie Zjazdu zostaną wręczone nagrody Polskiego Towarzystwa Fizycznego: medalu Mariana Smoluchowskiego, nagród naukowych PTF, nagrody PTF za Popularyzację Fizyki oraz nagrody PTF dla Nauczycieli Fizyki. Z okazji zbliżającego się 100-lecia Polskiego Towarzystwa Fizycznego wręczone zostaną pierwsze Medale Stulecia Polskiego Towarzystwa Fizycznego za działalność społeczną na rzecz środowiska i Towarzystwa. W trakcie Zjazdu odbędzie się również Walne Zebranie Delegatów Polskiego Towarzystwa Fizycznego. Zjazdowi towarzyszyć też będą różnorodne wydarzenia a charakterze popularyzatorskim i kulturalnym. Będzie również okazją do zwiedzenia wybranych krakowskich laboratoriów badawczych i samego Krakowa.

Registration
Rejestracja uczestnika zjazdu
    • 18:30 20:30
      Rejestracja uczestników Zjazdu 2h
    • 09:00 11:00
      Plenarna: P1
      • 09:00
        Otwarcie Zjazdu, wręczenie medali i nagród 40m Aula Duża (Auditorium Maximum)

        Aula Duża

        Auditorium Maximum

        Krupnicza 33
      • 09:40
        Wykład Laureata Medalu Smoluchowskiego 40m Aula Duża (Auditorium Maximum)

        Aula Duża

        Auditorium Maximum

        ul. Krupnicza 33
      • 10:20
        The ring of Brownian motion: Past - Presence - Future Trends 40m

        Since the turn of the 20-th century Brownian noise has continuously disclosed a rich variety of phenomena in and around physics. The understanding of this jittering motion of suspended microscopic particles has undoubtedly helped to reinforce and substantiate those pillars on which the basic modern physical theories are resting: Its formal description provided the key to great achievements in statistical mechanics, the foundations of quantum mechanics and also astrophysical phenomena, to name but a few. Recent progress of Brownian motion theory involves (i) the description of relativistic Brownian motion and its impact for relativistic thermodynamics, or (ii) its role for fluctuation theorems and symmetry relations that constitute the pivot of those recent developments for nonequilibrium thermodynamics beyond the linear response.
        Although noise commonly is hold as an enemy of order, it in fact also can be of constructive influence. The phenomena of Stochastic Resonance and Brownian motors present two such archetypes wherein random Brownian dynamics together with unbiased nonequilibrium forces beneficially cooperate in enhancing detection and/or in facilitating directed transmission of information. The applications range from information processing devices in physics, chemistry, and physical biology to new hardware for medical rehabilitation. Particularly, additional non-equilibrium disturbances enable the rectification of haphazard Brownian noise so that quantum and classical objects move along on a priori designed routes (i.e. Brownian motors. We conclude with an outlook of future prospects, trends and unsolved issues.

        Speaker: Peter Hänggi (University of Augsburg)
    • 11:00 11:30
      Przerwa kawowa 30m
    • 11:30 13:30
      Plenarna: P2
      • 11:30
        New Ideas in Axion Searches 40m Aula Duża (Auditorium Maximum)

        Aula Duża

        Auditorium Maximum

        ul. Krupnicza 33

        Axions are hypothetical particles which were introduced to address a deep problem in fundamental physics: Why are the laws so nearly time-reversal symmetric? Axions have remarkable properties, and they have become a leading candidate to provide the astronomical "dark matter”. In recent years many physicists around the world have taken up the challenge of designing and performing experiments to observe axions. After briefly reviewing all that, I will discuss a promising new proposal.

        Speaker: Frank Wilczek (Massachusetts Institute of Technology, USA)
      • 12:10
        Quantum Theory of the Classical 40m Aula Duża (Aditorium Maximum)

        Aula Duża

        Aditorium Maximum

        ul. Krupnicza 33

        I will describe three insights into the transition from quantum to classical. After a brief discussion of decoherence I will give (i) a minimalist (and decoherence-free) derivation of preferred states. Such pointer states define events (e.g. measurement outcomes) without appealing to Born's rule. Probabilities and (ii) Born's rule then follows from the symmetries of entangled quantum states. With probabilities at hand one can analyze (iii) information flows from the system to the environment in course of decoherence. They result in "quantum Darwinism" that in turn explains how, as a result of selective proliferation of information, robust classical reality arises from the quantum substrate. Taken together, and in the right order, advances (i) - (iii) elucidate quantum origins of the classical by accounting for all the symptoms of objective existence of the preferred pointer states of quantum systems through the redundancy of their records in the environment.

        Speaker: Wojciech Żurek (Los Alamos National Laboratory, USA)
      • 12:50
        Precision Flavour Physics and Lattice QCD. A path to discovering new physics 40m Aula Duża (Aditorium Maximum)

        Aula Duża

        Aditorium Maximum

        ul. Krupnicza 33

        An important approach to searching for physics beyond the remarkably successful, but incomplete, Standard Model of Particle Physics is the comparison, with ever improving precision, of the theoretical predictions for weak and rare processes with experimental measurements. This requires good quantitative control of hadronic effects, i.e. the effects of the strong nuclear force. In recent years, lattice computations in Quantum Chromodynamics (QCD), in which space-time is approximated by a discrete lattice of points and results are obtained by large-scale numerical simulations, have reached sub-percent precision for many processes. I will briefly review the consequences of recent studies in precision flavour physics, including some tantalising anomalies, and discuss the prospects for the future.

        Speaker: Christopher Sachrajda (University of Southampton)
    • 13:30 15:00
      Przerwa obiadowa (lunch) 1h 30m
    • 15:00 17:00
      Fizyka cząstek: S4.1
      • 15:00
        Fizyka z protonami "do przodu" na LHC 30m

        Przedstawione zostaną detektory protonów "do przodu" zbierające dane w eksperymentach ATLAS, TOTEM i CMS na LHC. Omówiony zostanie szeroki zakres procesów fizycznych, które można zmierzyć za pomocą tych detektorów, w sczególności: elastyczne rozpraszanie proton-proton, pojedyncza dysocjacja dyfrakcyjna, centralna dyfrakcja oraz i procesy dwufotonowe. Przedstawione zostaną najnowsze wyniki eksperymentalne oraz plany na przyszłość. Wspomniana zostanie możliwość wykorzystania tych detektorów w fizyce zderzeń ciężkich jonów.

        Speaker: Rafał Staszewski (IFJ PAN)
      • 15:30
        Recent Advances in Color Glass Condensate 30m

        High energy hadronic collisions have been one of the most appealing but also challenging problems in physics for many years. With the advancements in high energy colliders over the last three decades, hadronic collisions are at the focus of both experimental and theoretical studies. The "Color Glass Condensate” is the effective theory that one can study high energy hadronic collisions such as proton-nucleus (pA) and proton-proton (pp) collisions. I will discuss the latest developments in the theoretical CGC framework and show that one can describe certain high energy experimental data by employing these new techniques.

        Speaker: Tolga Altinoluk (Narodowe Centrum Badań Jądrowych)
      • 16:00
        Theory and phenomenology of Transverse Momentum Dependent gluon distributions in high energy processes 20m

        I overview the role of the Transverse Momentum Dependent (TMD) parton distributions in Quantum Chromodynamics, focusing on gluon distributions that dominate at high energies. I will discuss universality of these objects and a suitable factorization formalism, that allows to derive phenomenological predictions for jet production processes in hadron collisions, including heavy ion collisions.

        Speaker: Piotr Kotko (IFJ PAN)
      • 16:20
        Pomeron i Odderon: elektroprodukcja $J/\psi$ i $\eta_{c}$ 20m

        Przedyskutuję ekskluzywną produkcję mezonów $J/\psi$ i $\eta_c$ w rozpraszaniu elektron-proton, indukowaną w najniższym rzędzie przez wymianę 2- i 3- gluonową. W niedawno opracowanym modelu związaliśmy amplitudy dla tych procesów z korelatorami prądów kwarkowych otrzymanych z funkcjach falowych protonów na stożku świetlnym. Otrzymaliśmy pierwsze oszacowanie przekroju czynnego na produkcję eta_c przy energii W~10GeV.

        Speaker: Tomasz Stebel (Institute of Nuclear Physics PAN)
      • 16:40
        Zagadka korelacji barionów 20m

        Jedną z technik badawczych służących do badania mechanizmów produkcji cząstek w zderzeniach protonów oraz ciężkich jonów są korelacje kątowe w przestrzeni ∆η∆φ (gdzie ∆φ jest różnicą w kącie azymutalnym, zaś ∆η różnicą w pseudopospieszności pomiędzy dwiema cząstkami). Korelacje kątowe są czułe na wybrane efekty fizyczne (“dżety”, efekty statystyki kwantowej, zasady zachowania, jak i szereg innych), które składają się na całościowy opis powstałego w wyniku zderzenia źródła.

        W tym referacie przedstawię najnowsze wyniki pomiarów korelacji cząstek zidentyfikowanych z eksperymentów ALICE oraz STAR. Korelacje te wykazują znaczne rozbieżności pomiędzy wynikami dla mezonów oraz barionów. Funkcje korelacyjne mezonów charakteryzują się wyraźnym pikiem dla (∆η,∆φ)=(0,0) spodziewanym na skutek efektów fragmentacji tzw. dżetów; są również dobrze odwzorowywane przez modele teoretyczne. Natomiast dla funkcji korelacyjnych barionów, dla par w których obie korelowane cząstki mają tę samą liczbę barionową, widoczna jest zaskakująca struktura wykazująca "antykorelację" - prawdopodobieństwo produkcji dwóch takich cząstek w podobnym kierunku w przestrzeni pędów jest zmniejszone. Te eksperymentalne wyniki są znacząco różne w stosunku do przewidywań współczesnych modeli teoretycznych i na ich gruncie nie mogą być obecnie wyjaśnione.

        Speaker: Małgorzata Janik (Warsaw University of Technology)
    • 15:00 17:00
      Fizyka jądrowa: S3.1
      • 15:00
        Infrastruktura badawcza dla fizyki jądrowej w Polsce 30m

        Eksperymentalna fizyka jądrowa ma w Polsce długą tradycję, sięgająca lat trzydziestych dwudziestego wieku. Wówczas profesor Andrzej Sołtan zbudował na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego pierwsze laboratorium wyposażone w akcelerator przyspieszający deuterony, który wykorzystywał do wytwarzania wiązki neutronów i badań reakcji przez nie inicjowanych. Po drugiej wojnie światowej eksperymentalne badania z dziedziny fizyki jądrowej rozpoczął również profesor Henryk Niewodniczański w Krakowie.

        Obecnie Kraków i Warszawa są w dalszym ciągu największymi ośrodkami dysponującymi infrastrukturą badawczą dla fizyki jądrowej w Polsce. W Krakowie, w Instytucie Fizyki Jądrowej im. prof. Henryka Niewodniczańskiego istnieje Centrum Cyklotronowe Bronowice, wyposażone w największy w kraju cyklotron przyspieszający protony. Centrum nastawione jest głównie na prowadzenie terapii zwalczającej choroby nowotworowe, jednak prowadzone są w nim również badania podstawowe z dziedziny fizyki jądrowej.

        Pod Warszawą, w Świerku koło Otwocka pracuje Narodowe Centrum Badań Jądrowych wyposażone w badawczy, jedyny w kraju reaktor MARIA. Centrum znane jest m. in. z produkcji izotopów stosowanych w medycynie.

        W samej Warszawie, na Uniwersytecie Warszawskim działa Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów (ŚLCJ) kontynuujące tradycje laboratorium profesora Sołtana. ŚLCJ wyposażone jest w cyklotron przyspieszający ciężkie jony, unikatowe urządzenie w kraju, jak też wiele rodzajów innej aparatury pozwalającej na prowadzenie badan podstawowych z dziedziny fizyki jądrowej naukowcom z kraju i z zagranicy. Laboratorium wykorzystuje również posiadana aparaturę do badań związanych z wykorzystaniem radioaktywnych izotopów w medycynie.

        W ostatnich latach do tych dwóch ośrodków dołączył Uniwersytet Szczeciński, gdzie rozpoczęło działalność wielo-dyscyplinarne laboratorium ELBRUS. Umożliwia ono badanie reakcji jądrowych przy bardzo niskich energiach w warunkach ultra-wysokiej próżni.

        W trakcie wykładu przedstawiona będzie infrastruktura badawcza będąca w posiadaniu wyżej wymienionych ośrodków, a także scharakteryzowana pokrótce prowadzona w nich działalność naukowa.

        Speaker: Krzysztof Rusek (Srodowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów, Uniwersytet Warszawski)
      • 15:30
        Teoretyczne badania układów kilkunukleonowych 30m

        Układy kilkunukleonowe zajmują szczególne miejsce w fizyce jądrowej od samego jej początku. Wszelkie modele potencjału nukleon-nukleon z samej konstrukcji dobrze oddają własności deuteronu i obserwable w rozpraszaniu nukleon-nukleon. Nietrywialnym testem dla takiego potencjału jest to, czy może on posłużyć do opisu układów o większej liczbie nukleonów. Wśród takich układów szczególną rolę odgrywa układ z trzema nukleonami, bo dla niego od lat osiemdziesiątych XX wieku
        możliwe jest numerycznie ścisłe rozwiązanie fundamentalnych równań Faddeeva (zarówno dla stanu związanego, jak i dla stanów o dodatniej energii) dla dowolnych potencjałów nukleon-nukleon [1].
        Badania grupy krakowskiej zmierzają do poznania własności tych potencjałów oraz nowego składnika hamiltonianu jądrowego, którego nie da się sprowadzić do oddziaływań par nukleonów, czyli potencjału trzynukleonowego [2-3]. Badania te są prowadzone w ścisłej współpracy z fizykami przygotowującymi potencjały jądrowe na gruncie chiralnej efektywnej teorii pola i przygotowują grunt do obliczeń dla układów o większej liczbie nukleonów [4-6]. Służą do planowania i analizy wyników eksperymentów prowadzonych w wielu ośrodkach badawczych [7-8].
        Obliczenia stanów związanych i rozproszeniowych trzech nukleonów, obok
        odpowiednich operatorów prądów, są także kluczowym elementem opisu wielu procesów, w których sondy elektrosłabe (elektrony, fotony, neutrina, miony) oraz piony oddziałują z układami trzynukleonowymi [9-14].

        Referencje:
        [1] W. Gloeckle et al., Phys. Rep. 274, 107 (1996).
        [2] H. Witała et al., Phys. Rev. Lett. 81, 1183 (1998).
        [3] H. Witała et al., Phys. Rev. C 63, 024007 (2001).
        [4] H. Witała et al., J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 41, 094011 (2014).
        [5] S. Binder et al. (LENPIC Collaboration), Phys. Rev. C93, 044002 (2016).
        [6] S. Binder et al. (LENPIC Collaboration), Phys. Rev. C98, 014002 (2018).
        [7] K. Sekiguchi et al., Phys. Rev. C 79, 054008 (2009).
        [8] E. Stephan et al., Phys. Rev. C 82, 014003 (2010).
        [9] R. Skibiński et al., Phys. Rev. C 67, 054001 (2003).
        [10] J. Golak et al., Phys. Rept. 415, 89 (2005).
        [11] J. Golak et al., Phys. Rev. C 90, 024001 (2014).
        [12] M. Mihovilovic et al., Phys. Rev. Lett. 113, 232505 (2014).
        [13] J. Golak et al., Phys. Rev. C 98, 015501 (2018).
        [14] J. Golak et al., Phys. Rev. C 98, 054001 (2018).

        Speaker: Prof. Jacek Golak (Instytut Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego)
      • 16:00
        Teoria jąder superciężkich 20m

        Podczas swojej 74 sesji, 20 grudnia 2017 roku, Zgromadzenie Ogólne Narodów Zjednoczonych proklamowało rok 2019 Międzynarodowym Rokiem Układu Okresowego Pierwiastków Chemicznych. Obchodzimy bowiem właśnie w tym roku 150cio lecie udanego pogrupowania przez D. Mendelejewa, pierwiastków chemicznych według ich periodycznie powtarzających się podobieństw i właściwości w jedną wspólną tablicę. Niedawno wolne miejsca w 7 rzędzie układu okresowego zostały także wypełnione, a nowe pierwiastki uzyskały swoje nowe nazwy. Tablica wydaje się być zatem kompletna. Nas jednak wciąż nurtuje pytanie: czy uda się wytworzyć sztucznie jeszcze cięższe pierwiastki chemiczne? Opowiem o metodach teoretycznych jakie stosujemy by oszacować ekstremalnie małe prawdopodobieństwa wytwarzania tych superciężkich elementów. O tym jakie są szanse i możliwości produkcji jeszcze cięższych, niż wszystkie, które obecnie znamy. O perspektywach syntezy nowych, nieznanych dziś jeszcze izotopów jąder ciężkich. A na koniec dla wszystkich słuchaczy przewidziana jest superciężka niespodzianka!

        Speaker: Michal Kowal (Narodowe Centrum Badań Jądrowych)
      • 16:20
        Spontaniczna emisja klastrów z jąder atomowych 20m

        35 lat temu odkryto nowy rodzaj spontanicznej przemiany jąder [1]: emisji lekkiego jądra: np. węgla, tlenu lub neonu. Ten typ przemiany jądrowej nazwano radioaktywnością klastrową lub emisją klastrów. W kolejnych latach odkryto takie rozpady w około 20 jądrach aktynowców. Prawdopodobieństwa zajścia tego procesu są niezwykle małe w porównaniu z dominującym w tym rejonie rozpadem alfa. Dlatego ten egzotyczny proces pozostawał ciekawostką charakteryzującą przemiany jądrowe w niewielkim obszarze mas nuklidów.

        Wspólną cechą wszystkich zaobserwowanych przypadków radioaktywności klastrowej jest fakt, że pozostające po rozpadzie jądro to ołów 208 lub jeden z jego bliskich sąsiadów ma mapie nuklidów. Sugeruje to, że struktura powłokowa tego podwójnie magicznego jądra gra kluczową rolę w tym procesie. Przypomina to spontaniczne rozszczepienie, gdzie również struktura fragmentów wpływa na typ rozpadu. Opis teoretyczny tego rozpadu może byś dokonany poprzez rozszerzenie modelu Gamowa rozpadu alfa lub jako superasymetrycznego rozszczepienia [2]. W samozgodnym modelu HFB, który wielokrotnie używano do opisu rozszczepienia, wyznaczone zostały powierzchnie energii potencjalnej w zależności od deformacji. Zostały na nich odkryte doliny potencjału prowadzące do asymetrycznego rozszczepienia. Masy fragmentów przewidywanych na końcu ścieżki prowadzącej do rozszczepienia odpowiadają dokładnie masom obserwowanych doświadczalnie klastrów. Potwierdziło to, że radioaktywność klastrową można interpretować jako superasymetryczne rozszczepienie z ołowiem 208 jako cięższym fragmentem.

        Innych jąder, które mogłyby podlegać radioaktywności klastrowej należy szukać w rejonie jąder superciężkich. Odkryto, że niektóre z nich również mogą rozpadać się w procesie analogicznym do emisji klastru [3]. Co więcej, superasymetryczne rozszczepienie jądra z okolic kopernika 284 (o liczbie atomowej Z=112) charakteryzuje się czasami życia poniżej sekundy. W tym rejonie jest to dominujący kanał rozpadu, bardziej prawdopodobny od rozszczepienia symetrycznego lub emisji cząstki alfa. Hipoteza o superasymetrycznym rozpadzie jąder superciężkich powinna być wkrótce zweryfikowana doświadczalnie.

        [1] H. J. Rose and G. A. Jones, Nature (London) 307, 245 (1984)
        [2] M. Warda, J.M. Robledo, Phys. Rev. C 84, 044608 (2011)
        [3] M. Warda, A. Zdeb, J.M. Robledo, Phys. Rev. C 98 041602(R) (2018)

        Speaker: Michał Warda (Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie)
      • 16:40
        Exotic decays of atomic nuclei (Egzotyczne rozpady jąder atomowych) 20m

        Ponad 10 lat temu na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego opracowaliœmy komorę dryfową z projekcją czasu z odczytem optycznym (OTPC, ang. Optical Time Projection Chamber). Detektor ten umożliwił badanie szerokiego zakresu rozpadów promieniotwórczych z emisją cząstek naładowanych. Dzięki bardzo wysokiej wydajności i czułości, wykrycie jednego zdarzenia rozpadu wystarczy, by jednoznacznie zidentyfikować jego rodzaj i określić prawdopodobieństwo wystąpienia.

        Odczyt optyczny w komorze OTPC odbywa się przy pomocy kamery CCD i fotopowielacza (PMT). Obrazy zarejestrowane przez CCD, wraz z rozkładem czasowym światła zebranego przez PMT, pozwalają na rekonstrukcję torów cząstek emitowanych w rozpadzie [1]. Urządzenie, pierwotnie opracowane do badania promieniotwórczości dwuprotonowej [2], okazało się wyjątkowo skuteczne do badania procesów opóźnionej emisji cząstek po przemianie $\beta$, w szczególności, gdy zaangażowane są cząstki o niskiej energii.

        W wykładzie przedstawimy przegląd najciekawszych wyników uzyskanych przy użyciu detektora OTPC, z naciskiem na badania najnowsze. Omówimy też perspektywy dalszych prac.

        Speaker: Chiara Mazzocchi (Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego)
    • 15:00 17:00
      Fizyka materii skondensowanej: S5.1
      • 15:00
        Materiały z silnie skorelowanymi elektronami. Różne zachowania: od izolatora Kondo do nadprzewodnictwa 30m

        Stany kwantowe skorelowanych elektronów odgrywają kluczową rolę w zagadnieniach związanych ze współczesna fizyką ciała stałego. Dla licznej grupy związków na bazie Ce, Eu, Yb czy U (SCES) zaproponowany przez Landaua opis temperaturowych zależności wielkości termodynamicznych nie jest już opisem dobrym. W wyniku silnych korelacji pomiędzy elektronami ulokowanymi w paśmie blisko poziomu Fermiego, zachowania np. podatności magnetycznej czy elektronowego ciepła w zakresie bardzo niskich temperatur są rozbieżne, a fermionowe ciecze kwantowe, które wykazują takie zachowania nazywamy nielandauowskimi cieczami ciężko fermionowymi (non-Fermi liquid). Klasycznym przykładem korelacji e-e są takie zjawiska jak: stan izolatora Motta-Hubbarda, izolator Kondo, ciecze ciężko-fermionowe, zachowania krytyczne w kwantowym punkcie krytycznym i niekonwencjonalne nadprzewodnictwo. W wyniku silnych korelacji, kluczowym zjawiskiem jest zrozumienie efektu lokalizacji, tym samym dychotomii w opisie kwantowych stanów elektronu w fizyce ciała stałego. W referacie przedstawię nasze prace w tym zakresie, dotyczące badań niskotemperaturowych własności cieczy fermionowych i ich struktury elektronowej. Omówię nowe zjawiska krytyczne w izolatorze Kondo typu CeRhSb, materiały termoelektryczne (pochodne skutterudytu typu Ce3M4Sn13 i La3M4Sn13, gdzie M to metal d-elektronowy), w których obserwujemy zjawiska krytyczne i nadprzewodnictwo, oraz efekt lokalizacji f-elektronowych w układach magnetycznych Ce5MGe2. Dla układów, gdzie energia wiązanie elektronu porównywalna jest z energią korelacji, istotną rolę odgrywa zaburzenie jakim może być nieporządek atomowy. Zjawisko wydaje się być charakterystyczne dla nadprzewodników wysokotemperaturowych i nadprzewodzących ciężkich fermionów, gdzie nieporządek generuje dodatkowo niehomogeniczną fazę nadprzewodzącą z temperaturą krytyczną znacznie podwyższoną względem Tc dla fazy uporządkowanej. Omówię nasze ostatnie prace, dotyczące tego zagadnienia w nadprzewodnikach typu La3M4Sn13.

        Speaker: Mr Andrzej Ślebarski (Uniwersytet Śląski)
      • 15:30
        Uporządkowanie magnetyczne i niekonwencjonalne nadprzewodnictwo w międzymetalicznych związkach uranu 30m

        Zaskakujące odkrycie uporządkowania ferromagnetycznego w związku UH3, które miało miejsce w 1954 roku we Wrocławiu, było jednym z pierwszych efektów prowadzonych przez polskich chemików i fizyków poszukiwań nowych związków uranu oraz badań ich struktury krystalicznej i właściwości fizycznych, a zwłaszcza pionierskich badań ich właściwości magnetycznych w niskich temperaturach. W znacznej mierze badania te przyczyniły się do rozwoju nowego, ogólnoświatowego nurtu w fizyce ciała stałego – badań magnetyzmu (a szerzej: silnych korelacji elektronowych) związków aktynowców. W ich wyniku odkryto wiele nowych zjawisk fizycznych zachodzących w ciałach stałych, wśród których można wymienić takie intrygujące zagadnienia jak stany ciężkofermionowe, nielandauowska ciecz Fermiego, kwantowa krytyczność, niekonwencjonalne nadprzewodnictwo, czy też dualizm elektronów f.

        W wykładzie przedstawione zostaną przykłady badanych we Wrocławiu związków międzymetalicznych z uranem wykazujących nietrywialne właściwości fizyczne, a które są obecnie przedmiotem zainteresowania wielu grup badawczych na świecie zarówno pod kątem doświadczalnym, jak i teoretycznym. W szczególności omówiona zostanie ewolucja uporządkowania magnetycznego w roztworach stałych związku UNiSi2 (prowadząca do pojawienia się cech układu znajdującego się w pobliżu kwantowego punktu krytycznego), przejawy dualnej natury elektronów f w uporządkowanym ferromagnetycznie nadprzewodniku UGe2 oraz nadzwyczaj silne sprzężenie antyferromagnetyczne uporządkowanych ferromagnetycznie płaszczyzn w układzie UN. Ponadto zaprezentowane zostaną wstępne wyniki badań związków UT1-xGe2 (gdzie T = Fe, Ni, Ru, Os), których właściwości są silnie związane z obecnością nieporządku strukturalnego.

        Speaker: Adam Pikul (Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych im. Włodzimierza Trzebiatowskiego Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu)
      • 16:00
        Badanie anomalnych własności termodynamicznych i transportowych układu Sr$_{1-x}$Ca$_x$RuO$_3$ na granicy niestabilności ferromagnetycznej ($x \ge 0.8$) 20m

        SrRuO$_3$ jest ferromagnetycznym metalem o temperaturze Curie $T_C\simeq 163$ K. W układzie Sr$_{1-x}$Ca$_x$RuO$_3$, rozcieńczanie podsieci strontu jonami wapnia prowadzi do systematycznego obniżania temperatury Curie oraz do zaniku uporządkowania ferromagnetycznego. CaRuO$_3$ jest klasyfikowany jako paramagnetyczny metal wykazujący silne korelacje elektronowe.

        Precyzyjne badania makroskopowej magnetyzacji wykazały brak ostrego przejścia ferromagnetyk-paramagnetyk ze zmianą koncentracji wapnia jako parametrem kontrolnym. Jest to prawdopodobnie związane z tworzeniem się niejednorodnego stanu magnetycznego zawierający ferromagnetyczne klastry. Dlatego do badań własności fizycznych tego układu w pobliżu ferromagnetycznej niestabilności wybrano materiały uważane za paramagnetyczne z $x =$ 0.8, 0.9 i 1.0.

        Badania ciepła właściwego przeprowadzono w zakresie temperatur powyżej 0.4 K w polach magnetycznych do 3 T. Pomiary oporu elektrycznego wykonano w zakresie temperatur powyżej 0.6-0.8 K w polach magnetycznych do 9 T.

        Okazało się, że w stanie podstawowym wszystkie badane materiały wykazują własności zgodne z przewidywaniami teorii cieczy Fermiego Landaua, to znaczy $\rho\sim T^2$ oraz $C/T = const$. W wyższych temperaturach pojawiają się anomalne własności niezgodne z paradygmatem cieczy Fermiego Landaua: $\rho\sim T^{5/3}$ oraz quasi-logarytmicznym wzrostem $C/T$ z obniżeniem temperatury.

        Temperaturowe zależności $C/T$ oraz $\rho(T)$ zostały porównane z przewidywaniami teorii fluktuacji spinowych Moriji (teoria SCR). Dopasowując wartości fenomenologicznych parametrów teorii SCR ($y_0$, $y_1$ oraz $T_0$) do danych eksperymentalnych, uzyskano bardzo dobry opis zależności $C/T$ w zakresie temperatur od 0.4 do 20 K oraz $\rho(T)$ do temperatury około 5 K.

        Wykryte w słabych polach magnetycznych (w Sr$_{0.2}$Ca$_{0.8}$RuO$_3$ nawet w zerowym polu) odstępstwa przebiegów $C/T$ od teorii Moriji oraz wyniki pomiarów $C/T(B)$ w stałej temperaturze 0.5 K, zostały wyjaśnione jako anomalie Schottkiego związane z obecnością ferromagnetycznych klastrów.

        Speaker: Krzysztof Tomala (Instytut Fizyki im. M. Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:20
        Wysokociśnieniowy stan nadprzewodzący w temperaturze pokojowej 20m

        Najistotniejsze pytanie fizyki stanu nadprzewodzącego brzmi: czy faza nadprzewodząca może istnieć w temperaturze pokojowej?
        Po roku 1986, gdy wykryto stan nadprzewodzący w miedzianach, można było mieć uzasadnioną nadzieję, że uzyskanie stanu nadprzewodzącego w temperaturze pokojowej będzie stosunkowo proste. Niestety pomimo wieloletnich wysiłków, najwyższa obserwowana wartość temperatury krytycznej w miedzianach wynosi zaledwie $160$~K (związek ${\rm HgBa_{2}Ca_{2}Cu_{3}O_{8+y}}$ znajdujący się pod działaniem ciśnienia $31$~GPa), a i tak wynik ten jest podważany przez innych badaczy, przy czym szacuje się wartość $T_{C}$ maksymalnie na $153$~K dla $p=15$~GPa. Prawdopodobnie regres, który można obecnie zaobserwować w intensywności badań nad stanem nadprzewodzącym miedzianów, rozumiany jako brak propozycji składu materiału o potencjalnie wyższej temperaturze krytycznej niż
        w związku ${\rm HgBa_{2}Ca_{2}Cu_{3}O_{8+y}}$, wynika przede wszystkim z braku pełnego zrozumienia mechanizmu parowania oraz zbyt znacznych przybliżeń stosowanych podczas analizy omawianego zagadnienia.

        Po odkryciu stanu nadprzewodzącego w związku wodorowanym ${\rm H_{3}S}$ o rekordowo wysokiej wartości temperatury krytycznej
        wynoszącej aż $203$~K ($p=155$~GPa), nadzieja na uzyskanie stanu nadprzewodzącego w temperaturze pokojowej odżyła na nowo.
        Co ciekawe okazało się, że stan nadprzewodzący w związku ${\rm H_{3}S}$ indukowany jest przez klasyczne
        oddziaływanie elektron - fonon, o czym świadczy wyraźny efekt izotopowy pochodzący od wodoru. Dodatkowo ostatnio wykazano, że wartość $T_{C}$ silnie wzrasta ($242$~K) w przypadku, gdy użyjemy izotopu siarki $^{36}S$. Można więc mieć uzasadnione przypuszczenie, że otrzymanie kondensatu nadprzewodzącego w temperaturze pokojowej jest możliwe (oczywiście przy przyłożonym bardzo wysokim ciśnieniu). Nasze nadzieje potwierdzają ostatnio uzyskane rezultaty eksperymentalne dla związku ${\rm LaH_{10}}$, gdzie $T_{C}=215$~K dla $p=150$~GPa oraz $T_{C}=260$~K dla $p\in(180-200)$~GPa.

        Speaker: Prof. Radosław Szczęśniak (Politechnika Częstochowska oraz Uniwersytet Jana Długosza)
      • 16:40
        Korelacje ładunkowe i rekonstrukcja powierzchni Fermiego w nadprzewodnikach miedziowych 20m

        Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe w materiałach na bazie miedzi (miedziowcach) jest jednym z najbardziej intrygujących zjawisk obserwowanych w układach silnie skorelowanych. Obok siebie, w porównywalnej skali temperaturowej i energetycznej współistnieją fazy: antyferromagnetyczna, nadprzewodząca i metaliczna. Faza nadprzewodząca formuje się wraz ze spadkiem temperatury i wzrostem ilości nośników z nietypowego stanu normalnego o charakterze metalicznym. W temperaturach zbliżonych do temperatury przejścia Tc pojawiają się m.in. uporządkowanie spinowe (SDW), elektronowo-nematyczne, czy też będące tematem prezentacji - korelacje ładunkowe CDW [1-5].
        CDW są to krótkozasięgowe fluktuacje ładunku formujące się wewnątrz płaszczyzn CuO2, czyli wewnątrz podstawowego elementu strukturalnego materiałów z grupy miedziowców. Obecność CDW została potwierdzona po raz pierwszy w YBa2Cu3O6+δ (YBCO) [1-3]. Jednakże ze względu na złożoność struktury krystalicznej tego związku, interpretacja wyników i połącznie ich ze strukturą elektronową wydają się być bardzo kontrowersyjne. W przeciwieństwie do YBCO, nadprzewodnik HgBa2CuO4+d (Hg1201) charakteryzuje się prostą budową krystaliczną tj. tetragonalną symetrią sieci oraz obecnością pojedynczej płaszczyzny CuO2. Fakt ten zmotywował nas do studiowania zjawiska fal gęstości ładunku CDW właśnie w tym związku.
        W referacie przedstawione zostaną wyniki eksperymentów przeprowadzonych z wykorzystaniem techniki rezonansowego rozpraszania promieniowania rentgenowskiego (RXS). Badanie te umożliwiły najpierw odkrycie [4], a następnie ustalenie zakresu temperatur i domieszkowania, w którym zjawisko CDW obserwowane jest w nadprzewodniku Hg1201 [5]. Pomiary transportu elektronowego, przeprowadzone w impulsowych polach magnetycznych do 70 T, pozwoliły z kolei zbadać proces rekonstrukcji powierzchni Fermiego. Wykazano, iż wysokie pola magnetyczne wzmacniają amplitudę efektu CDW, co z kolei doprowadza do rekonstrukcji powierzchni Fermiego w małe kieszenie o charakterze elektronowym. Połączenie wyników otrzymanych w badaniach synchrotronowych z wynikami pomiarów oporu elektrycznego i efektu Halla umożliwiły w efekcie odkrycie uniwersalnego mechanizmu rekonstrukcji powierzchni Fermiego w nadprzewodnikach miedziowych.

        1. Wu, et al., Nature 477, 191 (2011)
        2. Chang, et al., Nature Phys. 8, 871 (2012)
        3. Ghiringhelli, et al., Science 337, 821 (2012)
        4. Tabis, et al., Nature Commun. 5, 5875 (2014)
        5. Tabis, et al., Phys. Rev. B 96, 134510 (2017)
        Speaker: Wojciech Tabiś (Akademia Górniczo - Hutnicza)
    • 15:00 17:00
      Fizyka medyczna i biofizyka: S1.1 Sala "Mała" (Aditorium Maximum)

      Sala "Mała"

      Aditorium Maximum

      Conveners: Ewa Stępień (Uniwersytet Jagielloński), Joanna Raczkowska (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)
      • 15:00
        Wykorzystanie promieniowania synchrotronowego do badań wybranych uporządkowanych I częściowo niepoporządkowanych biomakromolekuł 30m

        Promieniowanie synchrotronowe oferuje szerokie możliwości badawcze dla biofizyki i biologii strukturalnej. Najbardziej znane jest rutynowe już zastosowania twardego promieniowania synchrotronowego w badaniach biokrystalograficznych. W chwili obecnej z ponad 150 000 struktur białek i kwasów nukleinowych zdeponowanych w PDB blisko 90% to struktury rozwiązane z wykorzystaniem promieniowania rentgenowskiego, z czego większość obecnie deponowanych struktur uzyskana została z wykorzystaniem promieniowania synchrotronowego. Szczególnie trudnymi obiektami w badaniach strukturalnych są układy częściowo lub wręcz całkowicie nieuporządkowane. W przypadku tych obiektów nieodzowne jest wykorzystanie technik małokątowego rozpraszania promieniowania synchrotronowego (SAXS) czy rentgenowskiej spektroskopii absorpcyjnej (XAS) w badaniach. Pierwsza z tych technik pozwala na określenie nie tylko parametrów strukturalnych badanych białek ale także umożliwia zaproponowanie realistycznych modeli strukturalnych w roztworze, w tym także dla tak trudnych w badaniach układów jakimi są białka inherentnie nieuporządkowane. W ramach wykładu omówione zostaną możliwości wykorzystania promieniowania synchrotronowego do badań układów biologicznych na przykładzie wybranych białek amyloidogennych (np. ludzka cystatyna C) czy kompleksów białkowych. Przedstawione zostaną także możliwości badawcze budowanej w NCPS Solaris linii SOLCRYS przeznaczonej do badań dyfrakcyjnych i rozproszeniowych.

        Speaker: Maciej Kozak (NCPS Solaris UJ; Wydział Fizyki UAM)
      • 15:30
        Pozyton jako próbnik w badaniach komórek i tkanek 30m

        Zjawisko anihilacji pozytonów jest od wielu lat wykorzystywane w badaniach własności materii.
        W eksperymencie, pozyton ze źródła promieniotwórczego wnikając do materii może anihilować z elektronami swobodnymi lub utworzyć wodoropodobny atom, pozytonium, Ps (pozyt), który jest pułapkowany w wolnych przestrzeniach w strukturze materiału. Pozyt istnieje w dwu stanach: para-Ps i ortho-Ps, obydwa są nietrwałe i ulegają anihilacji. W materii, na skutek oddziaływania z otaczającymi molekułami ulega skróceniu średni czas życia o-Ps; wielkość skrócenia zależy od rozmiarów wolnej objętości, w której został spułapkowany.
        Spektroskopia czasów życia pozytonów (ang. PALS – Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy) pozwala powiązać średni czas życia pozytonu i pozytu ze strukturą materiału, w którym zachodzi anihilacja. Wykorzystywana jest powszechnie dośledzenia modyfikacji struktury w różnych procesach. W badaniach komórek i tkanek technika PALS może być wykorzystana do deformacji molekuł w skali submikroskopowej oraz zmian ładunkowych np. wolnych rodników.

        Speaker: Bożena Jasińska (Instytut Fizyki, Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej)
      • 16:00
        Badania konformacji białek wielodomenowych i częściowo nieustrukturyzowanych 20m

        Wśród makrocząsteczek stanowiących obecnie największe wyzwania dla biofizyki molekularnej i biologii strukturalnej są białka, które zbudowane są z kilku odrębnych domen połączonych długimi, nieustrukturyzowanymi odcinkami łańcucha polipeptydowego. Białka tego rodzaju pełnią wiele rozmaitych funkcji w organizmach żywych i jednocześnie są wyjątkowo trudne do scharakteryzowania za pomocą konwencjonalnych technik biologii strukturalnej. Ta luka w metodzie poznawczej doprowadziła niedawno do rozwoju tzw. metod hybrydowych, które wykorzystują metody fizyki statystycznej i obliczeniowej (m.in. symulacje Monte Carlo) do łączenia danych z różnorodnych, wzajemnie uzupełniających się doświadczeń strukturalnych. Referat poświęcony będzie wykorzystaniu i implementacji metod hybrydowych. Omówię w szczególności sposób, w jaki reprezentatywne konformacje białek wielodomenowych uzyskiwane są metodą hybrydową o nazwie EROS (od ang. Ensemble Refinement of SAXS).

        Speaker: Dr Bartosz Różycki (Instytut Fizyki PAN)
      • 16:20
        Badania dynamiki molekularnej wybranych układów biologicznych z wykorzystaniem technik synchrotronowych. 20m

        Efektywność funkcjonowania białek a także bardziej złożonych układów biologicznych (białkowo-lipidowo-barwnikowych, BLB) jest uzależniona od ich własności dynamicznych. Na przykład, wprowadzane mutacje punktowe w układzie BLB w wyniku oddziaływań allosterycznych mogą wpływać na zmiany konformacyjne w odległych jego miejscach zmieniając aktywność fragmentu bądź całego kompleksu. Na lokalne zmiany konformacyjne grup funkcjonalnych mają wpływ szybkie ruchy kolektywne ich otoczenia oraz przenoszenie tych drgań w obrębie kompleksu BLB. Na przykładzie fotosystemów typu II (PTypeII) zostanie przedstawiony wpływ sprzężenia szybkich ruchów kolektywnych na efektywność transportu elektronów i protonów w centrach reakcji PTypeII. Własności dynamiczne sieci badanych układów będą omówione w oparciu o wyniki eksperymentalne uzyskane za pomocą spektroskopii Mössbauera oraz jądrowego rozpraszania do przodu (NFS – nuclear forward scattering) i nieelastycznego rozpraszania promieniowania X (NRIXS – nuclear resonant inelastic X-ray scattering, incoherent) przy wykorzystaniu promieniowania synchrotronowego.

        Speaker: Prof. Kvetoslava Burda (AGH- Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej )
      • 16:40
        Nanomechaniczna detekcja glikokaliksu komórkowego 20m

        Glikokaliks to ochronny płaszcz makromolekularny pokrywający komórki, zbudowany głównie z wielocukrów zakotwiczonych w błonie komórkowej. Zróżnicowanie chemiczne i strukturalne glikokaliksu, w zależności od typu komórek, jest związane z jego rolą fizjologiczną oraz ochronną jaką pełni w organizmie. Dodatkowo., zmiany glikokaliksu wywołane czynnikami patologicznymi stanowią ważny czynnik w progresji dysfunkcji komórki.

        Standardowe metody detekcji struktury glikokaliksu opierają się na mikroskopii elektronowej oraz metodach fluorescencyjnych. Alternatywnym i nowatorskim podejściem do badania struktury glikokaliksu w żywych komórkach i tkankach ex vivo jest jego nanomechaniczna detekcja z użyciem próbnika mikroskopu sił atomowych (AFM).

        W moim referacie przedstawię fizyczne podstawy detekcji glikokaliksu z użyciem próbnika AFM oraz przybliżę przykłady wykorzystania tej metody w badaniach biomedycznych. Skupię się głównie się na analizie zmian właściwości nanomechanicznych glikokaliksu, w modelach in vitro i ex vivo, w dysfunkcji śródbłonka towarzyszącej rozwojowi chorób cywilizacyjnych takich jak miażdżyca i cukrzyca [1,2].

        [1] M. Targosz-Korecka et al. AFM-based detection of glycocalyx degradation and endothelial stiffening in the db/db mouse model of diabetes. Scientific Reports 7(1):15951 (2017)
        [2] A. Bar et al. Degradation of glycocalyx and multiple manifestations of endothelial dysfunction coincide in the early phase of endothelial dysfunction prior to atherosclerotic plaque development in ApoE/LDLR-/- mice. J Am Heart Assoc. 8:e011171 (2019)

        Speaker: Marta Targosz-Korecka (Instytut Fizyki, UJ)
    • 15:00 17:00
      Fizyka ogólna: S14.1
      • 15:00
        Synteza dźwięku przez symulację nierealizowalnych instrumentów muzycznych 30m

        Od przeszło stu lat syntezatory dźwięku stanowią interesującą alternatywę dla tradycyjnych instrumentów muzycznych, przewyższając je w zakresie możliwości kontroli parametrów wytwarzanego sygnału. Muzycy wykorzystują te możliwości w dwojaki sposób. Po pierwsze, poszukują wiernej imitacji istniejących instrumentów, celem ich zastąpienia łatwiej dostępnym, syntetycznym narzędziem. Po drugie, poszukują nowych środków wyrazu, wykraczających poza możliwości akustycznych źródeł dźwięku.

        Imitacja samego dźwięku może być z powodzeniem realizowana relatywnie prostą metodą syntezy addytywnej lub samplingowej. Gdy jednak celem jest odwzorowanie zachowania instrumentu i określonych zjawisk zachodzących w trakcie gry, stosuje się bardziej zaawansowane metody, oparte na działaniu uproszczonego modelu numerycznego imitowanego instrumentu. Uproszczenia są niezbędne ze względu na wymóg pracy w czasie rzeczywistym, oczywisty w przypadku gry na żywo. Metody takie, zbiorowo określane mianem syntezy dźwięku poprzez modelowanie fizyczne, dają użytkownikowi możliwość intuicyjnej kontroli zrozumiałych dla niego parametrów modelu, odpowiadających parametrom rzeczywistego, znanego mu obiektu. Przy zastosowaniu odpowiednich kontrolerów, na tego typu syntezatorze można grać w taki sam sposób, jak na oryginalnym instrumencie.

        Referat prezentuje metodę syntezy dźwięku opartą na modelowaniu fizycznym, której celem nie jest jednak imitacja istniejących instrumentów, lecz – podobnie jak ma to miejsce w syntezie subtraktywnej lub w metodach abstrakcyjnych – poszukiwanie nowych brzmień i dźwięków. Metoda ta wykorzystuje pewien paradoks, jakim jest symulacja numeryczna nierealizowalnych instrumentów. Polega ona na modelowaniu obiektów wytwarzających dźwięk, w których celowo łamie się określone zasady, bądź też przekracza możliwe do zaistnienia zakresy parametrów. Powstałe w efekcie instrumenty zachowują pewne cechy obiektów rzeczywistych, co ułatwia ich intuicyjną kontrolę. Jednocześnie jednak wytwarzany przez nie dźwięk przejawia nowe, niejednokrotnie interesujące właściwości. Referat omawia wybrane przykłady instrumentów, analizę ich dźwięku, a także pewne aspekty implementacji modeli z wykorzystaniem równoległych jednostek obliczeniowych, istotne w kontekście konieczności ich działania w czasie rzeczywistym.

        Speaker: Dr Marek Pluta (Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Mechaniki i Wibroakustyki)
      • 15:30
        Fizyczne podstawy ewolucji układu SI 30m

        Jednostki miar zależą zarówno od obiektywnych praw przyrody jak i od ludzkich decyzji. Symbolem układu SI stał się okrąg, w którym znajduje się siedem jednostek podstawowych, traktowanych równoważnie. Ale kandela i jednostki fotometryczne zależną od właściwości ludzkiego organizmu. Logiczny system stanowi zespół sześciu fizycznych wielkości i jednostek podstawowych. Liczba sześć daje się uzasadnić jako minimalna z punktu widzenia podstawowych równań fizyki makroskopowej, ignorującej ziarnistość materii, ładunku i promieniowania.
        Możliwy jest układ jednostek, gdzie dla każdej jednostki podstawowej mamy niezależny wzorzec pierwotny, odtwarzalny lub typu artefaktu. Taki nie zadeklarowany układ jednostek funkcjonował w I połowie XX wieku, jeżeli przyjąć tzw. amper międzynarodowy jako jednostkę natężenia prądu.
        Dalszy rozwój układu jednostek zasadzał się na zastąpieniu arbitralnych wzorców przez ustalone wielkości stałych fizycznych. W fizyce makroskopowej mamy trzy stałe uniwersalne: prędkość światła c, stała grawitacji G, i stała w prawie Coulomba $k_e$ = $c^2\mu_0/(4\pi)$. W układzie SI jaki obowiązywał przed redefinicją, ustalone były wartości c oraz $\mu_0$ . (Ta ostatnia zdefiniowana pośrednio, przez przyjętą definicję ampera.) W efekcie wyeliminowane zostały pierwotne wzorce metra i ampera.
        Nowy układ SI wykorzystuje dodatkowo ustalenie czterech stałych fizyki kwantowej: $e$, $h$, $k_B$ i $N_A$, połączone z niezbędnym uzmiennieniem stałej magnetycznej. W rezultacie, fizyczny sektor nowego układu SI cechuje ustalenie pięciu uniwersalnych stałych fizyki. Koncepcyjnie, jest to podobne do układów jednostek naturalnych Stoneya i Plancka.
        Pozostawienie jednego arbitralnego wzorca (definicja sekundy) oznacza, że tylko ten może być zastąpiony przez wzorzec jeszcze dokładniejszy. Możliwość taka jest realna ze względu na rozwój zegarów optycznych.

        Speaker: Prof. Andrzej Zięba (WFiIS AGH)
      • 16:00
        Nowy Międzynarodowy Układ Jednostek Miar SI 20m

        Streszczenie.

        Od 20 maja 2019 r. będzie obowiązywał nowy międzynarodowy układ jednostek miar SI zatwierdzony 16 listopada 2018 r. przez 26. Generalną Konferencję Miar.
        Cztery podstawowe jednostki – kilogram, amper, kelwin i mol – zdefiniowane zostały przez odpowiednie stałe fizyczne: stałą Plancka h, ładunek elementarny e, stałą Boltzmanna k i stałą Avogadra NA czyniąc cały układ SI układem uniwersalnym, niezależnym od własności materii, czasu i miejsca realizacji. Istotną zmianą nowego układu SI jest sposób definiowania jednostek miar – przypisanie odpowiedniej wartości liczbowej stałej uniwersalnej, co implikuje wybór odpowiednich jednostek. Układ został tak opracowany, by zachować spójność z dotychczas obowiązującym.
        W prezentacji zostaną podane nowe definicje jednostek miar i będą omówione podstawowe metody ich realizacji za pomocą wzorców jednostek gwarantujących osiąganie odpowiednio wysokiej dokładności pomiaru. Omówione będą także dokumenty Mise en pratique opisujące praktyczną realizację poszczególnych jednostek miar.

        Speaker: Mrs Anna Szmyrka-Grzebyk (Instytut niskich Temperatury i Badań Strukturalnych PAN)
      • 16:20
        Równoważność masy i energii jako podstawa fizyki relatywistycznej 20m

        Fizyka Relatywistyczna w standardowym ujęciu oparta jest na założeniu o stałości prędkości światła w próżni lub użyciu czterowymiarowej przestrzeni Minkowskiego z właściwą sobie metryką. Podejście takie pozwala na zapisanie równań na transformację Lorentza i relatywistycznych równań dynamiki. W teorii względności relacje między energią, masą i prędkością są bardziej odgadnięte niż wynikające z założeń. W prezentowanym referacie proponujemy rezygnację z założeń co do stałości prędkości światła i opisu czterowymiarowego na rzecz założenia o równoważności masy i energii. Założenie to ma solidne podstawy eksperymentalne i może być zapisane w postaci E = m, gdzie E jest aktualną energią obiektu, m – jego masą w ruchu, a współczynnik  jest stałą zależną od ośrodka, w którym opisujemy ruch obiektu. Dla próżni, i tylko dla niej, współczynnik  = c2, gdzie c jest prędkością światła w próżni. Masa m jest masą relatywistyczną zależną od stanu ruchu obiektu i ulega zmianie podczas ruchu. Klasycznym równaniem ruchu obiektu o zmiennej masie jest równanie Mieszczerskiego, które po dodatkowych uproszczeniach prowadzi do powszechnie znanego równania Ciołkowskiego. Uwzględniając równoważność masy i energii w równaniu ruchu obiektu o zmiennej masie (równaniu Mieszczerskiego) dochodzimy do relatywistycznego równania dynamiki, takiego samego jak w teorii względności. Rozwiązaniem tego równania jest jawna zależność masy w ruchu od masy spoczynkowej i prędkości, poprzez relatywistyczny parametr , oraz niezmiennik relatywistyczny w przestrzeni energia-pęd. Taka sama zależność występuje dla energii, co pozwala na rozszerzenie równań ruchu na obiekty niematerialne. Szczególnym rozwiązaniem jest tzw. prędkość krytyczna, jako rozwiązanie asymptotyczne dla ruchu obiektu pod działaniem zewnętrznej siły. Prędkość krytyczna w próżni zastępuje prędkość światła c, a dodatkowo może być zapisana dla dowolnego ośrodka. Proponowana teoria nie tylko odtwarza równania teorii względności dla próżni, ale również pozwala zapisać je dla dowolnego ośrodka. Możliwe jest postawienie pytania o dochodzenie obiektu, w tym światła widzialnego, poruszającego się z dowolną prędkością początkową, zarówno mniejszą jak i większą od prędkości światła w ośrodku, do prędkości krytycznej. Można pokazać, że w skali oddziaływań atomowych, czasy dojścia do wartości asymptotycznych są bardzo krótkie, wykraczające poza możliwości standardowych pomiarów.

        Speaker: Janusz Wolny (WFiIS AGH w Krakowie)
      • 16:40
        Szkło kwantowe bozonów z pozadiagonalnym nieporządkiem 20m

        Rozważamy układ silnie oddziałujących bozonów z pozadiagonalnym nieporządkiem [1]. Łącząc analityczne wyprowadzenie równań na linie krytyczne z ich numerycznym rozwiązaniem, uzyskujemy diagram fazowy. W ten sposób znajdujemy fazę szklistą oraz kwantowe przejście fazowe pomiędzy nią a fazą nieuporządkowaną.

        Współistnienie silnych korelacji i nieporządku owocuje interesującymi zjawiskami fizycznymi – cechy te konkurują ze sobą w kwestii lokalizacji funkcji falowej. Wiadomo już, że nieporządek w energii potencjalnej sprawia, że w miejscu przejścia fazowego z fazy izolatora Motta do nadciekłej, pojawia się dodatkowa faza szkła Bosego rozdzielająca te dwie [2]. Aby rozszerzyć te badania, konieczne jest zbadanie fizyki układów, w których dla odmiany to amplitudy tunelowania są zaburzone.

        Prezentujemy teoretyczną analizę układu silnie oddziałujących bozonów z losowym oddziaływaniem typowym dla szkieł spinowych. W tym celu wprowadzamy niezależne zmienne losowe z rozkładu Gaussa o zerowej średniej jako amplitudy tunelowania w hamiltonianie Bosego-Hubbarda. Linie krytyczne znajdujemy, stosując metodologię zaczerpniętą z dziedziny szkieł spinowych [3] łączącą metody replik oraz Trottera-Suzuki do obliczenia energii swobodnej uśrednionej po rozkładach nieporządku. Badany model jest kwantowym odpowiednikiem paradygmatycznego modelu Sherringtona-Kirkpatricka dla szkieł spinowych [4].

        Poza typową fazą nieuporządkowaną znajdujemy stan szklisty, w którym zespolone fazy funkcji falowych bozonów zachowują się jak spiny w szkłach spinowych – cechuje je zamrożony nieporządek. Nasze wyniki wskazują na obecność obu faz w T→0, co oznacza obecność kwantowego przejścia fazowego. Otrzymane fazy charakteryzujemy, obliczając ściśliwość oraz podatność parametru porządku, jak również badając pamięć układu poprzez analizę dynamicznych autokorelacji [5].

        Ponadto proponujemy układ eksperymentalny oparty na sieciach optycznych, który pozwala symulować pozornie niemożliwy do zrealizowania nieskończenie zasięgowy hamiltonian Bosego-Hubbarda. Otwiera to ścieżkę do eksperymentalnej weryfikacji naszych wyników.

        [1] A. M. Piekarska, T. K. Kopeć, Phys. Rev. Lett. 120, 160401 (2018).
        [2] M. P. A. Fisher, P. B. Weichman, G. Grinstein, and D. S. Fisher, Phys. Rev. B 40, 546 (1989).
        [3] K. D. Usadel, Nucl. Phys. B 5A, 91 (1988).
        [4] D. Sherrington and S. Kirkpatrick, Phys. Rev. Lett. 35, 1792 (1975).
        [5] A. M. Piekarska, T. K. Kopeć, wysłany do J. Stat. Mech: Theory Exp.

        Speaker: Anna Piekarska (Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN)
    • 17:00 17:30
      Przerwa kawowa 30m
    • 17:30 19:30
      Dydaktyka i popularyzacja fizyki: S15.1
      • 17:30
        Laboratorium myślenia - diagnoza nauczania przedmiotów przyrodniczych w Polsce 30m

        Podczas wystąpienia zaprezentowane zostaną wybrane wyniki diagnozy nauczania przedmiotów przyrodniczych – fizyki, biologii, chemii oraz geografii w Polsce. Badanie zostało przeprowadzone na początku roku szkolnego 2017/2018 i było kolejną odsłoną działań zainicjowanych przez Instytut Badań Edukacyjnych w Warszawie w roku 2011.

        Celem badania Laboratorium Myślenia była weryfikacja umiejętności uczniów w zakresie przedmiotów przyrodniczych po uzyskaniu kwalifikacji na pierwszym poziomie Polskiej Ramy Kwalifikacji (PRK) [1] oraz diagnoza mocnych i słabych stron różnych aspektów nauczania. Badanie, przeprowadzone na próbie ogólnopolskiej pozwoliło na ocenę spójności osiąganych efektów uczenia się (w zakresie wiedzy, umiejętności oraz kompetencji społecznych) z efektami założonymi, zgodnie z zapisami PRK i ustawy o Zintegrowanym Systemie Kwalifikacji. Diagnoza miała w założeniu pozwolić formułować rekomendacje do przyszłych prac nad doskonaleniem systemu kształcenia przedmiotów przyrodniczych oraz działań zapisanych w Zintegrowanej Strategii Umiejętności [2].

        Badania terenowe Laboratorium Myślenia zostały przeprowadzone w polskich szkołach ponadgimnazjalnych w okresie od października 2017 do stycznia 2018 roku przez PBP Sp. z o. o. z siedzibą w Sopocie na zlecenie IBE w Warszawie. Procedura badania została ściśle ustandaryzowana w celu zapewnienia porównywalności wyników kolejnych jego etapów i sprawnego przebiegu badania. Szczegóły dotyczące przebiegu badania zostały opisane w raporcie wykonawcy [3].

        Podziękowania
        Autorzy dziękują Instytutowi Badań Edukacyjnych za możliwość zaprezentowania danych zebranych w ramach realizacji projektu systemowego: Wspieranie realizacji I etapu wdrażania Zintegrowanego Systemy Kwalifikacji (ZSK) na poziomie administracji centralnej oraz instytucji nadających kwalifikacje i zapewniających jakość nadawania kwalifikacji współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego (EFS) w ramach Programu Operacyjnego Wiedza, Edukacja, Rozwój (POWER), Priorytet II: Efektywne polityki publiczne dla rynku pracy, gospodarki i edukacji, Działanie 2.13 Przejrzysty i spójny Krajowy System Kwalifikacji.

        [1] A. Chłoń-Domińczak, S. Sławiński, A. Kraśniewski, E. Chmielecka, Polska Rama Kwalifikacji, Instytut Badań Edukacyjnych, Warszawa 2016
        [2] Projekt Zintegrowanej Strategii Umiejętności 2030, MEN
        [3] Raport realizacyjny z badania Laboratorium Myślenia – diagnoza nauczania przedmiotów przyrodniczych w Polsce, Warszawa/Sopot 2018.

        Speakers: Tomasz Greczylo (Instytut Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Wrocławskiego), Łukasz Deryło, Dagmara Sokołowska (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)
      • 18:00
        Dydaktyka fizyki według Feyerabenda? 30m

        Paul Feyerabend jest autorem swoistej zasady metodologicznej fizyki ujętej w słynnym skrócie: "wszystko ujdzie". Podane będą przykłady wzięte ze standardowego sposobu nauczania fizyki, które mocno potwierdzają powszechne choć nieuświadamiane stosowanie tejże zasady w szkolnej praktyce.

        Speaker: Ludwik Lehman (II Liceum Ogólnokształcące im. M. Kopernika w Głogowie)
      • 18:30
        Instrukcje laboratoryjne – pomoc czy ograniczenie 20m

        Laboratoria z fizyki ogólnej znajdują się na większości uczelni kształcącej fizyków i inżynierów. Zajęcia podczas których studenci wykonują doświadczenia, potwierdzają prawa, wyznaczają stałe fizyczne wymagają od studentów dużego zaangażowania. Na większości uczelni do laboratoriów z fizyki przygotowywane są instrukcje laboratoryjne, które obejmują zakres badań, instrukcje manuale, opis urządzeń itp. Porównano dostępne instrukcje laboratoryjne obowiązujące na różnych uczelniach.
        Na podstawie wieloletnich badań studentów Politechniki Wrocławskiej określono, jaki wpływ na pracę studentów oraz zaangażowanie prowadzącego podczas laboratoriów z fizyki ma dostępność instrukcji lub jej brak podczas zajęć laboratoryjnych. Analizowano sposób pracy studentów ich zaangażowanie, dyskusje prowadzone z kolegami, zadawane pytania prowadzącemu. Badano także problem z punktu widzenia czasu przeznaczonego na laboratorium, obsługi sprzętu, komfortu prowadzenia, a także brania udziału w zajęciach. Porównano wyniki studentów osiągane podczas pracy z instrukcjami oraz bez instrukcji.

        Speaker: Anna Hajdusianek (Wydział Podstawowych Problemów Techniki)
      • 18:50
        Konstrukcja przekształceń kinematycznych w szczególnej teorii względności 20m

        W dydaktyce szczególnej teorii względności przekształcenia kinematyczne standardowo otrzymuje się, nakładając na ogólne przekształcenia liniowe warunek spełniania zasady stałości prędkości światła. Ten sposób jednak nie umożliwia uchwycenia intuicyjnego sensu tych przekształceń analogicznego do tego, który pozwala uchwycić konstrukcja przekształcenia Galileusza, wspomagana standardowym rysunkiem. Przedstawione zostaną dwa warianty analogicznej konstrukcji właściwego przekształcenia Lorentza, pierwszy oparty na znanych wynikach empirycznych z zastosowaniem sygnałowej procedury synchronizacji, zaś drugi na bardziej ogólnych założeniach z zastosowaniem procedury synchronizacji przez „nieskończenie powolny” transport zegara i warunku, by przekształcenia tworzyły grupę.

        Speaker: Jan Czerniawski (Instytut Filozofii UJ)
      • 19:10
        Otwarte zasoby edukacyjne w dydaktyce fizyki akademickiej - OpenStax Poland 20m

        Otwarty dostęp do materiałów dydaktycznych wysokiej jakości to przyszłość edukacji. Jedną z platform rozwijających się w szybkim tempie, udostępniających darmowe podręczniki akademickie jest OpenStax.

        Od 2012 roku amerykańska fundacja OpenStax działająca przy Rice University w Houston wydaje darmowe podręczniki, by obniżyć studentom koszty nauki i ułatwić im dostęp do wysokiej jakości zasobów edukacyjnych. Z podręczników OpenStax skorzystało już ponad 6 milionów studentów na całym świecie. Wszystkie tytuły udostępnione są na otwartej licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 (CC BY 4.0).

        Fundacja OpenStax Poland jest pierwszą na świecie organizacją, która zainicjowała i zrealizowała adaptację podręcznika OpenStax na rynek inny niż anglojęzyczny. Dostępna od początku roku akademickiego 2018/19 „Fizyka dla szkół wyższych”, polska adaptacja „University Physics”, została oficjalnym podręcznikiem głównym lub wspierającym w 27 szkołach wyższych w naszym kraju.

        W trakcie wystąpienia przedstawiciel OpenStax Poland opowie
        - czy używanie darmowych książek na otwartej licencji obarczone jest jakimikolwiek barierami;
        - jak powstała polska adaptacja podręcznika “Fizyka dla szkół wyższych”;
        - jakie korzyści dla wykładowców i studentów mają darmowe podręczniki z serii OpenStax;
        - jak podręcznik „Fizyka dla szkół wyższych” przyjął się w Polsce.

        Speaker: Paulina Szczucińska (OpenStax Poland)
    • 17:30 19:30
      Fizyka cząstek: S4.2
      • 17:30
        Phenomenology of Generalized Parton Distributions - from experimental data to 3D structure of the nucleon. 30m

        The formalism of Generalized Parton Distributions (GPDs) provides a set of novel and powerful tools to investigate the nucleon structure. In particular, it allows to describe the nucleon as an extended object and it gives an access to the QCD energy-momentum tensor. The latter allows to evaluate the contribution of orbital angular momentum to the nucleon spin through the so-called Ji’s sum rule and it helps to understand the distribution of "mechanical" forces acting on quarks in the nucleon.

        After a brief introduction to the formalism of GPDs the current status of experimental campaign to constrain those objects will be summarised. Future projects with their physics cases for GPDs will be addressed as well. Finally, recent progress in the phenomenology of GPDs will be discussed.

        Speaker: Paweł Sznajder
      • 18:00
        Czego mozemy sie dowiedziec o kwarkach, gluonach i wnetrzu protonu z symulacji na superkomputerach? 30m

        W wystapieniu tym opowiem o wspolczesnych badaniach nad skladnikami protonow i neutronow, budujacych jadra atomowe i nadajacych niemal cala mase widzialnej materii. Skladnikami tymi sa kwarki i gluony, ktore oddzialuja w ramach teorii chromodynamiki kwantowej (QCD), jednego z filarow Modelu Standardowego czastek elementarnych. Teoria QCD jest znacznie trudniejsza do rozwiazania niz np. elektrodynamika kwantowa i wiele aspektow moze byc zbadanych z pierwszych zasad jedynie za pomoca metod numerycznych. Ogromna zlozonosc zagadnienia powoduje, ze wymaga to zaawansowanych narzedzi i mocy obliczeniowej oferowanej przez najpotezniejsze swiatowe superkomputery. Opowiem o tym jak problem jest formulowany tak, by mozna go bylo rozwiazywac na takich maszynach, a takze czego udalo nam sie dotychczas dowiedziec i w jakim kierunku zmierzamy w dalszych badaniach.

        Speaker: Krzysztof Cichy (Wydział Fizyki UAM)
      • 18:30
        Proces Drella-Yana jako źródło wiedzy o strukturze nukleonu 20m

        Proces Drella-Yana mierzony w zderzeniach hadronów, w którym powstaje para
        lepton-antylepton o dużej masie niezmienniczej jest ważnym źródłem informacji
        o kwarkowo-gluonowej strukturze hadronów. W prezentacji zostanie przedstawiony
        aktualny stan badań tej struktury w oparciu o proces Drella-Yana przy pomocy
        formalizmu chromodynamiki kwantowej.

        Speaker: Krzysztof Golec-Biernat (Instytut Fizyki Jądrowej PAN)
      • 18:50
        Hadrony egzotyczne 20m

        Od początku badań w fizyce hadronowej uwaga badaczy się skupiała na cząstkach, własności których się różniły od wzoru regularności właściwego dla pozostałego spectrum cząstek. Definicja cząstek egzotycznych jest koncepcją, która się zmieniała z czasem. Jak tylko wyróżniająca się własność hadronu zostaję niezależnie potwierdzona i dobrze zrozumiana we właściwym modelu teoretycznym, hadron przestaję być egzotycznym.
        W chwili obecnej za hadrony egzotyczne uważane są cząstki które się nie opisują przez model kwarkowy. Do nich należą tetrakwarki i pentakwarki, składający się odpowiednią z czterech i pięciu kwarków. Poza stanami multikwarkowymi istnieją inni przedstawiciele egzotycznych hadronów, mianowicie hybrydowe mezony i glueballe.
        Dla hadronów z ciężkim zapachem, tzn. takich które mają w swoim składzie, kwarki c i b, intensywne badania eksperymentalne hadronów egzotycznych się zaczęli od obserwacji w roku 2003 rezonansu o nazwie X(3872). W późniejszych latach rodzina cząstek, które nie pasują do opisu teoretycznego charmonium i bottomonium, tzn. stanów związanych układów kwarku i antykwarku c i b odpowiednio, została rozszerzona do ponad dwudziestu stanów, oznaczonych jako X, Y, Z.
        W trakcie referatu omówię najnowsze wyniki eksperymentalne w tej dziedzinie.

        Speaker: Dmytro Melnychuk (Narodowe Centrum Badań Jądrowych)
      • 19:10
        Glueballe i hybrydy ponizej 2.6 GeV 20m

        In this talk, we review some basic features and the status of mesons which are not simple quark-antiquark states in the energy region up to 2.6 GeV. In particular, we concentrate on glueballs (i,.e., mesons made solely of gluons) and hybrids (i.e. quark-antiquark-gluon object) below 2.6 GeV. For what concerns glueballs, we concentrate on the scalar, tensor, and pseudoscalar candidates, which are -according to computer simulations- the lightest gluonic mesons. For what concerns hybrids, we present novel theoretical results which aim to interpret the resonance Pi1(1600) with exotic quantum numbers as a genuine hybrid meson. Moreover predictions for other hybrid mesons are presented.

        Speaker: Francesco Giacosa (Institute of Physics, Kielce University)
    • 17:30 19:30
      Fizyka jądrowa: S3.2
      • 17:30
        Radioterapia protonowa przyszłości - w czym może pomóc fizyka jądrowa? 30m

        Radioterapia protonowa jest zaawansowaną formą leczenia zmian nowotworowych przy użyciu wiązek protonowych o energiach do 250 MeV. Za jej główną zaletę uważa się możliwość uzyskania konformalnego rozkładu dawki przy wykorzystaniu zjawiska tzw. piku Bragga czyli zwiększonej depozycji energii protonu pod koniec jego zasięgu. Prowadzi to do zmniejszenia dawek na zdrowe tkanki, przeciętnie o ok. 50%. Dodatkowo protony charakteryzuje zwiększona skuteczność biologiczna względem wiązek klasycznych oraz możliwość weryfikacji procesu napromienienia poprzez pomiar indukowanych izotopów beta+ oraz natychmiastowych kwantów gamma. Upowszechnienie przed kilku laty skanującej wiązki ołówkowej (Pencil Beam Scanning, PBS) uprościło proces leczenia i jeszcze bardziej zmniejszyło niepożądane dawki na zdrowe tkanki. Wprowadzenie na rynek synchrocyklotronów zmniejszyło cenę instalacji i doprowadziło do upowszechnienia małych instalacji, możliwych do zabudowy w ramach istniejących szpitali. Dopracowano też systemu dozymetrii i kontroli, w szczególności dla dedykowane do wiązek skanujących.
        W chwili obecnej działa w Europie 25 ośrodków radioterapii protonowej a do 2022 planowane jest uruchomienie kolejnych 9 ośrodków. Radioterapia protonowa rozwijała się w oparciu o metody fizyki jądrowej i mimo zaangażowania wielu firm komercyjnych konieczne jest wsparcie badań w tym zakresie z użyciem metod fizyki jądrowej. Wyzwanie stanowi konstrukcja akceleratorów i precyzyjnych systemów prowadzenia, które są w stanie produkować i transportować wiązkę skolimowaną o średnicy poniżej 0.2 mm, które są znacznie lepiej tolerowane przez zdrowe tkanki, do wykorzystanie w tzw. przestrzenie modulowanej terapii. Nowe akceleratory powinny mieć możliwość podawania dawki przy bardzo wysokich prądach wiązki, aby wykorzystać zmniejszoną reakcję zdrowych tkanek związaną z lokalnym wysyceniem tlenu w produkcji wolnych rodników. Nowe nadprzewodniki umożliwią zmniejszenie wielkości i konsumpcji energii. Potrzebne są bardziej precyzyjne detektory pozycjoczułe, o rozdzielczości czasowej umożliwiającej identyfikację pozycji pojedynczych cząstek przy intensywnościach terapeutycznych i.e. ok. 10^8 cząstek/s, najlepiej z jednoczesną identyfikacją energii protonu. Potrzebna jest również weryfikacja bazy przekrojów czynnych i modeli jądrowych do urealnienia obliczeń transportu promieniowania w ośrodkach niejednorodnych i zrozumienia synergii odziaływania wiązki protonowej i nanocząstek.

        Speaker: Paweł Olko (Instytut Fizyki Jadrowej PAN)
      • 18:00
        Projekt RADFARM 30m
        Speaker: Renata Mikołajczak
      • 18:30
        Recent results on spectator-induced electromagnetic effects in ultrarelativistic light- and heavy-ion collisions 20m

        We review our studies of spectator-induced electromagnetic (EM) effects on charged pion emission. For heavy-ion Pb+Pb and Au+Au reactions, we formulate a model which associates the size of EM effect with the space-time properties of the system of hot and dense matter formed in the collision. As a result we obtain an estimate for the pion decoupling time which agrees with pion decoupling times obtained from standard femtoscopy [1].

        The first observation of the spectator-induced EM distortion of the $\pi^+/\pi^-$ ratio in small systems at the CERN SPS [2] allows the extension of our study to Ar+Sc collisions at $\sqrt{s_{NN}} = 17.3\,$GeV. We improve our model description to take into account spectator fragmentation as well as the possible influence of the net positive participant charge close to the spectator system. This brings new information on the space-time evolution of pion production in small systems, and on the other hand allows us to study the interplay between spectator fragmentation and electromagnetic phenomena also in ultrarelativistic heavy-ion collisions.

        A consistent picture of the space-time evolution of all the studied systems emerges, where the longitudinal evolution of the hot and dense matter created in the participant zone results in faster pions being produced closer to the spectator system.

        [1] K. Aamodt et al., Phys. Lett. B 696, 328 (2011).
        [2] A. Marcinek, EPJ Web Conf. 199, 02020 (2019).

        Speaker: Antoni Marcinek (Polish Academy of Sciences (PL))
      • 18:50
        Reakcje jądrowe przy bardzo niskich energiach – od astrofizyki jądrowej do badań materiałowych 20m

        Przekroje czynne na reakcje jądrowe zachodzące przy bardzo niskich energiach zależą od środowiska w jakim zachodzą, gdyż elektrony otacząją reagujące ze sobą jądra atomowe i ekranują ich ładunki elektryczne i prowadząc do obniżenia bariery kulombowskiej. Mechanizm ten znany jako efekt ekranowania elektronowego ma szczególne znaczenie dla reakcji jądrowych mających miejsce we wnętrzach gwiazd. Wzmocnienie przekrojów czynnych w wyniku ekranowania elektronowego może osiągnąć nawet wiele rzędów wielkości dla gęstych, silnie sprzężonych plazm takich jak np. w białych karłach. Dlatego też małe zmiany energii ekranowania mogą prowadzić do dużych zmian w ewolucji gwiazd i wpłynąć znacząco np. na dynamikę wybuchów supernowych typu 1A, których obserwacja ma decydujące znaczenie dla nowoczesnych teorii kosmologicznych.

        Idealnym systemem do badania eksperymentalnego tego typu efektów są reakcje fuzji deuteronów 2H(d,p)3H i 2H(d,n)3He ze względu na stosunkowo niską barierę kulombowską i możliwość implantacji deuteronów w różne środowiska metalowe symulujące plazmę o różnych gęstościach elektronowych. Pierwsze badania eksperymentalne przeprowadzone na początku lat dwutysięcznych przy energii deuteronów poniżej 10 keV sugerowały, że ekranowanie elektronowe jest znacznie mocniejsze niż przewidywały to badania teoretyczne. Dopiero eksperymenty ostatnich lat wykorzystujące technikę ultrawysokiej próżni i nowych akceleratorów o bardzo dokładnie zdefiniowanej energii przyspieszanych cząstek pozwoliło pokazać, że dla atomowo czystych tarcz wzmocnienie wynikające z ekranowania elektronowego jest bliskie teoretycznemu. Jednakże z drugiej strony efektem tym można sterować i osiągnąć również znaczne większe wzmocnienia. Dane eksperymentalne pokazują, że defekty sieci krystalicznej w tarczach metalowych mogą prowadzić do lokalizacji elektronów i powiększenia ich masy efektywnej, a co za tym idzie również do powiększenia energii ekranowania.

        Daje to w przyszłości możliwość sterowania przekrojami czynnymi reakcji jądrowych i wykorzystania tego efektu przy konstrukcji nowych reaktorów termojądrowych. Ponadto ekstrapolacja przekrojów czynnych na fuzję deuteronów do temperatury pokojowej pokazuje, że prawdopodobnie tzw. zimna fuzja jądrowa jest możliwa. Efekt ten może być dodatkowo wzmocniony przez hipotetyczny rezonans progowy w jądrze 4He, na którego istnienie wskazują także najnowsze, precyzyjne badania reakcji fuzji deuteronów.

        Speaker: Konrad Czerski (Uniwersytet Szczecinski)
      • 19:10
        Radiofarmaceutyki dla Pozytonowej Tomografii Emisyjnej w badaniach przedklinicznych 20m

        Najczęściej używanym radiofarmaceutykiem w diagnostyce techniką pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) jest 18F-fluorodeoksyglukoza (18FDG), wykorzystująca metabolizm glukozy. Innym mechanizmem jest obrazowanie zaburzeń w transporcie tlenu, gdyż warunki niedotlenienia mogą mieć cechy procesu patologicznego, np. podczas rozwoju niekontrolowanych zmian proliferacyjnych. Najczęściej stosowanym znacznikiem do obrazowania stanów niedotlenienia jest 18F-fluoromizonidazol (18FMISO) znakowany fluorem-18 (t1/2 = 110 min), gdyż ugrupowanie 2-nitroimidazolowe wykazuje powinowactwo do komórek niedotlenionych, dzięki czemu jest używane jako wskaźnik stężenia tlenu w komórkach nowotworowych. Dodatkowo 18FMISO nie jest wychwytywany przez obszary martwicy i wykrywa obecność żywych komórek w staniw kipoksji (poziom pO2 poniżej 10 mmHg). 18FMISO zwiększył swoje znaczenie diagnostyczne, gdy nieinwazyjna ocena niedotlenienia została zastosowana do wykrywania różnic między typami nowotworów i wyznaczania obszarów niedotlenienia w planowaniu radioterapii.
        Ze względu na specyficzne właściwości, zwiększyło się zainteresowanie izotopami skandu emitującymi pozytony jako uzupełniającymi izotopami dla tomografii pozytonowej. 43Sc (t1/2 = 3,89 h, β+:88%) i 44Sc (t1/2 = 3,97 h, β+: 94,3%) są dobrymi alternatywami dla 68Ga, ponieważ wykorzystują podobne mechanizmy kompleksowania. Jednak ich okresy półtrwania są prawie czterokrotnie dłuższe, co sprzyja zastosowaniom w procesach obrazowania, mających wolniejsze profile farmakokinetyczne. Szczególnie specyficzne obrazowanie guzów neuroendokrynnych (NET), wykazujących nadekspresję receptora somatostatyny typu 2, zostało skutecznie potwierdzone w niektórych badaniach klinicznych i przedklinicznych z analogami somatostatynowymi.
        Dlatego ważne jest skuteczne wydzielanie radioaktywnego skandu z matrycy wapniowej po napromienianiu i wstępne zatężanie w celu uzyskania czystego produktu końcowego o stosunkowo małej objętości. W oparciu o żywicę Nobias opracowano skuteczną metodę wydzielania 44Sc z tarcz z węglanu wapnia. Wydzielenie przeprowadzono przy pH 3 stosując kolumnę zawierającą 10 mg żywicy. Szeroki zakres optymalnych warunków i odporność na zmienne warunki wydzielenia spowodowane konstrukcją tarczy umożliwia zastosowanie proponowanej metody w automatycznych systemach do wydzielania izotopów skandu i syntezy radiofarmaceutyków znakowanych tym izotopem.

        Speaker: Krzysztof Kilian (HIL UW)
    • 17:30 19:30
      Fizyka materii skondensowanej: S5.2
      • 17:30
        Wzmocnienie nadprzewodnictwa w chalkogenku żelaza z wytrąceniami magnetycznej fazy jednoskośnej o rozmiarach nanometrów 30m

        Jednym z ciekawszych wydarzeń w fizyce materii skondensowanej ostatnich lat było odkrycie nadprzewodnictwa w związkach na bazie żelaza, pniktydkach oraz chalkogenkach. Mechanizm nadprzewodnictwa w tych materiałach wydaje się być związany z fluktuacjami spinowymi. Fluktuacje takie silnie zależą od nieporządku obecnego w materiale, ale natura tych zależności daleka jest jeszcze od wyjaśnienia. W monokryształach chalkogenków nieporządek występuje bardzo często w postaci wytrąceń różnych faz o rozmiarach nanometrów, w tym zwłaszcza faz zawierających luki lub nadmiar żelaza. W nadprzewodnikach konwencjonalnych nieporządek w postaci magnetycznych domieszek prowadzi zazwyczaj do niszczenia nadprzewodnictwa. Odwrotne zjawisko wzmocnienia nadprzewodnictwa zaobserwowano kilka lat temu w przypadku kryształów chalkogenku na bazie żelaza, FeTe0.65Se0.35, hodowanych metodą Bridgmana z różną prędkością schładzania, wolną (S – slow) lub szybką (F – fast). Te drugie, zawierające wytrącenia z lukami żelaza, wykazały znacznie lepsze własności nadprzewodzące, niż te pierwsze, doskonałe krystalograficznie [1].
        W celu wyjaśnienia tego zjawiska, wykonane zostały badania struktury, efektu Halla oraz anizotropii magnetooporu (MR) dla dwóch serii kryształów domieszkowanych niklem, Fe1−yNiyTe0.65Se0.35 (gdzie 0 < y < 0.11), typu S oraz F. Potwierdzono, że kryształy S, jednofazowe o strukturze tetragonalnej, wykazują gorsze własności nadprzewodzące niż kryształy F, zawierające wytrącenia fazy jednoskośnej z lukami żelaza, najprawdopodobniej o wzorze chemicznym Fe3(Se-Te)4 (objętościowe kryształy Fe3Se4 są ferrimagnetykiem). Pomiary efektu Halla pokazały, że podstawienie Ni prowadzi w obu typach kryształów (S i F) do podobnej ewolucji koncentracji i ruchliwości nośników. Natomiast MR jest istotnie różny, większy o rząd wielkości w kryształach typu F niż w kryształach typu S, i o nieco innej anizotropii, co wskazuje na różnice we fluktuacjach spinowych, przypuszczalnie na skutek obecności magnetycznych wytrąceń fazy Fe3(Se-Te)4 w kryształach typu F. Wydaje się zatem, że wzmocnienie nadprzewodnictwa może być związane z odmienną naturą fluktuacji spinowych wywołaną istnieniem wytrąceń z lukami żelaza.
        [1] D. J. Gawryluk, et al., Supercond. Sci. Technol. 24, 065011 (2011).

        Speaker: Marta Cieplak (Instytut Fizyki PAN)
      • 18:00
        Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe oraz inne stany o złamanej symetrii w związkach na bazie miedzi 30m

        Opis teoretyczny nadprzewodników wysokotemperaturowych na bazie miedzi od wielu lat pozostaje przedmiotem intensywnych badań i stanowi fundamentalne zagadnienie fizyki ciała stałego [1]. Podczas referatu przedstawie wybrane wyniki badań teoretycznych miedzianów przeprowadzone w ramach paradygmatu silnych korelacji elektronowych z uwzględnieniem oddziaływań kinetycznej wymiany [2-6]. Omówię wyznaczone w ramach takiego podejścia podstawowe charakterystyki stanu nadprzewodzącego wraz z porównaniem do dostępnych danych eksperymentalnych. Ponadto, przedstawie wybrane wyniki teoretyczne dotyczące fazy z uporządkowaniem ładunkowym oraz z falą gęstości par Coopera, które również obserwowane są w rozważanej rodzinie związków [1,7,8]. Jak zostanie pokazane możliwe jest zrekonstruowanie w dość kompletny sposób znaczącej części diagramu fazowego dla miedzianów w ramach jednolitego podejścia, w którym przyczyną łamania symetrii dla poszczególnych faz są zjawiska kolektywne zaindukowane oddziaływaniami międzyelektronowymi uwzględniane w wyższych rzędach rozwinięcia diagramatycznego (metoda DE-GWF). Ponadto, przy użyciu modelu trój-pasmowego [4] przeanalizowany zostanie wpływ tlenowych stopni swobody na stabilność fazy nadprzewodzącej wraz z odniesieniem do dostępnych danych eksperymentalnych [9].

        [1] B. Keimer, S. A. Kivelson, M. R. Norman, S. Uchida, J. Zaanen, Nature 518 (2015), 179
        [2] J. Spałek, M. Zegrodnik, J. Kaczmarczy, Phys. Rev. B 95 (2017), 024506
        [3] M. Zegrodnik, J. Spałek, Phys. Rev. B 98 (2018), 155144.
        [4] M. Zegrodnik, A. Biborski, M. Fidrysiak, J. Spałek, Phys. Rev. B 99 (2019), 104511.
        [5] M. Zegrodnik, J. Spałek, New J. Phys. 20 (2018), 063015.
        [6] M. Abram, M. Zegrodnik, J. Spałek, J. Phys. Condens. Matter 29 (2017), 365602.
        [7] M. H. Hamidian, S. D. Edkins, S. H. Joo, A. Kostin, H. Eisaki, S. Uchida, M. J. Lawler, E.-A.
        Kim, A. P. Mackenzie, K. Fujita, J. Lee, J. C S ́eamus Davis, Nature 532 (2016), 343.
        [8] R Comin, R. Sutarto, F. He, E. H. da Silva Neto, L. Chauviere, A. Fraño, R. Liang, W. N. Hardy, D. A. Bonn, Y. Yoshida, H. Eisaki, A. J. Achkar, D. G Hawthorn, B. Keimer, G. A. Sawatzky, A. Damascelli, Nature Materials 14 (2015), 796.
        [9] D. Rybicki, M. Jurkutat, S. Reichardt, C. Kapusta, J. Haase, Nat. Commun. 7 (2016), 11413.

        Speaker: Dr Michał Zegrodnik (Akademickie Centrum Materiałów i Nanotechnologii AGH)
      • 18:30
        Silne korelacje, topologiczne nadprzewodnictwo i separacja faz w skręconych dwuwarstwach grafenowych 20m

        Diagram fazowy lekko skręconej dwuwarstwy grafenowej (SDG), w której w zeszłym roku odkryto nadprzewodnictwo sąsiadujące z fazą izolatora Motta [1], wykazuje wiele jakościowych cech wspólnych z tym opisującym nadprzewodniki wysokotemperaturowe oparte na miedzi. Podstawowe problemy to identyfikacja mechanizmu parowania elektronów w tym nowym nadprzewodniku i ustalenie jego (potencjalnego) związku z układami miedziowymi. Do tej pory zaproponowano już wiele wzajemnie wykluczających się scenariuszy, poczynając od ``konwencjonalnych'' (fononowych), a kończąc na niekonwencjonalnym topologicznym parowaniu typu $p+ip$, $d+id$ lub innych. Teoretyczną analizę komplikuje wieloorbitalowy charakter SDG, co umożliwia formowanie się licznych faz uporządkowanych, czułych na szczegóły struktury elektronowej i oddziaływań. W referacie przedstawię proponowany przez nas opis SDG w ramach efektywnego modelu $t$-$J$-$U$ na sieci trójkątnej, który rozwiązujemy w ramach statystycznie uzgodnionego podejścia Gutzwillera (SGA) [2]. Ten efektywny model pozwala na analizę jakościowych trendów, niezależnych od szczegółów mikroskopowych związanych ze strukturą sieci moiré dla poszczególnych kątów skręcenia. Uzyskany diagram fazowy zawiera dwie asymetrycznie położone kopuły nadprzewodzące oraz szeroki obszar separacji faz (izolator Motta + nadprzewodnictwo). Obydwa efekty są już obecnie potwierdzenie eksperymentalne [1]. W ramach naszego podejścia nadprzewodnictwo ma charakter topologiczny i symetrię przestrzenną $d+id$; podczas referatu przedyskutuję strukturę topologicznych stanów brzegowych w fazie nadprzewodzącej. Przedstawię również wstępne wyniki uzyskane w ramach rozszerzonego modelu $t$-$J$-$U$ na sieci plastra miodu, który w bardziej realistyczny sposób odtwarza dyspersję wąskich pasm dla sieci moiré. Analiza przeprowadzona metodą SGA wykazuje tendencję do wewnątrzkomórkowego porządkowania antyferromagnetycznego blisko punktu neutralności w tym materiale.

        Projekt jest finansowany przez Narodowe Centrum Nauki (NCN), grant OPUS nr UMO-2018/29/B/ST3/02646.

        [1] Y. Cao $et$ $al.$, Nature $\mathbf{556}$, 43 (2018); $ibid$. $\mathbf{556}$, 80 (2018).

        [2] M. Fidrysiak, M. Zegrodnik, and J. Spałek, Phys. Rev. B $\mathbf{98}$, 085436 (2018).

        Speaker: Dr Maciej Fidrysiak (Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński, 30-348 Kraków, Polska)
      • 18:50
        Domieszki rezonansowe w materiałach termoelektrycznych - struktura elektronowa i własności transportowe 20m

        Materiały termoelektryczne stanowią ważną grupę materiałów funkcjonalnych, w których następuje konwersja energii pomiędzy energią cieplną a elektryczną. Stanowią serce generatorów termoelektrycznych, działających w oparciu o efekt Seebecka, oraz chłodziarek termoelektrycznych, pracujących dzięki efektowi Peltiera. Obecnie termoelektrykami o najlepszej wydajności zjawisk konwersji są odpowiednio domieszkowane półprzewodniki. Zrozumienie własności elektronowych takich materiałów w skali mikroskopowej, jest niezbędne w celu opracowania metod ich dalszej optymalizacji. Jedną z koncepcji, mających służyć poprawie własności termoelektrycznych materiału, jest wprowadzenie do półprzewodnika tzw. domieszek rezonansowych.
        Stany rezonansowe charakteryzują się powstawaniem wąskiego maksimum w parcjalnej gęstości stanów elektronowych na atomach domieszki. Jeśli koncentracja domieszek zostanie zwiększona, może następować hybrydyzacja stanów domieszki ze stanami elektronowymi macierzystego materiału, prowadząc do silnej zmiany struktury elektronowej materiału wyjściowego, poza ramy modelu „sztywnego pasma”. Dodatkowo, stany rezonansowe powodują silne rozpraszanie nośników ładunku, znacznie wpływając na własności transportowe materiału. W pracy skoncentruję się nad własnościami półprzewodnika PbTe domieszkowanego talem (Tl), jako protoplasty termoelektryka z domieszką rezonansową. Jako kontrprzykład materiału z domieszką nierezonansową posłuży PbTe domieszkowany sodem (Na), a jako kontrprzykład domieszki rezonansowej o odmiennym (i niechcianym dla termoelektryczności) charakterze posłuży PbTe domieszkowany tytanem (Ti). Zaprezentowane zostaną wyniki obliczeń Blochowskich funkcji spektralnych, resztkowego przewodnictwa elektronowego, elektronowych czasów życia, masy efektywnej oraz termosiły. Poza dostarczeniem informacji na temat podstawowych własności elektronowych w/w materiałów, obliczenia potwierdzają i wyjaśniają doświadczalnie obserwowany wzrost termosiły w PbTe:Tl w porównaniu z PbTe:Na i rozwiewają obecne wśród badaczy kontrowersje na temat możliwości wzrostu termosiły w układzie z rezonansem. Dzięki metodzie funkcji spektalnych możliwe jest też zaobserwowanie formowania (bądź nieformowania) wąskich pasm domieszkowych i badanie tendencji do lokalizacji nośników, co jest niezwykle ważne w kontekście własności transportowych materiału.

        Speaker: Dr Bartłomiej Wiendlocha (Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie)
      • 19:10
        Lokalne uporządkowania spinowe w wybranych silnie anizotropowych związkach międzymetalicznych 20m

        W ramach wystąpienia przedstawione zostaną badania pięciu izostrukturalnych serii związków międzymetalicznych typu R2Fe14B (Er2-xTbxFe14B, Er2-xHoxFe14B, Tm2-xHoxFe14B, Tm2-xTbxFe14B, Er2-xTmxFe14B). Głównym celem dokonanych analiz było wyznaczenie diagramów uporządkowań spinowych oraz szczegółowy opis lokalnych uporządkowań spinowych. Celem dodatkowym było sprawdzenie wpływu współczynnika Stevensa poszczególnych jonów ziem rzadkich na zakres temperaturowy występowania procesu reorientacji spinów. Celem metodologicznym było sprawdzenie możliwości obserwacji kątowych ustawień spinów i wyznaczenie kąta ich ustawienia na podstawie badań mössbauerowskich. Dla wszystkich składów przeprowadzono dokładne pomiary mössbauerowskie, a dla wybranych związków przeprowadzono badania komplementarnymi metodami pomiarowymi. Uzyskane doświadczalnie widma mössbauerowskie opracowano, uwzględniając możliwość występowania kątowych ustawień spinów w trakcie procesu ich reorientacji. Bazując na semi-empirycznym modelu Yamada-Kato przeprowadzono symulacje komputerowe badanych zjawisk. Uzyskano temperaturowe zależności kątów ustawienia spinów. To pozwoliło określić zakresy temperaturowe procesów reorientacji dla badanych związków.

        Speaker: Piotr Kurzydło (Instytut Fizyki im. M. Smoluchowskiego Uniwersytet Jagielloński)
    • 17:30 19:30
      Fizyka medyczna i biofizyka: S1.2 Sala "Mała" (Aditorium Maximum)

      Sala "Mała"

      Aditorium Maximum

      Conveners: Kvetoslava Burda (AGH- Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej ), Marek Cieplak (Instytut Fizyki PAN), Tadeusz Sarna (Uniwersytet Jagielloński)
      • 17:30
        Mikro-spektroskopia i obrazowanie układów biologicznych zawierających karotenoidy 30m

        Karotenoidy należą do klasy biomolekuł wyróżniających się pięknym, jaskrawym kolorem (żółtym, pomarańczowym bądź czerwonym) ale, przede wszystkim, mnogością i wagą funkcji jakie pełnią w żywych organizmach. Powszechnie przywołuje się znaczenie barwników karotenoidowych w ochronie przed degradacją oksydacyjną oraz ich znaczenie w modyfikowaniu właściwości strukturalnych i dynamicznych biomembran. Dzięki zastosowaniu technik spektroskopowych o wysokiej czułości oraz wysokiej rozdzielczości czasowej i przestrzennej, funkcjonowanie karotenoidów w układach naturalnych może być badane w nanoskali, w pojedynczych strukturach biologicznych takich jak dwuwarstwa lipidowa. W trakcie wystąpienia zaprezentowane zostaną wyniki analiz prowadzonych z zastosowaniem obrazowania czasów życia fluorescencji (FLIM, fluorescence lifetime imaging mikroscopy) oraz obrazowania w oparciu o spektroskopię rozpraszania Ramana. Wyniki te pomagają odkrywać rzeczywiste mechanizmy molekularne odpowiedzialne za funkcjonowanie karotenoidów w organizmach żywych, w tym w siatkówce oka człowieka.

        Badania realizowane w ramach programu TEAM finansowanego przez Fundacje na rzecz Nauki Polskiej.

        Speaker: Prof. Wiesław I. Gruszecki (Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie)
      • 18:00
        Expanding the Capabilities of an Artificial Protein Cage 30m

        Synthetic structural biology allows us to design and build artificial structures using biological molecules1. In this field, protein cages are of particular interest due to the segregation of their addressable internal and external surfaces and their potential to carry cargo. We have developed TRAP-cage2-5 , an artificial cage with unusual properties. TRAP-cage is approximately 22 nm in diameter with a 16 nm central cavity. It is made from twenty-four 11-membered toroidal proteins held together predominantly not by protein-protein interactions but by gold(I) that bridges cysteine side-chains between rings. This “protein stitching” by gold is unusual and results in a cage that is extremely stable but breaks apart in mildly reducing conditions. The unique cage construction allows us to further develop the connection chemistries between protein building blocks im order to design cages of different sizes, geometries and with programmable assembly/disassembly characteristics. This talk will give an overview of the development of TRAP-cage and present the latest results in its development.

        1. Heddle, J. G.; Chakraborti, S.; Iwasaki, K. Curr. Opin. Struct. Biol. 2017, 43, 148-155.
        2. Malay, A. D.; Miyazaki, N.; Biela, A.; Chakraborti, S.; Majsterkiewicz, K.; Stupka, I.; Kaplan, C. S.; Kowalczyk, A.; Piette, B. M. A. G.; Hochberg, G. K. A.; Wu, D.; Wrobel, T. P.; Fineberg, A.; Kushwah, M. S.; Kelemen, M.; Vavpetič, P.; Pelicon, P.; Kukura, P.; Benesch, J. L. P.; Iwasaki, K.; Heddle, J. G. Nature 2019, 569, 438-442.
        3. Imamura, M.; Uchihashi, T.; Ando, T.; Leifert, A.; Simon, U.; Malay, A. D.; Heddle, J. G. Nano Lett. 2015, 15, (2), 1331-5.
        4. Malay, A. D.; Heddle, J. G.; Tomita, S.; Iwasaki, K.; Miyazaki, N.; Sumitomo, K.; Yanagi, H.; Yamashita, I.; Uraoka, Y. Nano Lett. 2012, 12, 2056-2059.
        5. Heddle, J. G., TRAPped Structures: Making Artificial Cages with a Ring Protein. In Advances in Bioinspired and Biomedical Materials Volume 1, American Chemical Society: 2017; Vol. 1252, pp 3-17.
        Speaker: Prof. Jonathan Heddle (Bionanoscience and Biochemistry Laboratory, Malopolska Centre of Biotechnology, Jagiellonian University)
      • 18:30
        Testowanie statystyczne w problemie klasyfikacji ułamkowej dyfuzji anomalnej 20m

        Referat dotyczy analizy problemu klasyfikacji dynamiki ruchu cząstek na trzy rodzaje dyfuzji: subdyfuzje, klasyczną dyfuzję oraz superdyfuzję. Na podstawie danych dotyczących ruchu pojedynczych cząstek otrzymanych metodą SPT [1], porównana zostanie popularna standardowa metoda klasyfikacji bazująca na pojęciu przemieszczenia średnio-kwadratowego (ang. Mean squared displacement, MSD) z procedurą statystycznego testowania hipotez dla trzech różnych statystyk testowych i dla dwóch typów cząstek: receptorów membranowych i sprzężonych z nimi białek G. Dla każdej z metod otrzymano różne klasyfikacje. Z tego powodu szczegółowo przeanalizowano bardziej rygorystyczne testy statystyczne. Wyniki wskazują, że podejście oparte na testach statystycznych może zapewnić dobre wyniki nawet w przypadku krótkich trajektorii, ale żadna z proponowanych metod nie jest „najlepsza” dla wszystkich rozważanych przykładów. Innymi słowy, należy połączyć różne podejścia, aby uzyskać wiarygodną klasyfikację.

        [1] T. Sungkaworn, M.-L. Jobin, K. Burnecki, A. Weron, M. Lohse,and D. Calebiro, Single-molecule imaging reveals receptor G protein interactions at cell surface hot spots, Nature (London) 550, 543 (2017).
        [2] A. Weron, J. Janczura, E. Boryczka, T. Sungkaworn, D. Calebiro, Statistical testing approach for fractional anomalous diffusion classification , Physical Review E 99, 042149 (2019).

        Speaker: Joanna Janczura (Wydział Matematyki, Politechnika Wrocławska)
      • 18:50
        Ultradźwiękowa metoda uwalniania substancji terapeutycznych z kapsuł Janusa 20m

        Kapsułkowanie substancji aktywnych pozwala na ich bezpieczne dostarczenie do miejsc docelowych dzięki ograniczeniu interakcji ze środowiskiem zewnętrznym a następnie uwolnienie w nieinwazyjny i precyzyjny sposób, po zastosowaniu odpowiedniego bodźca wyzwalającego.
        W naszych eksperymentach wytwarzamy kapsuły o wielkościach od kilkuset mikrometrów do kilku milimetrów. Ich powłoka wykonana jest z mikrocząstek polimerowych różnego typu. W przypadku kapsuł Janusa dwie domeny tworzące otoczkę posiadają odmienne właściwości mechaniczne. Dodatkowo powłoka może zawierać wbudowane cząstki magnetyczne, co umożliwia sterowanie kapsułą i jej odpowiednie ustawienie w przestrzeni z wykorzystaniem zewnętrznego pola magnetycznego.
        Do wyzwalania zawartości kapsuł wykorzystujemy fale akustyczne o częstotliwości 1 MHz i intensywności akustycznej nieprzekraczającej 2,5 W/cm2, generowane przez aparat przeznaczony do wykonywania zabiegów leczniczych z zastosowaniem terapii ultradźwiękowej i fonoforezy. W przeciwieństwie do ultradźwięków o niskich częstotliwościach (20 kHz), które w wyniku mechanizmu kawitacji powodują gwałtowne rozerwanie kapsuł i wszechkierunkowe uwolnienie ich zawartości, oddziaływanie ultradźwięków o częstotliwościach MHz skutkuje jedynie miejscowym przebiciem powłoki i stopniowym wyzwalaniem zawartości w określonym kierunku. Ilość uwolnionej substancji zależy od zastosowanej intensywności akustycznej, czasu nadźwiękawiania, właściwości ośrodka a także orientacji kapsuły Janusa w polu akustycznym. Obszary powłoki posiadające odmienne właściwości mechaniczne wykazują bowiem inną podatność na działanie ultradźwięków.
        Metoda ultradźwiękowa została wykorzystana przez nas do uwalniania różnych substancji, począwszy od roztworu kurkuminy- barwnika, będącego przeciwutleniaczem polifenolowym, aż do chemioterapeutyków z grupy fluorochinolonów, np. cyprofloksacyny. Kontrolowane oraz ukierunkowane wyzwalanie zawartości z wnętrza kapsuł obserwowaliśmy zarówno w ośrodkach ciekłych, np. oleju rycynowym, jak i tych, charakteryzujących się lepkosprężystością, np. żelu, imitującym właściwości tkanek biologicznych. Badania prowadzone na układach modelowych są niezbędne na etapie poprzedzającym projektowanie biokompatybilnych kapsuł Janusa przeznaczonych do zastosowań biomedycznych.
        Podziękowanie:
        Badania zostały przeprowadzone w ramach realizacji projektu badawczego OPUS nr 2015/19/B/ST3/03055 finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki.

        Speaker: Dr Tomasz Kubiak (Wydział Fizyki UAM)
      • 19:10
        Badanie biologicznie uzasadnionych miar podobieństwa struktur białko-peptyd - zwiększanie skuteczności metod automatycznej oceny wyników dokowania 20m

        Modelowanie komputerowe kompleksów białek z peptydami jest złożonym wyzwaniem [1]. Peptydy są bardzo giętkimi molekułami, a ich oddziaływanie z białkami opiera się o przejściowe, często niespecyficzne oddziaływania. Problemem w dokowaniu molekularnym jest fakt, że w wielu wypadkach metody dokowania skutecznie przewidują struktury podobne do natywnych, natomiast niska jest ich skuteczność we wskazywaniu tych struktur przy pomocy metod oceny. Podobnie jest w przypadku narzędzia CABS-dock [2,3] (http://biocomp.chem.uw.edu.pl/CABSdock/), umożliwiającego giętkie dokowanie peptydów do bialek. Podczas oceny modeli, protokół CABS-dock wykorzystuje klasteryzację strukturalną wykorzystująca miarę podobieństwa opartą o pierwiastek średniego kwadratowego odchylenia (ang. root mean squared deviation, RMSD) ciężkich atomów. Niestety, okazuje się, że powszechnie stosowane RMSD nie jest odpowiednią miarą podobieństwa struktur molekularnych o dużej giętkości ani wiarygodną miarą ich bliskości do struktury natywnej. Poszukując miary bardziej adekwatnej, opracowaliśmy pakiet narzędzi oceniających podobieństwo struktur kompleksów białek z peptydami na podstawie ich wzorów kontaktów molekularnych (ang. contact patterns). Prezentujemy skuteczność opracowanych narzędzi na zbiorze struktur wzorcowych oraz ich zastosowania w modelowaniu z użyciem metody CABS-dock. Zbadane miary podobieństwa poprawią skuteczność istniejących i umożliwią opracowanie nowych, automatycznych metod oceny modeli.

        [1] Ciemny, M. et al. Protein–peptide docking: opportunities and challenges. Drug Discovery Today 23, 1530–1537 (2018).

        [2] Kurcinski, M. et al.CABS-dock standalone: a toolbox for flexible protein-peptide docking. Bioinformatics(2019). doi:10.1093/bioinformatics/btz185

        [3] Kurcinski, M. et. al. CABS-dock web server for the flexible docking of peptides to proteins without prior knowledge of the binding site. Nucleic Acids Res.43, W419–24 (2015).

        Speaker: Maciej Paweł Ciemny (Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski; Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych, Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski)
    • 09:00 11:00
      Plenarna: P3
      • 09:00
        Quasi-periodic crystals – a paradigm shift in crystallography 40m

        Crystallography has been one of the mature sciences. Over the years, the modern science of crystallography that started by experimenting with x-ray diffraction from crystals in 1912, has developed a major paradigm – that all crystals are ordered and periodic. Indeed, this was the basis for the definition of “crystal” in textbooks of crystallography and x-ray diffraction. Based upon a vast number of experimental data, constantly improving research tools, and deepening theoretical understanding of the structure of crystalline materials no revolution was anticipated in our understanding the atomic order of solids.

        However, such revolution did happen with the discovery of the Icosahedral phase, the first quasi-periodic crystal (QC) in 1982, and its announcement in 1984 [1, 2]. QCs are ordered materials, but their atomic order is quasiperiodic rather than periodic, enabling formation of crystal symmetries, such as icosahedral symmetry, which cannot exist in periodic materials. The discovery created deep cracks in this paradigm, but the acceptance by the crystallographers' community of the new class of ordered crystals did not happen in one day. In fact it took almost a decade for QC order to be accepted by most crystallographers. The official stamp of approval came in a form of a new definition of “Crystal” by the International Union of Crystallographers. The paradigm that all crystals are periodic has thus been changed. It is clear now that although most crystals are ordered and periodic, a good number of them are ordered and quasi-periodic.

        While believers and nonbelievers were debating, a large volume of experimental and theoretical studies was published, a result of a relentless effort of many groups around the world. Quasi-periodic materials have developed into an exciting interdisciplinary science.

        This talk will outline the discovery of QCs and describe the important role of electron microscopy as an enabling discovery tool.

        [1] D. Shechtman, I. Blech, Met. Trans. 16A (June 1985) 1005-1012.
        [2] D. Shechtman, I. Blech, D. Gratias, J.W. Cahn, Phys. Rev. Letters, Vol 53, No. 20 (1984) 1951-1953.

        Speaker: Dan Shechtman (Technion – Israel Institute of Technology and Iowa State University)
      • 09:40
        Neutrina w fizyce i astrofizyce cząstek 40m

        W XXI wieku aż dwie Nagrody Nobla z fizyki zostały przyznane za badania neutrin. W 2002 roku połowę Nagrody otrzymali Raymond Davis Jr. i Masatoshi Koshiba za pionierski wkład do astrofizyki, w szczególności za detekcję neutrin kosmicznych, a w 2015 roku Takaaki Kajita i Arthur B. Mc Donald otrzymali ją za odkrycie oscylacji neutrin, które pokazuje, że neutrina mają masę. Pierwsza dotyczyła więc neutrin jako narzędzi dla badań z astrofizyki, a druga ich własności jako fundamentalnych cząstek materii w Modelu Standardowym fizyki cząstek.
        Neutrina, będące neutralnymi leptonami, oddziałują tylko słabo. Oznacza to wielkie trudności eksperymentalne, w szczególności potrzebę budowy ogromnych detektorów, jak na przykład „noblowski” detektor eksperymentu SuperKamiokande o masie 40 kton bardzo czystej wody czy detektor eksperymentu IceCube, w którym jeden kilometr sześcienny antarktycznego lodu został wyposażony w fotopowielacze. Z drugiej strony fakt, że neutrina praktycznie nie podlegają oddziaływaniom pozwala na badania neutrin przychodzących bez zakłóceń z określonych kierunków, np. neutrin słonecznych w eksperymencie SuperKamiokande czy ultra wysokoenergetycznych neutrin z najodleglejszych zakątków Wszechświata w eksperymencie IceCube.
        Badania własności neutrin idą w dwu kierunkach: coraz lepszego wyznaczania parametrów oscylacji dla trzech rodzajów neutrin z Modelu Standardowego oraz coraz ambitniejszych eksperymentów, których celem jest pomiar masy neutrin. Ten pierwszy kierunek badań, prowadzonych głównie w oparciu o wiązki neutrin akceleratorowych i neutrina reaktorowe, jest w pełni pod kontrolą. Jeśli idzie o pomiar masy neutrin, to oscylacje wskazują na ich niezerową wartość, ale ta masa jest tak mała, że dotąd nie udało się jej zmierzyć i otwarte pozostaje pytanie, czy/kiedy przyszłe eksperymenty osiągną wystarczającą dokładność. Jedna z metod pomiaru masy neutrina elektronowego opiera się na poszukiwaniu podwójnego bezneutrinowego rozpadu beta. Gdyby taki rozpad został zaobserwowany, to dodatkowo oznaczałoby to, że neutrina są identyczne z antyneutrinami, czyli są tzw. cząstkami Majorany. Byłoby to odkrycie ogromnej miary, bezpośrednio wskazujące na fizykę spoza Modelu Standardowego, który opisuje zaledwie 5% masy-energii Wszechświata i bezwzględnie wymaga zamiany na bardziej uniwersalną teorię dostarczającą chociażby opisu Ciemnej Materii, stanowiącej blisko ćwierć masy-energii Wszechświata.

        ..... reszta w pliku

        Speaker: Agnieszka Zalewska (Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences (PL))
      • 10:20
        Soczewkowanie grawitacyjne: od ekspedycji Eddingtona do pierwszego obrazu horyzontu czarnej dziury 40m

        W bieżącym roku obchodzimy setną rocznicę słynnej ekspedycji Sir Arthura Eddigntona, której wyniki dostarczyły pierwszego obserwacyjnego wsparcia ogólnej teorii względności. Zjawiskiem, które wówczas zaobserwowano i zmierzono było ugięcie światła w pobliżu tarczy Słońca, co doprowadziło do powstania teorii soczewkowania grawitacyjnego. Od tego czasu stała się ona dojrzałą dziedziną astronomii pozagalaktycznej, posiadającą zarówno własny formalizm teoretycznego opisu jak również bogaty i stale rosnący materiał obserwacyjny. Niedawne odkrycie silnie soczewkowanej supernowej (tzw. „supernowa Refsdala”), po którym nastąpiła teoretyczna predykcja powtórnego pojawienia się jej w innym soczewkowanym obrazie, co następnie zostało zaobserwowane dokładnie w przewidzianym miejscu i czasie jest olbrzymim sukcesem teorii – porównywalnym do odkrycia Neptuna na podstawie perturbacji orbity Urana w XIX wieku.

        Znaczenie silnego soczewkowania grawitacyjnego w kosmologii obserwacyjnej podkreślane było od dawna. Przy obecnym poziomie zaawansowania technik obserwacyjnych metoda pomiaru opóźnień czasowych w wielokrotnych obrazach pozwala wyznaczać stałą Hubble'a z precyzją konkurującą z alternatywnymi metodami. Najpoważniejszym problemem współczesnej kosmologii jest jednak zrozumienie fenomenu przyspieszającej ekspansji Wszechświata, roboczo nazywanego problemem ciemnej energii. W tym kontekście, zaproponowaliśmy oryginalną metodę wykorzystania silnych soczewek grawitacyjnych w roli testu kosmologicznego. Zaletą tej metody jest jej niezależność od stałej Hubble’a oraz odmienny rodzaj efektów systematycznych w porównaniu ze standardowymi testami. Obszar zastosowań soczewkowania grawitacyjnego jest pokaźny: silne soczewki grawitacyjne posłużyły w roli nowego testu słuszności ogólnej teorii względności w przybliżeniu post-Newtonowskim (PPM) a także jako niezależna metoda pomiaru krzywizny Wszechświata. Odkrycie zjawisk soczewkowania grawitacyjnego sygnałów fal grawitacyjnych otworzyłoby drogę do nowych, niezwykłych ich zastosowań w roli testu fizyki fundamentalnej.

        Wreszcie, najnowsze publikacje pokazujące pierwszy w historii obraz okolic horyzontu zdarzeń czarnej dziury znajdującej się w centrum galaktyki M87, również wykorzystywały znajomość zachowania się światła w pobliżu tego obiektu. Jest to piękne domknięcie stulecia badań nad zachowaniem światła w pobliżu masywnych ciał.

        Speaker: Marek Biesiada (Institute of Physics, University of Silesia)
    • 11:00 11:30
      Przerwa kawowa 30m
    • 11:30 13:30
      Debata "Granice Fizyki": z udziałem: Andrzej Białas, Iwo Białynicki-Birula, Włodzisław Duch, Michał Heller, Tadeusz Marek, Andrzej K. Wróblewski, Maciej Żylicz
      Conveners: Józef Spałek (Uniwersytet Jagielloński), Leszek Sirko (Institute of Physics, Polish Academy of Science)
    • 13:30 15:00
      Przerwa obiadowa (lunch) 1h 30m
    • 15:00 17:00
      Fizyka materii skondensowanej: S5.3
      • 15:00
        Topologiczne półprzewodniki 30m

        Topologiczne półprzewodniki

        Tomasz Story

        Instytut Fizyki PAN, al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
        Międzynarodowe Centrum Badawcze MagTop, Instytut Fizyki PAN, al. Lotników 32/46,
        02-668 Warszawa

        Choć najważniejsze półprzewodniki (krzem, arsenek galu, azotek galu) stosowane we współczesnej elektronice i optoelektronice są uznawane za materiały topologicznie trywialne to inne rodziny związków półprzewodnikowych, takie jak chalkogenki rtęci (HgTe), bizmutu (Bi2Se3, Bi2Te3), antymonu (Sb2Te3) czy cyny (SnTe) to materiały kluczowe dla dynamicznego rozwoju nowego obszaru fizyki materii skondensowanej – topologicznych izolatorów i półmetali. Są to nowe powierzchniowe (2D) lub krawędziowe (1D) przewodniki prądu elektrycznego o unikatowych cechach związanych z liniową relacją dyspersji energii elektronów (Diraca) i silnym sprzężeniem ruchu orbitalnego elektronów z ich spinem.
        Pokazane zostanie jak unikatowe możliwości sterowania strukturą elektronową oraz właściwościami elektrycznymi, optycznymi i magnetycznymi półprzewodników mogą być wykorzystane do doświadczalnych obserwacji powierzchniowych i krawędziowych stanów topologicznych dokonane metodami fotoemisyjnej spektroskopii elektronowej, skaningowej spektroskopii tunelowej, a także pomiarami efektów magneto-transportowych i magneto-optycznych [1-3]. Przedstawione zostaną także nowe koncepcje teoretyczne, np. układów topologicznych wyższych rzędów (HOTI), topologicznych defektów strukturalnych czy wzajemnego wpływu porządku topologicznego, magnetycznego i nadprzewodzącego [4]. Doświadczalna realizacja tych koncepcji wymaga nowych materiałów topologicznych w postaci półprzewodnikowych heterostruktur warstwowych lub nanodrutów [5].

        Praca finansowana przez projekt badawczy NCN nr 2014/15/B/ST3/03833, projekt NCBiR nr TECHMATSTRATEG2/408569/5/NCBR/2019 oraz przez FNP w ramach programu Międzynarodowe Agendy Badawcze współfinansowanego przez UE.

        [1] K. Dybko, M. Szot, A. Szczerbakow et al., Physical Review B 96, 205129 (2017).
        [2] C.M. Polley, R. Buczko, A. Forsman et al., ACS Nano 12, 617 (2018).
        [3] A. Łusakowski, P. Bogusławski, T. Story, Physical Review B 98, 125203 (2018).
        [4] F. Schindler, A.M. Cook, M.G. Vergniory et al., Science Advances 4, eaat0346 (2018).
        [5] J. Sadowski, P. Dziawa, A. Kaleta et al., Nanoscale 10, 20772 (2018).

        Speaker: Prof. Tomasz Story (Instytut Fizyki PAN)
      • 15:30
        Atomowo cienkie półprzewodniki: Własności optyczne i elektronowe 30m

        Atomowo-cienkie warstwy półprzewodników z grupy dichalkogenków metali przejściowych reprezentują nową klasę systemów dwuwymiarowych. W opraciu o nasze ostatnie prace [1-4] nad mono- i wielowarstwami WSe2, MoSe2, WS2 i MoTe2, podstawowe własności elektronowe i optyczne tych materialów bedą przedyskutowane.

        1.Optical properties of atomically thin transition metal dichalcogenides: Observations and puzzles
        M. Koperski, M. R. Molas, A. Arora, K. Nogajewski,
        A. O. Slobodeniuk, C. Faugeras, and M. Potemski
        Nanophotonics 6, 1289 (2017).(arXiv:1612.05879).

        2.Energy spectrum of two-dimensional excitons in a non-uniform dielectric medium
        M. R. Molas, A. O. Slobodeniuk, K. Nogajewski, M. Bartos, Ł. Bala, A. Babiński, K. Watanabe, T. Taniguchi, C. Faugeras, M. Potemski, arXiv:1901.04431

        3.Probing and manipulating valley coherence of dark excitons in monolayer WSe2
        M. R. Molas, A. O. Slobodeniuk, T. Kazimierczuk, K. Nogajewski, M. Bartos, P. Kapuściński, K. Oreszczuk, K. Watanabe, T. Taniguchi, C. Faugeras, P. Kossacki, D. M. Basko, M. Potemski
        arXiv:1901.04431

        4.Fine structure of K-excitons in multilayers of transition metal dichalcogenides
        A. O. Slobodeniuk, Ł. Bala, M. Koperski, M. R. Molas, P. Kossacki, K. Nogajewski, M. Bartos, K. Watanabe, T. Taniguchi, C. Faugeras, M. Potemski
        2D Materials 6, 025026, (2019), arXiv:1711.08783.

        Speaker: Dr Marek Potemski (Uniwersytet Warszawski i CNRS/LNCMI)
      • 16:00
        Wielo-fononowy proces „up - konwersji” fotoluminescencji w monowarstwach WS2 i dwuwymiarowych heterostrukturach WS2/hBN 20m

        Pojedyncze warstwy dichalkogenków metali przejściowych (DCMP) grupy VI, ze względu na szczególne własności fizyczne, związane z silnym oddziaływaniem typu foton-ekscyton oraz fonon-ekscyton, wydają się obiecujące pod katem zastosowań opartych na procesach, w których absorpcja fotonu o określonej energii prowadzi do emisji promieniowania o większej energii niż energia pobudzania. Szczególnie atrakcyjne pod tym względem wydają się siarczki i selenki wolframu, dla których intensywność emisji ekscytonowej w temperaturach pokojowych i w warunkach normalnych jest co najmniej dwa rzędy wyższa niż w związkach molibdenu [1]. W 2015 roku A. M. Jones i in. [2] zaobserwowali w pojedynczej warstwie WSe2 jedno- fononowy proces „up –konwersji” fotoluminescencji z zyskiem energetycznym równym 30 meV, ze stanu trionu (X-) do stanu neutralnego ekscytonu (X), w szerokim w zakresie temperatur od 7 K do 250 K. Obserwacja ta była możliwa dzięki porównywalnej energii fononu optycznego o symetrii A1 z energią wiązania trionu równą odpowiednio 30 meV. Ze względu na porównywalne wartości energii fononów optycznych z dystansem energetycznym linii emisyjnych X i X- w monowarstwach DCMP, takie jak E = 30 meV i EA1 = 29.8 meV dla MoSe2, E = 39 - 43 meV i EA1 = 50 meV dla MoS2 oraz E= 43 meV i EA1 = 52 meV dla WS2, motywacją do dalszych badań stały się zjawiska dotyczące oddziaływań kompleksów eksytonowych z wzbudzeniami sieci krystalicznej w szerokim zakresie temperatur. Porównując powyższe wartości energii oraz biorąc pod uwagę wydajność emisji z poszczególnych monowarstw w temperaturach pokojowych [1], do badań efektu sprzężenia trion-fonon–ekscyton wybrano pojedyncze warstwy WS2. W odróżnieniu od pracy A. M Jonesa [2], w przedstawionych badaniach [3] zademonstrowano wielo-fononowy proces „up – konwersji” fotoluminescencji, obserwowany jako ekscytonowa emisja antystokesowska w temperaturze pokojowej, z pięć razy większym zyskiem energetycznym równym 150 meV. Proces ten może być wykorzystany w tzw. chłodzeniu laserowym. Ponadto mechanizm „up – konwersji” fotoluminescencji w WS2 silne zależy od koncentracji dwuwymiarowych elektronów, co zostało zademonstrowane w pomiarach ekscytonowej emisji antystokesowskiej w funkcji zmiennej mocy pobudzania, w warunkach normalnych oraz w warunkach wysokiej próżni.

        [1] J. Jadczak et al., Nanotechnology 28,395702 (2017).
        [2] A. M. Jones et al., Nature Phys. 3604, (2015).
        [3] J. Jadczak et al., Nature Communications 10, 107 (2019).

        Speaker: Joanna Jadczak (Politechnika Wrocławska, Wydział Podstawowych Problemów Techniki)
      • 16:20
        Monolitycznie odwrócone azotkowe diody luminescencyjne i laserowe 20m

        Stosowanie azotków grupy trzeciej zrewolucjonizowało rynek źródeł światła wysokiej efektywności[1]. Mimo ogromnych środków inwestowanych w rozwój struktur azotkowych część naturalnych ograniczeń tych materiałów stawia bariery uniemożliwiające ich jeszcze szersze zastosowanie. Pośród tych barier wymienić należy wysoką rezystywność materiału typu p oraz konieczność aktywacji przewodnictwa typu p przez termiczne usunięcie wodoru pasywującego akceptory. Brak dyfuzji wodoru przez warstwy typu n oraz konieczność aktywacji typu p nakłada na strukturę poważne ograniczenie polegające na umiejscowieniu warstw typu p na wierzchu kryształu[2].
        Alternatywne podejście umożliwia zastosowanie epitaksji z wiązek molekularnych z użyciem plazmy azotowej, jako źródła aktywnego azotu. Technika ta pozwala na otrzymywanie wysokiej jakości warstw azotkowych bez stosowania amoniaku będącego dodatkowo źródłem wodoru pasywującego typ p. W ten sposób zniesione zostaje restrykcyjne ograniczenie dla heterostruktur azotkowych umożliwiając wzrost warstw typu n po warstwach typu p. To otwiera możliwość wytworzenia złącz tunelowych jak i wertykalne składanie struktur p-n jedna na drugiej[3].
        W niniejszej pracy pokazujemy możliwość zastosowania azotkowych złącz tunelowych, jaką jest efektywne odwrócenie kierunku przepływu prądu w strukturze. Ze względu na obecność wbudowanego pola elektrycznego w heterostrukturach azotkowych zmiana ta powoduje zmianę relacji pomiędzy tymże polem a polaryzacją złącza p-n. W ten sposób, w strukturach odwróconych, wbudowane pole elektryczne zwiększa efektywność dostarczania nośników do obszaru aktywnego oraz, w diodach laserowych, umożliwia oddalenie modu optycznego od generujących straty optyczne warstw typu p[4].
        W ramach wystąpienia zaprezentowane zostaną diody luminescencyjne oraz diody laserowe wykonane w strukturze odwróconej oraz powody ich wyższej sprawności i nowe unikalne zastosowania.

        [1] S. Nakamura, Rev. Mod. Phys., 87 (2015) 1139-1151.
        [2] Y. Kuwanoet al. Jap. J. Appl. Phys., 52 (2013) 08JK12.
        [3] M. Siekacz, et al. Opt Express, 27 (2019) 5784-5791.
        [4] H. Turski et al. J. of App. Phys., 125 (2019).

        Podziękowania:
        Prezentowane badania były współfinansowane przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej współfinansowaną przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego (POIR.04.04.00-00-5D5B/18-00) oraz przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu LIDER/29/0185/L-7/15/NCBR/2016.

        Speaker: Henryk Turski (Instytut Wysokich Ciśnień PAN)
      • 16:40
        Topologiczne stany stopni atomowych na nierównych powierzchniach topologicznych izolatorów krystalicznych 20m

        Związki pierwiastków z grup IV i VI, takie jak SnTe, SnSe lub kryształy mieszane (Pb,Sn)Te i (Pb,Sn)Se, należą do jednej z podkategorii izolatorów topologicznych (tzw. topologicznych izolatorów krystalicznych, TIK). Charakterystyczną cechą tych materiałów jest obecność na ich granicznych powierzchniach stanów elektronowych o liniowej dyspersji (stożków Diraca) i helikalnej strukturze spinowej. Ze względu na ochronę topologiczną daną przez symetrie zwierciadlane sieci krystalicznej, stanów takich nie da się usunąć z powierzchni lokalnymi zaburzeniami nie łamiącymi tych symetrii. Okazuje się jednak, że niedoskonałości bądź modyfikacje powierzchni mogą w znaczący sposób wpływać na własności stożków Diraca. Wśród przykładów takich efektów wymienić można dwa zjawiska zaobserwowane na powierzchniach kryształów mieszanych (Pb,Sn)Se: pojawienie się jednowymiarowych płaskich pasm zlokalizowanych na stopniach atomowych [1,2], a także silna zależność dyspersji stanów powierzchniowych od nierówności powierzchni [3].

        Obie te obserwacje wyjaśnia stworzony przez nas prosty model funkcji obwiedni [4], opisujący obecne w TIK z grupy IV-VI zjawisko oddziaływania międzydolinowego, czyli rozpraszania elektronów przy powierzchni pomiędzy dwoma dolinami elektronowymi w strefie Brillouina. Oddziaływanie to w istotny sposób zależy od struktury powierzchni i okazuje się zanikać w przypadku powierzchni chropowatej. Ponadto, według modelu, stopnie atomowe tworzą ściany domenowe, oddzielające obszary różniące się właściwościami elektronowymi, a pasma na stopniach można zinterpretować jako topologiczne mody graniczne, chronione przez niezmiennik topologiczny zwany liczbą nawinięć.

        [1] P. Sessi i in., Science 354(6317), 1269–1273 (2016).
        [2] D. Iaia i in., Phys. Rev. B 99, 155116 (2019).
        [3] C. Polley i in., ACS Nano 12(1), 617–626 (2018).
        [4] R. Rechciński i R. Buczko, Phys. Rev. B 98(24), 245302 (2018).

        Speaker: Prof. Ryszard Buczko (Instytut Fizyki PAN)
    • 15:00 17:00
      Fizyka statystyczna: S6.1
      • 15:00
        Superstatistical methods for complex systems 30m

        The superstatistics concept, introduced some 16 years ago in [1], is a useful general method to describe driven nonequilibrium systems in spatio-temporally inhomogeneous environments that exhibit fluctuations of one or several intensive parameters. After a brief introduction to the basic ideas, I will concentrate onto three examples of useful recent applications, namely acceleration statistics of tracer particles in turbulent flows [2], the measured momentum statistics of cosmic ray particles [3] and the statistics of frequency fluctuations in power grids. Indeed, the changing consumer demand and trading patterns in electricity markets, as measured by tiny frequency deviations from 50 Hz in the various European power grids, appear to be well-described by superstatistical models taking into account the growing fraction of renewable energy generation [4].

        [1] C. Beck and E.G.D. Cohen, Physica A 322, 267 (2003)
        [2] C. Beck, Phys. Rev. Lett. 98, 064502 (2007)
        [3] G.C. Yalcin and C. Beck, Scientific Reports 8, 1764 (2018)
        [4] B. Schaefer, C. Beck, K. Aihara, D. Witthaut, and M. Timme, Nature Energy 3, 119 (2018)

        Speaker: Prof. Christian Beck (Queen Mary University of London, UK)
      • 15:30
        Klasyfikacja i krajobraz energetyczny zapętlonych białek 30m

        Białka są fundamentalnymi składnikami żywych organizmów. Zrozumienie molekularnych podstaw funkcjonowania białek wymaga poznania ich struktury i dynamiki, a także związków struktury z dynamiką. Bardzo ważną metodą badania takich zagadnień jest analiza krajobrazu energii swobodnej. Struktura około 91% poznanych białek jest jednoznacznie określona przez ich pierwszorzędową, drugorzędową i trzeciorzędową formę, a krajobraz energii swobodnej z dużym powodzeniem może być wyznaczony doświadczalnie oraz teoretycznie (np. w symulacjach komputerowych, przy użyciu modeli gruboziarnistych, a dla mniejszych biomolekuł także modeli pełnoatomowych). Jednakże badania ostatnich lat, w znacznej mierze także moje, pokazują, iż pozostałe 9% białek posiada nietrywialną topologię (tzn. są zapętlone): 1.5% takich białek posiada węzły oraz slipknoty [1], natomiast 7.5% lassa [2] oraz sploty [3] a nawet theta krzywe (przykładowe węzły, slipknkoty oraz lassa przedstawione są na rysunku 1). Standardowy opis konfiguracji przestrzennej (uwzględniający pierwszo-, drugo- i trzeciorzędową strukturę) takich zapętlonych białek okazuje się niewystarczający, a różne dotychczas wypracowane narzędzia i teorie wymagają istotnych modyfikacji i uwzględnienia istnienia nietrywialnej topologii.
        Podczas wykładu omówię najbardziej intrygujące typu nietrywialnych topologii w białkach, a także charakteryzuję ich krajobraz energetycznego przy pomocy stworzonych przeze mnie narzędzi. Przedstawię różnice w prawdopodobieństwie powstawania oraz kształcie lass i splotów w polimerach i białkach [4]. Podam przykłady wpływu nietrywialnej topologii na funkcje biologiczne białek [5].

        [1] JI Sulkowska, E Rawdon, KC Millett, J Onuchic, A Stasiak, PNAS (2012) 109: E1715-23
        [2] W Niemyska, P Dabrowski-Tumanski, M Kadlof, E Haglund, P Sułkowski, JI Sulkowska, Scientific Reports (2016) doi: 10.1038/srep36895
        [3] P Dabrowski-Tumanski, JI Sulkowska, PNAS (2017) 114, 3415–3420
        [4] P Dabrowski-Tumanski, B Gren, JI Sulkowska, Polymers (2019) 11, 4, 707
        [5] T Christian, et al., Nature S&MB (2016) 23, 941-948

        Speaker: Joanna Sułkowska (University of Warsaw, CeNT)
      • 16:00
        Korelacje i krytyczność w badaniach neuropsychologicznych 20m

        Struktura czasowa aktywności neuronalnej wykazuje widma mocy typu 1/f oraz długozasięgowe w czasie autokorelacje, które widoczne są w sygnałach rejestrowanych różnymi technikami: w magneto- oraz elektroencefalografii (MEG, EEG) [1], elektrokortykografii [2] oraz funkcjonalnym magnetycznym rezonansie jądrowym (fMRI) [3]. Co więcej, takie długozasięgowe korelacje czasowe pojawiają się także w danych behawioralnych [4-5], a nawet pokazano, że są one związane ze wspomnianymi wcześniej autokorelacjami mózgowymi [6].

        Dodatkowo występowanie długozasięgowych korelacji przestrzennych [7] oraz możność odtworzenia sieci spontanicznych koaktywacji obszarów korowych za pomocą modeli na granicy przejścia fazowego [8] skłaniają do opisywania mózgu jako układu krytycznego i pozwalają wykorzystywać jego cechy uniwersalne.

        Wiadomo również, że cechy sygnałów neuronalnych BOLD u ludzi zależą od stanu świadomości (czujny odpoczynek, wykonywanie zadań, sen, nieprzytomność, różne typy anestezji, stany po zażyciu środków psychodelicznych). Na przykład wykonywanie zadania [9] lub sen głęboki [10] w wielu obszarach mózgu zmniejszają występowanie czasowych korelacji długozasięgowych (mierzonych np. wykładnikiem Hursta) w porównaniu do czujnej relaksacji, podczas której fluktuacje aktywności mózgu występują spontanicznie.

        W naszych badaniach wykorzystujemy takie, mające znamiona uniwersalności, cechy sygnałów neurofizjologicznych, motorycznych i behawioralnych w celu stworzenia obiektywnych miar diagnostycznych. Mają one pomóc w wykrywaniu zmian funkcjonowania np. osób z niedoborem snu, czy dzieci z zaburzeniami rozwojowymi (ADHD, Asperger). W ramach analizy fMRI rozwijamy również metodę zastępującą korelacje liniowe, która umożliwiałaby analizę niestacjonarnych stanów w mózgu i dodatkowo mierzyłaby asymetrie i opóźnienia koaktywacji neuronalnych.

        [1] Linkenkaer-Hansen K et al. (2001). J Neurosci 21(4): 1370
        [2] Miller KJ et al. (2009). PLoS Comput Biol 5(12): e1000609
        [3] Maxim V, et al. (2005). Neuroimage 25(1): 141
        [4] Gilden DL, Thornton T, Mallon MW (1995). Science 267(5205): 1837
        [5] Shelhamer M, Joiner WM (2003). J Neurophysiol 90(4): 2763
        [6] Palva JM, et al. (2013). Proc Natl Acad Sci USA 110(9): 3585
        [7] Chialvo DR (2010). Nat Phys. 6(10): 744
        [8] Haimovici A et al. (2013). Phys Rev Lett 110(17): 178101
        [9] Shulman GL, et al. (1997). Neuroscience 9: 648–663; He BJ (2011). J Neurosci 31 (39): 13786
        [10] Tagliazucchi E et al. (2013), Proc Natl Acad Sci USA 110: 15419

        Speaker: Dr Jeremi Ochab (Institute of Physics, Jagiellonian University)
      • 16:20
        Separacja masy poprzez zjawisko ujemnej ruchliwości 20m

        Separacja obiektów masowych ze względu na ich masę jest szczególnie trudnym zadaniem z powodu braku ogólnej korelacji pomiędzy ich rozmiarem, a masą, zwłaszcza w mikro i nano świecie. W wykładzie omówię mechanizm separacji masy bazujący na wykorzystaniu zjawiska ujemnej ruchliwości [1], w którym masa wybrana do odseparowania może być efektywnie zmieniana o dwa rzędy wielkości poprzez modyfikację wyłącznie częstotliwości periodycznej w czasie zewnętrznej siły działającej na układ. Selektywność tej metody jest wystarczająca dla separacji nano i mikro cząstek pochodzenia organicznego lub syntetycznego.

        [1] A. Słapik, J. Łuczka, P. Hanggi and J. Spiechowicz, Tunable mass separation via negative mobility, Phys. Rev. Lett. 122, 070602 (2019)

        Speaker: Dr Spiechowicz Jakub (Uniwersytet Śląski)
      • 16:40
        Dyfuzja normalna i subdyfuzja cząsteczek w układzie warstwowym 20m

        Zaprezentowany zostanie model dyfuzji w układzie składającym się z kilku połączonych ośrodków. W każdym ośrodku może zachodzić inny rodzaj dyfuzji (dyfuzja normalna, subdyfuzja, powolna subdyfuzja), może także występować w nich absorpcja dyfundujących cząsteczek. Pomiędzy ośrodkami mogą znajdować się częściowo przepuszczalne, cienkie membrany. Model oparty jest na równaniach różnicowych, opisujących błądzenie losowe cząsteczki w układzie z dyskretnym czasem i zmienną przestrzenną. Wybór tych równań powodowany jest tym, że jest on rozwiązywalny, problemem jest natomiast przejście od zmiennych dyskretnych do ciągłych. Przejście to jest realizowane przy zastosowaniu reguł wyprowadzonych w pracach [1]. Otrzymane zostaną w ten sposób równania opisujące procesy dyfuzji-absorpcji oraz warunki brzegowe na granicach ośrodków. Warunki te przyjmują czasami nieoczekiwaną postać, np. dla procesu dyfuzji normalnej może pojawić się warunek brzegowy z pochodną czasową ułamkowego rzędu. Efektem zastosowania modelu jest wyznaczenie rozkładów stężeń substancji dyfundującej w układzie, przy zadanych warunkach początkowych, a także innych funkcji charakteryzujących proces, np. czasową ewolucję ilości zaabsorbowanej substancji. Jednymi z wniosków wynikających z modelu są: (a) Warunki brzegowe zadane na membranie separującej dwa ośrodki muszą być zależne od procesów zachodzących w tych ośrodkach. Nie można stosować w układach subdyfuzyjnych warunków brzegowych używanych w układach z dyfuzją normalną. (b) Warunki brzegowe zadane na asymetrycznej membranie są różne w zależności od położenia początkowego dyfundujących cząsteczek. Pokazana zostanie zmodyfikowana procedura rozwiązywania równań dyfuzji, w której fakt ten jest uwzględniony.

        Problem dyfuzji w układach warstwowych jest często rozważany w układach biologicznych. Jako przykład, prezentowany model zostanie użyty do opisu dyfuzji antybiotyków przez biofilm bakteryjny. Pokazane zostanie, że obserwacja czasowej ewolucji ilości antybiotyku, który przedostał się przez biofilm pokazuje, czy w biofilmie zachodzi absorpcja cząsteczek antybiotyku. Absorpcja ta może świadczyć o powstawaniu i intensywności mechanizmów obronnych bakterii przez działaniem antybiotyku. Otrzymane wyniki teoretyczne zostaną porównane z wynikami empirycznymi.

        [1] T. Kosztołowicz, Phys. Rev. E 99, 022127 (2019), Int. J. Heat Mass Transf. 111, 1322 (2017), J. Chem. Phys. 146, 084114 (2017), Phys. Rev. E 91, 022102 (2015), J. Stat. Mech. P10021 (2015).

        Speaker: Dr Kosztołowicz Tadeusz (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach)
    • 15:00 17:00
      Fizyka układów złożonych: S9.1
      • 15:00
        Złożoność niejedno ma imię. Epidemia złożoności: nowa jakość czy moda 30m

        Złożoność w świecie post-newtonowskim – złożoność a redukcjonizm. Brak jest ogólnej definicji złożoności - istnieją tylko cząstkowe definicje zorientowane na różne obszary nauki z dobrze określonymi sygnaturami i fenomenologicznymi miarami złożoności. Patrząc na złożoność należy brać pod uwagę fakt, że może to być tylko efektywna złożoność opisana leżącą u jej podstaw prostotą połączoną z logiczną głębią. Najpopularniejsze definicje złożoności są następujące: 1) oparta na nieredukowalności wprowadzająca pojęcie emergentności; 2) oparta na niestabilności oraz na multiplicity (wielogałęziowości); 3) oparta na przemianach fazowych a w tym na pośrednim nieporządku – stanach pośrednich pomiędzy maksymalnie uporządkowanymi a maksymalnie nieuporządkowanymi (czyli skrajnościami posiadającymi zerową złożoność); 4) oparta na sieciach złożonych; 5) oparta na pojęciu informacji. Powyżej wymienione rodzaje definicji nie są rozłączne a uzupełniają się, jednak są dalekie od wyczerpania całego obszaru złożoności. Na złożoność można patrzeć także z punktu widzenia jej rodzajów: a) złożoność statyczna i dynamiczna, b) złożoność równowagowa i nierównowagowa, c) złożoność interdyscyplinarna, d) złożoność nieożywiona i ożywiona. Nie można zapominać o pojęciu potencjalnej złożoności, czyli powstaniu złożoności w przyszłości ze stanów układu, które w teraźniejszości i przeszłości takie nie były. Wystąpienie ma charakter dwuczęściowy. Część pierwsza. Ogólne spojrzenie na złożoność oraz wskazanie na jej obecność w szeroko-rozumianej fizyce i poza nią. Nadzieje związane ze złożonością: prostota w złożoności i złożoność w prostocie; złożoność a hierarchiczność, bezskalowość, prawa potęgowe, zdarzenia ekstremalne i super-ekstremalne, uniwersalność, krytyczność, katastroficzność, niestabilność; efekty kolektywne: przemiany fazowe, sieci ewoluujące, modele agentowe, modele adaptacyjne. Część druga. Analiza a w tym symulacje komputerowe konkretnych wybranych przykładów typu: i) strukturalnych i topologicznych przemian fazowych sieci złożonych na przykładzie rynków finansowych; ii) analiza błądzeń hierarchicznych, iii) dynamika tłumu; iv) korkowanie się ruchu ulicznego. W trakcie wystąpienia postaram się odpowiedzieć na kilka ważnych pytań z ich długiej listy typu: Gdzie szukać złożoności? Co tradycyjna fizyka wniosła do złożoności a co złożoność do szeroko-rozumianej fizyki? Czy złożoność wprowadza nowe paradygmaty do nauki?

        Speaker: Prof. Ryszard Kutner (Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski)
      • 15:30
        Zastosowanie rozwiązań gier koalicyjnych do promowania kooperacji w populacjach z dylematami społecznymi 30m

        Rozważamy wieloosobowe gry - dylematy społeczne takie jak dylemat więźnia, dobro publiczne, dylemat ochotnika, dylemat zaufania, rozgrywane w populacjach. Członkowie populacji tworzą losowo N-osobowe koalicje. Zagregowane wypłaty z gry są redystrybuowane zgodnie z wybranym rozwiązaniem gry koalicyjnej. Ewolucja populacji jest opisywana równaniami replikatorowymi. Podajemy warunki kiedy takie redystrybucje zagregowanej wypłaty prowadzą do wzrostu asymptotycznego poziomu kooperacji w populacjach.

        Speaker: Tadeusz Płatkowski
      • 16:00
        Jak sobie poradzić z problemem zanikających gradientów przy trenowaniu sieci neuronowych? 20m

        Najlepsze obecnie wyniki w rozpoznawaniu obrazów, mowy, tłumaczeniu tekstów i innych zadań, które chcemy aby komputery automatycznie za nas robiły osiągają modele oparte na głębokich sieciach neuronowych. Ich trenowanie jednak potrafi przysparzać problemy i dopiero niedawno nauczyliśmy się jak sobie radzić z prawdziwie głębokimi sieciami. Parametry sieci dobierane są metodą schodzenia po gradiencie w kierunku rozwiązania, które wykazuje mniejszy błąd. Gradienty obliczane są poprzez propagację wsteczną i często się zdarza, że zanikają lub wybuchają w miarę ich propagacji, uniemożliwiając nauczenie sieci.
        W trakcie referatu przedstawię wyniki niedawnych prac, które pokazują istnienie pewnego rodzaju przejścia fazowego w przestrzeni parametrów, a sieci, których uczenie zainicjowane zostało w punkcie odpowiadającym krytyczności na tym diagramie, można skutecznie trenować. Oprócz tego pokażę jak tzw. sieci rezidualne omijają problem zanikających gradientów.

        Speaker: Wojciech Tarnowski (Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:20
        Identyfikacja waluty wiodącej w analizie rynku Forex jako układu złożonego 20m

        Przeanalizowane zostaną właściwości sieci Minimal Spanning Tree (MST) zbudowanej z danych kursu wymiany rynku FOREX w latach 2009-2018 dla różnych czasów opóźnienia dla zwrotów. Zaproponuję ekonomiczne warunki związane z cechami sieci, które muszą być spełnione przez tzw. walutę bazową. Ostatecznie zbudowana zostanie hierarchia wiodących światowych walut, która uwzględnia zarówno własności bezskalowości sieci, jak i jej stabilność. Zaproponujemy ekonomiczną interpretację tego wyniku.

        Speaker: Prof. Dariusz Grech (Uniwersytet Wrocławski)
      • 16:40
        Mikrofalowe sieci nieweylowskie 20m

        Jedną z najważniejszych właściwości grafów kwantowych jest to, że średnia gęstość energii własnych grafu jest stała w przestrzeni pędu: ρ=L/π. Gęstość ta zależy jedynie od sumy długości ramion grafu L. Ta bardzo ważna charakterystyka grafów nazywana jest prawem Weyla, a grafy które ją spełniają, nazywane są grafami weylowskimi. Przy użyciu sieci mikrofalowych [1] symulujących grafy kwantowe pokażę, że istnieją grafy, które tego prawa nie spełniają, są to tzw. grafy nieweylowskie [2]. Graf nieweylowski można uzyskać poprzez wprowadzenie do układu wierzchołka zrównoważonego, czyli takiego, do którego dochodzi taka sama liczba ramion grafu jak liczba nieskończenie długich przyłączy, które łączą graf ze światem zewnętrznym.

        Speaker: Dr Jiri Lipovsky (Department of Physics, Faculty of Science, University of Hradec Kralove)
    • 15:00 17:00
      Grawitacja, kosmologia i astrofizyka: S8.1
      • 15:00
        Samograwitujące dyski wokół czarnych dziur 30m

        Referat będzie poświęcony modelom stacjonarnych, samograwitujących dysków (torusów) rotujących wokół czarnych dziur. Modele tego typu uzyskuje się rozwiązując sprzężony układ równań Einsteina oraz równań ogólnorelatywistycznej hydrodynamiki (lub magnetohydrodynamiki). Omówię krótko sposób konstrukcji rozwiązań charakteryzowanych keplerowskim prawem rotacji, a następnie efekty wywołane obecnością toroidalnego pola magentycznego. Jeżeli czas pozwoli, opiszę również efekty charakterystyczne dla bardzo masywnych torusów: bifurkacje w przestrzeni rozwiązań oraz pojawianie się toroidalnych ergoobszarów związanych z dyskiem.

        Speaker: Dr Patryk Mach (Uniwersytet Jagielloński)
      • 15:30
        Astronomia fal grawitacyjnych 30m

        Bezpośrednie detekcje fal grawitacyjnych emitowanych podczas ostatnich chwil życia układów podwójnych czarnych dziur i gwiazd neutronowych okazały się skarbnicą wiedzyw dziedzinie fizyki gęstej materii, astrofizyki relatywistycznej, testowania teorii grawitacji i astronomicznych obserwacji wieloaspektowych. W wykładzie podsumuję dotychczasoweobserwacje projektów LIGO i Virgo, ich implikacje oraz perspektywy na przyszłość.

        Speaker: Michał Bejger (CAMK)
      • 16:00
        Problemy współczesnej kosmologii 20m

        Podstawy współczesnego modelu kosmologicznego powstały prawie sto lat temu.
        Przez pierwsze pół wieku od momentu powstania, praktycznie nie były dostępne dane obserwacyjne umożliwiające weryfikacje podstawowych założeń kosmologii. Na przestrzeni ostatnich dwudziestu lat sytuacja ta zmieniła się dramatycznie. Postęp technologiczny doprowadził do gwałtownego rozwoju kosmologii obserwacyjnej. Podczas swojego wykładu opowiem o tym jak stare koncepcje teoretyczne radzą sobie obecnie z napływem ogromnej ilości danych obserwacyjnych.

        Speaker: Sebastian Szybka (Jagiellonian University)
      • 16:20
        Problem masywnych gwiazd hiperonowych 20m

        Istnienie masywnych gwiazd neutronowych narzuca silne ograniczenia na postać równania stanu gęstej materii jądrowej. Wyklucza to większość równań stanu, ponieważ masy maksymalne uzyskiwane w modelach zawierających hiperony są znacznie poniżej wartości wyznaczonych obserwacyjnie.
        Teoretyczne modele materii jądrowej z dodatkowymi stopniami swobody dające w wyniku obliczeń masywne gwiazdy neutronowe opierają się na różnych podejściach. Relatywistyczne modele pola średniego z nieliniowymi członami uwzględniającymi sprzężenia pomiędzy mezonami dają obiecujące wyniki. Uzyskane rozwiązania silnie zależą od siły oddziaływań nukleon-hiperon oraz hiperon-hiperon. Jest to czynnik, który wpływa zarówno na wartości parametrów globalnych gwiazd, do których należą masa i promień, jak również na ich stratyfikację. Modyfikowana jest wewnętrzna struktura gwiazd hiperonowych nie tylko w ich końcowej fazie istnienia, ale także w całym procesie ewolucji, już od etapu gorącej gwiazdy proto-neutronowej z uwięzionymi neutrinami.

        Speaker: Dr Ilona Bednarek (Uniwersytet Śląski)
      • 16:40
        Emisja pierwotnych fal grawitacyjnych w scenariuszu kwantowego wielkiego odbicia 20m

        Charakterystycznym przewidywaniem Ogólnej Teorii Względności w zastosowaniu do modeli kosmologicznych jest pojawienie się osobliwości. W takim scenariuszu powszechnie zakłada się, że opis klasyczny załamuje się i konieczne staje się uwzględnienie efektów kwantowych, aby poprawnie opisać tak ekstremalną sytuację. W wystąpieniu przedstawiony zostanie model kwantowego wielkiego odbicia, opisujący gładkie przejście z fazy kontrakcji do aktualnej fazy ekspansji wszechświata. Wprowadzone zostaną metody opisu pół-klasycznego oparte na, tak zwanych, uogólnionych stanach koherentnych. Korzystając z powyższego podejścia początkowa osobliwość modelu wielkiego wybuchu zostaje usunięta. Co więcej, podejście pół-klasyczne wskazuje na możliwość emisji pierwotnych fal grawitacyjnych w trakcie scenariusza wielkiego odbicia.

        Speaker: Artur Miroszewski (Narodowe Centrum Badań Jądrowych)
    • 15:00 17:00
      Konferencja Dydaktyczna
      • 15:00
        Problemy z nauczaniem przedmiotów ścisłych w szkole o pozornych wymaganiach 30m

        Upowszechniając kształcenie na poziomie średnim i wyższym w Polsce po 1990 r. stopniowo dokonywano obniżania wymagań stawianych uczniom i studentom. W efekcie mamy obecnie w Polsce edukację o absolutnie minimalnych (wręcz pozornych) wymaganiach. W przypadku oświaty najbardziej wyraziście widać to w formule egzaminów zewnętrznych i obowiązujących na nich wymaganiach, ale także we wprowadzonej w roku 2009 możliwości promowania do klasy programowo wyższej, poprzez decyzję rady pedagogicznej szkoły, ucznia z oceną niedostateczną. Równocześnie w ciągu ostatnich dwudziestu lat doszło do zmarginalizowania w programach szkolnych przedmiotów ścisłych, szczególnie fizyki i chemii, jak również dramatycznie spadł poziom przygotowania matematycznego absolwentów szkół średnich do podejmowania studiów na kierunkach ścisłych i technicznych. W wielu uczelniach na tych kierunkach trwałym elementem stały się zajęcia wyrównawcze w ramach, których studenci uczą się matematyki na poziomie szkoły średniej, aby można było z nimi pracować na poziomie wymagań szkoły wyższej (też często niższym niż miało to miejsce kilkanaście lat temu). Analizując zmiany w ramowych planach nauczania możemy zaobserwować, jak stopniowo ograniczana była w nich liczba godzin fizyki i chemii oraz jak zmieniały się podstawy programowe tych przedmiotów. Otóż treści programowe były również ograniczane, a wręcz można stwierdzić, że infantylizowane. Podobnie działo się z matematyką. Zwracam uwagę na ten fragment naszej edukacji, gdyż bez wyraźnej poprawy w tym obszarze wszelkie dyskusje o szkole XXI w., szkole nowoczesnej, kształtującej krytyczne i kreatywne postawy będą tylko oderwanymi od rzeczywistości rozważaniami. Szczególnie przedmioty ścisłe wymagają bowiem nauczania o poważnych, narastających wraz z kolejnymi etapami kształcenia, wymaganiach. Uczenie się w tym przypadku musi bezwzględnie być procesem systematycznego pokonywania kolejnych poziomów trudności. Trzeba jednak podkreślić, że równocześnie musi to być nauczanie rozbudzające uczniowskie zainteresowania, pełne możliwości eksperymentowania i rozwiązywania interesujących problemów. Tymczasem obecnie coraz więcej absolwentów szkół średnich nie miało takich możliwości w trakcie swojego kształcenia.

        Speaker: Jerzy Lackowski (Studium Pedagogiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego)
      • 15:30
        Fizyka w gwiezdnych wojnach, czyli fikcja i fantastyka oczami fizyka 30m

        Fantastyczny świat przedstawiony w "Gwiezdnych Wojnach" jest pełen niezwykłych technologii i urządzeń, o których dzisiaj może tylko pomarzyć: unoszące się w powietrzu pojazdy, podróże w hiperprzestrzeni, miecze świetlne, supermocne lasery. Wiele z tych koncepcji uznaje się obecnie za sprzeczne z prawami fizyki. Niektóre natomiast, choć dzisiaj niewykonalne, wydają się możliwe do realizacji.

        Speaker: Witold Zawadzki (Instytut Fizyki, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ)
      • 16:00
        Metoda elementarna w Rekomendacji PTF – szacowanie niepewności pomiaru wielkości mierzonych pośrednio. 40m

        W czerwcu 2018 r. uchwałą Zarządu Głównego PTF została przyjęta Rekomendacja Polskiego Towarzystwa Fizycznego dotycząca nauczania o opracowywaniu wyników pomiarów w szkołach. Opracowane zalecenia podyktowane były głównie potrzebą zapewnienia wszystkim uczniom elementarnego rozeznania i zasobu wiadomości w zakresie pomiaru i jego niepewności, będącego jednym z aspektów ogólnego wykształcenia, przydatnego w dalszym kształceniu i w życiu codziennym. Dla kształcenia ponadpodstawowego w zakresie rozszerzonym proponowana jest adekwatnie rozbudowana analiza niepewności pomiarowych. Powinna ona zastąpić obecne w niektórych podręcznikach pojęcia i stosowane formalizmy, które dają podstawę do stwierdzenia, że “uczymy w ten sposób metod już od dawna niestosowanych we współczesnej nauce, zatem nieprzydatnych w szkołach wyższych i życiu zawodowym”.
        Podczas wystąpienia zostanie zaprezentowana “metoda elementarna” szacowania niepewności pomiaru wielkości mierzonych pośrednio, przyjęta w Rekomendacji. Metoda ta uwzględnia zalecenia zalegalizowane przez międzynarodowe gremia w Przewodniku GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) – konwencja GUM z 1995 r., aktualnie obowiązującym w praktyce współczesnych nauk doświadczalnych i w technice.
        Podane zostaną przykłady stosowania „metody elementarnej” w analizie wyników typowych szkolnych eksperymentów, na poziomie ponadpodstawowym.
        Dokonana zostanie analiza porównawcza tej metody (metody elementarnej – MEl) w stosunku do znanej z praktyki szkolnej metody najmniej korzystnego przypadku (NKP).

        Speakers: Włodzimierz Natorf (IX Liceum Ogólnokształcące w Warszawie), Andrzej Majhofer (Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski), Tadeusz Molenda (Pracownia Dydaktyki Fizyki i Astronomii, Uniwersytet Szczeciński)
      • 16:40
        Wybrane stanowiska dydaktyczne inspiracją do popularyzacji optoelektroniki 20m

        Optoelektronika zaczyna odgrywać coraz większą rolę w życiu codziennym. Coraz częściej widzimy młode osoby, które zamiast rozmawiać między sobą korzystają z telefonów komórkowych. W urządzeniu tym chyba najważniejszy jest wyświetlacz. Warto może wykorzystać fascynacje tym urządzeniem aby zainteresować młodzież podstawowymi zagadnieniami optyki i optoelektroniki. W prezentacji zostaną przedstawione wybrane dydaktyczne stanowiska laboratoryjne Katedry Optoelektroniki Politechniki Śląskiej. Zobaczenie ”pod mikroskopem „ wyświetlacza telefonu może być początkiem fascynacji optoelektroniką, lub może pierwszym spotkaniem ze światłem spolaryzowanym i ciekłym kryształem. Wykorzystanie mikroskopu oraz już coraz bardziej dostępnych spektrometrów światłowodowych, pozwala na pomiar grubości nanometrowych powłok optycznych. Pomiar widm optycznych coraz to nowych źródeł światła uświadamia szybkość z jaką nauka wchodzi do naszego życia codziennego. Zaprezentowane stanowiska mogą być inspiracją do przygotowania własnych demonstracji oraz zachętą do nowych zakupów dla pracowni lub odkurzenia odłożonych na półkę urządzeń.

        Speaker: Kazimierz Gut (Katedra Optoelektroniki, Politechnika Śląska)
    • 15:00 17:00
      Nanofizyka i nanotechnologia: S2 Sala "Mała" (S2) (Aditorium Maximum)

      Sala "Mała" (S2)

      Aditorium Maximum

      ul. Krupnicza 33
      • 15:00
        Czy można wyprodukować idealną nanocząstkę? 30m

        Nanocząstki (NPs) o rozmiarach pomiędzy 2 a 50 nm stają się coraz bardziej popularne, ponieważ mogą znaleźć zastosowania w inżynierii materiałowej, chemii, katalizie, medycynie i biologii. Dużym zainteresowaniem cieszą się nanocząstki o różnorodnych kształtach, gdyż można je zaprojektować do konkretnej aplikacji oraz wytwarzać tanimi metodami syntez chemicznych. W niniejszej pracy przeprowadzone zostały badania morfologiczne i analityczne techniką transmisyjnej mikroskopii elektronowej (STEM i EDS) różnych rodzajów NPs do zastosowań katalitycznych oraz biomedycznych. Przebadano trójwymiarowe (3D) katalizatory będące obiecującymi nanomateriałami do utleniania etanolu (EOR) w ogniwach paliwowych. Są to nanocząstki Pt(Rh)Ni3 w kształcie dwunastościanów rombowych, które składają się z niklowego rdzenia i otaczającego go platynowego szkieletu zewnętrznego. Po usunięciu rdzenia, pozostająca pusta nanoramka Pt oferuje znacznie większą powierzchnię aktywną w porównaniu do sferycznych NPs. Obecnie najlepszym, znanym w literaturze [1] katalizatorem do EOR jest układ PtRh/SnO2, dlatego też nanoramki zostały udekorowane nanocząstkami SnO2 [2] lub też SnO2 zostało wprowadzone w postaci warstwy poprzez reakcję wymiany galwanicznej z Ni [3]. Drugi temat badań związany jest z elektrokatalitycznym utlenianiem etanolu (EOR) oraz próbą zastąpienia Rh w katalizatorze trójskładnikowym PtRh/SnO2 [1] przez tańszy ren [4,5]. Katalizator Pt/Re/SnO2 wykazuje ponad ośmiokrotnie wyższe wartości gęstości prądu w porównaniu z komercyjnie dostępnym katalizatorem platynowym.
        Najnowsza tematyka badawcza związana jest z opracowaniem powtarzalnej metody syntezy nanocząstek Pt, Au, Pd o różnych kształtach lub składających się z magnetycznego rdzenia otoczonych albo metalem szlachetnym tj. Au lub Pt, lub warstwą biokompatybilną np. SiO2, które znajdą zastosowanie w poprawie efektywności fototerapii, terapii protonowej oraz w obrazowaniu rezonansem magnetycznym. Ponadto badamy wpływ cytotoksyczności w/w nanocząstek na komórki nowotworowe glejaka oraz jelita grubego, tak aby podawać bezpieczne ich stężenie przed zastosowaniem w protonoterapii, fototerapii oraz obrazowaniu MRI.

        [1] A. Kowal et all, Nature Materials 9 (2009) 325
        [2] G. Gruzeł et all, ACS Applied Materials & Interfaces, przyjęte (2019)
        [3] G. Gruzeł et all, Nanoscale 11 (2019) 5355
        [4] E. Drzymała et all, J. of Nanoparticle Research 20 (2018) 144
        [5] M. Parlinska-Wojtan et all, Applied Catalysis A: General 570 (2019) 319

        Speaker: Prof. Magdalena Parlińska-Wojtan (Instytut Fizyki Jądrowej PAN)
      • 15:30
        Fotokatalityczne rozszczepianie wody przy użyciu nanokryształów półprzewodników 30m

        Nanokryształy półprzewodników są bardzo obiecujące pod względem wydajnego wykorzystania energii słonecznej do produkcji wodoru z wody, jednak wydajność tego procesu pozostaje niewielka z uwagi na jedynie fragmentaryczne zrozumienie mechanizmu transportu wzbudzonych ładunków w takich nanostrukturach [1]. W tej pracy wykorzystaliśmy ultraszybką spektroskopię „pump-probe” i spektroskopię fotoluminescencji zmiennoczasowej w celu zbadania dynamiki transferu ładunku podczas fotokatalitycznego rozszczepiania wody na nanokrysztale siarczku kadmu i metalicznych współkatalizatorach. Pokazujemy, że dzięki określeniu etapów które ograniczają szybkość całego procesu oraz dzięki zaprojektowaniu nanostruktur by zapewnić wydajny rozdział ładunku i powolną rekombinację, można osiągnąć prawie 100% wydajność kwantową produkcji wodoru z wody.[2-5] Następnie wykorzystaliśmy kształt nanopręcików CdS do rozdzielenia przestrzennego procesów redukcji i utleniania a zarazem funkcjonalizowaliśmy CdS cząsteczkowym katalizatorem utleniania wody, opartym na metaloorganicznym związku rutenu, aby umożliwić całkowite rozszczepienie wody na wodór i tlen na pojedynczych nanokryształach CdS [6]. Reakcja przebiega bez użycia jakichkolwiek dodatkowych czynników redukujących lub utleniających. Nasz przykład udowadnia, że światło widzialne może być skutecznie użyte do rozszczepiania wody pod warunkiem odpowiedniego doboru nanokrystalicznych fotokatalizatorów i współkatalizatorów.
        Literatura
        1. J.K. Stolarczyk et al., ACS Catalysis 2018, 8, 3602–3635
        2. T. Simon et al., Nature Mater. 2014, 13, 1013-1018
        3. T. Simon et al., ACS Energy Lett. 2016, 1, 1137-1142
        4. A. Manzi et al. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 14007-14010
        5. S. Bhattacharyya et al. Nature Commun. 2017, 8, 1401.
        6. C.Wolff et al., Nature Energy 2018, 3, 862-869.

        Speaker: Dr Jacek Stolarczyk (Universytet Ludwika-Maksymiliana w Monachium)
      • 16:00
        Nanostruktury w fizyce atomowej 20m

        Manipulacja wewnętrznymi i zewnętrznymi stopniami swobody atomów w fazie gazowej jest zazwyczaj dokonywana przy pomocy światła i pól magnetycznych. Końcowe etapy pułapkowania i chłodzenia atomów bazują głównie na optycznych i magnetycznych siłach dipolowych, działających w obszarach o dużym gradiencie natężenia światła czy pola magnetycznego. Uzyskanie skomplikowanych optycznych potencjałów dipolowych, wykraczających poza te generowane przez proste ogniskowanie wiązki czy sieci optyczne, jest trudne, a ponadto ograniczone dyfrakcyjnie.

        Jedną z metod otrzymania skomplikowanych optycznych potencjałów dipolowych jest wykorzystanie polarytonów plazmonów powierzchniowych, wzbudzanych na powierzchniach metalicznych i metaliczno-dielektrycznych. Zarówno generację, jak i przestrzenną modulację potencjału uzyskuje się dzięki submikronowym strukturom na powierzchni – głównie złota.

        W naszych badaniach znaleźliśmy optymalne parametry struktur odbiciowych i transmisyjnych metodami numerycznymi, a następnie zbadaliśmy rzeczywiste układy metodami optycznymi w polu dalekim i bliskim (mikroskopią SNOM) oraz bezpośrednim próbkowaniem z użyciem technik fizyki zimnych atomów [1,2,3]. Badania dotyczyły zarówno struktur przygotowywanych w mikroskopach elektronowych i jonowych FIB, jak i otrzymanych opracowaną przez nas metodą na bazie zmodyfikowanych powierzchni wewnętrznych dysków optycznych DVD. Wyniki numeryczne i eksperymentalne potwierdzają nawet dwustukrotne zwiększenie natężenia polarytonów plazmonów powierzchniowych względem natężenia światła wzbudzającego oraz 95% efektywność ich wzbudzania. Zbadaliśmy również w sposób bezpośredni efekty termiczne towarzyszące rozpraszaniu plazmonów powierzchniowych [4].

        [1] T. Kawalec, D. Bartoszek-Bober, R. Panaś, J. Fiutowski, A. Pławecka, H.-G. Rubahn, Optical dipole mirror for cold atoms based on a metallic diffraction grating, Opt. Lett. 39, 2932 (2014)
        [2] T. Kawalec, A. Sierant, R. Panaś, J. Fiutowski, L. Józefowski, H.-G. Rubahn, Surface Plasmon Polaritons Probed with Cold Atoms, Plasmonics 13, 639–644 (2017)
        [3] A. Sierant, B. Jany, J. Rysz, T. Kawalec, Surface plasmon polaritons on a transmission diffraction grating for atomic physics and sesnors, w przygotowaniu
        [4] A. Sierant, R. Panaś, J. Fiutowski, H.-G. Rubahn and T. Kawalec, Tayloring optical discs for Surface Plasmon Polaritons generation, w przygotowaniu

        Speaker: Tomasz Kawalec (Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie)
      • 16:20
        Unikalne właściwości nanokrystalizowanych tlenkowych szkieł przewodzących 20m

        W ostatnich latach nasza grupa prowadziła intensywne badania nad termiczną nanokrystalizacją [1] szklistych odpowiedników znanych materiałów katodowych do baterii sodowych i litowych (np. V$_2$O$_5$ [2], LiFePO$_4$ [3], Li$_3$V$_2$(PO$_4$)$_2$F$_3$, Na$_3$V$_2$(PO$_4$)$_2$F$_3$) oraz elektrolitów stałych przewodzących jony tlenu (np. Bi$_2$O$_3$ [4]). Dzięki tej niekonwencjonalnej technice, alternatywnej wobec dotychczas stosowanych, udało się zsyntetyzować nanostrukturalne materiały katodowe lub elektrolityczne o ciekawej morfologii i nietypowych właściwościach fizycznych.

        W przypadku ww. materiałów katodowych nanokrystalizacja prowadziła do znacznego i nieodwracalnego wzrostu ich początkowo niskiej przewodności elektrycznej, bez konieczności wprowadzania dodatków węgla. Względny wzrost przewodności uzyskany tą metodą wynosił w niektórych przypadkach nawet $10^9$, a przewodności końcowych nanomateriałów osiągały w temp. pokojowej wysokie wartości sięgające 7·10$^{–2}$ S/cm. Stwierdzony wzrost przewodności przypisano obecności dobrze rozbudowanych wysokoprzewodzących powierzchni nanokrystalitów (o rozmiarach 5–50 nm, Rys. 1), zapewniających dobre warunki do hoppingu elektronowego np. pomiędzy jonami V$^{5+}$ i V$^{4+}$ lub Fe$^{3+}$ i Fe$^{2+}$.

        Faza δ–Bi$_2$O$_3$, stabilna w wąskim zakresie temperatury 730–825 °C, jest najlepszym znanym przewodnikiem jonów tlenu (ok. 1 S/cm w 750°C). Dotychczasowe próby rozszerzenia zakresu stabilności tej fazy opierały się bądź na odpowiednim domieszkowaniu Bi$_2$O$_3$ bądź na wytwarzaniu jego cienkich warstw. Nam udało się dokonać stabilizacji fazy $\delta$–Bi$_2$O$_3$ do temperatury pokojowej dzięki zastosowaniu termicznej nanokrystalizacji szkła Bi$_2$O$_3$.

        Literatura:
        [1] T.K. Pietrzak et al., Materials Science and Engineering B 213 (2016) 140–147.
        [2] T.K. Pietrzak et al., Journal of Power Sources 194 (2009) 73–80.
        [3] J.E. Garbarczyk et al., Solid State Ionics 272 (2015) 53–59.
        [4] T.K. Pietrzak et al., Solid State Ionics 323 (2018) 78–84.

        Speaker: Dr Tomasz Pietrzak (Politechnika Warszawska Wydział Fizyki)
      • 16:40
        Procesy redoks w tlenkach metali przejściowych: od kontroli właściwości w nanoskali po wzrost heterostruktur metal/półprzewodnik 20m

        Tlenki metali przejściowych z uwagi na swoją dostępność, niską cenę, a przede wszystkim dzięki wyjątkowej uniwersalności przyczyniają się do gwałtownego rozwoju w wielu dziedzinach życia, poczynając od kosmetyki, przez (foto)katalizę po magazynowanie i przetwarzanie energii. Właściwości tlenków metali przejściowych są silnie związane z obecnością wakancji tlenowych w strukturze krystalicznej, kluczowe jest zatem zrozumienie procesów redoks stojących za zmianą ich koncentracji. Jedną z najbardziej obiecujących i najszerszej badanych klas tlenków metali są perowskity (ABO$_{3}$), posiadające unikalne zastosowania m.in. memrystywne oraz ferroelektryczne, z uwagi na znaczącą polarność powierzchni [1].
        W niniejszej prezentacji przedstawione zostaną wyniki prac nad redukcją i utlenieniem modelowego perowskitu, jakim jest tytanian strontu SrTiO$_{3}$(100), przeprowadzonych w kontrolowanych warunkach ultra wysokiej próżni. Okazuje się, że wraz z postępującą redukcją termiczną następują zmiany struktury powierzchni oraz właściwości elektronowych, związane ze wzrostem koncentracji wakancji tlenowych, skutkując ewolucją od półprzewodnikowego do metalicznego charakteru przewodnictwa [2]. Ciekawym, acz nieznanym do tej pory efektem jest dekompozycja struktury krystalicznej w warunkach obniżonego ciśnienia parcjalnego tlenu (mechanizm ELOP) [3], skutkująca powstaniem na powierzchniach redukowanych kryształów monokrystalicznych nanodrutów zbudowanych z tlenku tytanu (II) [3]. Nanostruktury z TiO odznaczają się o kilka rzędów wielkości lepszym przewodnictwem elektrycznym niż podłoże i, w przeciwieństwie do zredukowanego SrTiO$_{3}$, ich właściwości pozostają niezmienione po ekspozycji na tlen. Z tego względu są to szczególnie obiecujące materiały do zastosowań w rzeczywistych układach katalitycznych czy memrystywnych. Dodatkowo, zmierzona w nanoskali różnica prac wyjścia pomiędzy TiO a SrTiO$_{3}$ wynosząca 0.6 eV wskazuje na istnienie egzotycznych stanów elektronowych na interfejsie [5].

        [1] Setvin, M., et al., Science, (2018), 359.6375, 572
        [2] Wrana, D., et al., Applied Surface Science, (2018) 432, 46
        [3] Rodenbücher, C., et al., Physica Status Solidi (RRL)–Rapid Research Letters (2017) 11, 1700222
        [4] Wrana, D., et al., Nanoscale, (2019) 11, 89
        [5] Wrana, D., et al., Beilstein Journal of Nanotechnology (2019)

        Speaker: Dr Dominik Wrana (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)
    • 17:00 17:30
      Przerwa kawowa 30m
    • 17:30 19:30
      Fizyka materii skondensowanej: S5.4
      • 17:30
        Badania rentgenostrukturalne cieczy dipolowych i ich roztworów 30m

        Celem wykładu jest pokazanie, że istnienie struktury jest cechą wspólną dla cieczy dipolowych i ich roztworów. O sposobie uporządkowania w cieczach i ich roztworach, czyli o typie struktury bliskozasięgowej decyduje kształt molekuł lub agregatów molekularnych tworzących ciecz lub roztwór.
        Badano mieszaniny niektórych cieczy dipolowych z niedipolowym rozpuszczalnikiem w temperaturze 293 K. Materiałem badań były ciecze dipolowe zawierające grupy –OCH3, –Cl, –NO2 i ich roztwory z para-ksylenem (1,4-dimetylobenzen). Na podstawie danych strukturalnych o rozpuszczalniku [1,2] i cieczach dipolowych [3] zbadano ich mieszaniny. Stopień wewnętrznego uporządkowania w pierwszej sferze koordynacyjnej badanych cieczy
        i ich roztworów przedstawiono za pomocą modeli van der Waalsa molekuł, które pozwoliły uwzględnić zarówno ich kształt, orientacje, ułożenia i upakowanie.
        Wyniki badań rentgenostrukturalnych potwierdziły, że istnieje lokalne uporządkowanie kryształopodobne w cieczach dipolowych i struktura bliskozasięgowa ich roztworów [4]. Rentgenowskie eksperymenty dyfrakcyjne udowodniły istnienie struktury bliskozasięgowej cieczy złożonych i ich roztworów w zakresie odległości do 2 nm.
        W referacie omówimy:
        – rentgenowską analizę konformacyjną
        – wpływ struktury na właściwości fizyczne cieczy dipolowych i ich roztworów
        – związki między strukturą elektronową związków aromatycznych a oddziaływaniami
        międzymolekularnymi w badanych roztworach
        Poznanie struktury roztworów ciekłych może być stymulatorem badań nad mechanizmami oddziaływań międzymolekularnych [5]. Wiedza o aranżacjach przestrzennych molekuł (ich ułożenia i orientacje) umożliwi dokładniejsze wyjaśnienie wielu procesów chemicznych zachodzących w roztworach. Współczesne wyniki badań komputerowych symulacji procesów fizykochemicznych Molecular Modelling wymagają doświadczalnej weryfikacji metodami dyfrakcji rentgenowskiej.

        Literatura:
        [1] H. Drozdowski, Phys. Chem. Liq. 44(1), 21–30 (2006).
        [2] H. Drozdowski, J. Mol. Struct. 783, 204–209 (2006).
        [3] H. Drozdowski, A. Mansfeld, Phys. Chem. Liq. 46(3), 255–262 (2008).
        [4] H. Drozdowski, A. Romaniuk, Z. Błaszczak, Rad. Phys. Chem. 93, 47–53 (2013).
        [5] M. Śliwińska-Bartkowiak, Badania mieszanin niektórych cieczy dipolowych
        z niedipolowymi rozpuszczalnikami w okolicy punktu przejścia fazowego,
        Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań 1992.

        Speaker: Mr Henryk Drozdowski (Wydział Fizyki UAM)
      • 18:00
        Magnetyzm i nadprzewodnictwo w związkach na bazie EuFe$_2$As$_2$ - badania metodą spektroskopii Mössbauera 30m

        Magnetyzm i nadprzewodnictwo tradycyjnie postrzegane były jako zjawiska antagonistyczne, jednakże obecnie uważa się, że osobliwa interakcja między nimi może być przyczyną niekonwencjonalnych mechanizmów tworzenia par Coopera i może przyczynić się do odkrycia materiałów o temperaturach krytycznych $T_c$ sięgających temperatury pokojowej. Od ponad 10 lat unikalnym obiektem badań są nadprzewodniki na bazie żelaza, w których nadprzewodnictwo typu 3$d$ wywodzi się z magnetycznych związków macierzystych. Szczególnym przykładem jest związek EuFe$_2$As$_2$ cechujący się porządkiem antyferromagnetyczny typu fali gęstości spinowej (spin density wave - SDW) pochodzącym od wędrownych elektronów 3$d$ żelaza z $T_{SDW}$ = 190 K oraz dodatkowo zlokalizowanym magnetyzmem typu 4$f$ europu z $T_N$ = 19 K. Nadprzewodnictwo uzyskuje się przez podstawienie chemiczne wywołujące domieszkowanie elektronowe lub dziurowe oraz ewentualnie ciśnienie wewnętrzne. Metoda spektroskopii Mössbauera dla linii rezonansowych izotopów $^{57}$Fe i $^{151}$Eu została zastosowana do badania w funkcji temperatury układów cechujących się różnym typem i stopniem podstawień chemicznych. Stwierdzono, że domieszkowanie zaburza obydwa typy porządku magnetycznego oraz prowadzi do nadprzewodnictwa typu włóknistego (filamentary) z odseparowanymi przestrzennie obszarami pozbawionymi magnetyzmu 3$d$. Wraz ze wzrostem koncentracji domieszki obniża się temperatura $T_{SDW}$, aż do zaniku SDW, natomiast lokalne momenty magnetyczne Eu$^{2+}$ ulegają reorientacji z płaszczyzny krystalograficznej a-b w kierunku osi c prowadząc do pojawienia się składowej ferromagnetycznej. W stanie podstawowym układ wykazuje współistnienie nadprzewodnictwa 3$d$ i magnetyzmu 4$f$ oraz ewentualnie występowanie zjawiska re-entrant, czyli powrotu do stanu normalnego w temperaturze poniżej $T_c$. Stwierdzono, że jądra atomów żelaza odczuwają magnetyzm europu poprzez nadsubtelne pole transferu o wartości około 1 Tesla, nawet w stanie nadprzewodzącym.

        Podziękowanie: Badania realizowane w ramach projektu Narodowego Centrum Nauki 2018/29/N/ST3/00705.

        Speaker: Dr Artur Błachowski (Laboratorium Spektroskopii Mössbauerowskiej, Instytut Fizyki, Uniwersytet Pedagogiczny)
      • 18:30
        Relaksacja spinu dziury w samorosnących kropkach kwantowych w kryształach o kierunku wzrostu [001] i [111] 20m

        Przedmiotem prezentacji jest wpływ oddziaływania spin-orbita na stany oraz na czas relaksacji spinu dziury w pojedynczej kropce kwantowej InAs/GaAs w krysztale o kierunku wzrostu [001]- i [111]. Rozpatrujemy kropki kwantowe o różnej geometrii, reprezentujące punktowe grupy symetrii C2v, D2d i C3v. Stany dziury zostaną sklasyfikowane przez nieprzywiedlne reprezentacje grup. Następnie przedyskutowany zostanie wpływ oddziaływania spin-orbita na mieszanie powłok oraz reguły wyboru. Zaprezentowane zostaną obliczenia szybkości obrotu spinu pomiędzy stanami najniższego dubletu Zeemanowskiego [1].

        Stany dziurowe zostały obliczone przy wykorzystaniu ośmio- i czernastopasmowej metody k.p w przybliżeniu funkcji obwiedni [2,3]. Pole magnetyczne jest uwzględnione poprzez podstawienie Peierlsa[4]. Wpływ fononów akustycznych opisujemy w granicy długofalowej, gdzie szybkość relaksacji fononowej została obliczona przy wykorzystaniu złotej reguły Fermiego.

        Uzyskane wyniki pokazują, że czas życia dziury znacznie wydłuża się jeżeli kropka kwantowa jest wytworzona w krysztale o kierunku wzrostu [111]. Pokażemy, że jest to związane z regułami wyboru narzucanymi przez symetrię C3v, które wykluczają sprzężenie pomiędzy stanami o obwiedni typu 's' i 'p'.

        [1] K. Gawarecki, M. Krzykowski, Phys. Rev. B 99, 125401 (2019),
        [2] R. Winkler, Spin-Orbit Coupling Effects in Two-Dimensional Electron and Hole Systems, Vol. 191 of Springer Tracts in Modern Physics (Springer, Berlin, 2003),
        [3] K. Gawarecki, Phys. Rev. B 97, 235408 (2018),
        [4] T. Andlauer, R. Morschl, and P. Vogl, Phys. Rev. B 78, 075317 (2008).

        Speaker: Dr Krzysztof Gawarecki (Katedra Fizyki Teoretycznej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska)
      • 18:50
        Właściwości polaryzacyjne widm ramanowskich 1T-TaS2 20m

        M. Furman1, E.M. Łacińska1, J. Binder1, I. Lutsyk 2, Z. Klusek2,
        R. Stępniewski1, A. Wysmołek1

        1 Faculty of Physics, University of Warsaw, Pasteura 5, 02-093 Warsaw, Poland
        2Faculty of Physics, University of Łódź, Pomorska 149/153, 90-236 Łódź, Poland

        Dichalkogenki metali przejściowych (TMDs) należą do bardzo intensywnie badanych dwuwymiarowych materiałów warstwowych. Do rodziny tej należy dwusiarczek tantalu (TaS2). Polityp 1T-TaS2 to bardzo interesujący materiał, wykazujący wiele niezwykłych właściwości: charakteryzuje się temperaturowo zależnymi przejściami fazowymi związanymi z falami gęstości ładunku i stowarzyszonymi dystorsjami sieci krystalicznej, w szczególności zachodzi w nim przejście fazowe metal – izolator.
        Spektroskopia ramanowska jest relatywnie szybką i nieinwazyjną technika, szeroko stosowaną w badaniach dichalkogenków metali przejściowych. W przypadku 1T-TaS2 jest bardzo użyteczną techniką pozwalającą badać przejścia fazowe [1]. Niezwykle bogata struktura widm niskotemperaturowych jest związana z przejściem fazowym metal-izolator, któremu towarzyszą zmiany rozmiarów przestrzennych komórki elementarnej, a co za tym idzie zmiany rozmiarów pierwszej strefy Brillouina 1T-TaS2 i stowarzyszone z tym „foldowanie” modów fononowych. Ponadto okazuje się, że widma ramanowskie 1T-TaS2 różnią się od siebie w zależności od energii lasera pobudzającego. 
        W niniejszym komunikacie przedstawiamy wyniki badań ramanowskich objętościowego 1T-TaS2 wykonanych przy użyciu lasera o długości fali 532 oraz 633 nm w zależności od kąta polaryzacji światła rozproszonego nieelastycznie, względem polaryzacji światła pobudzającego. Rysunek 1 przedstawia przykładowe wyniki dla kilku linii ramanowskich zmierzonych przy pobudzaniu laserem o długości fali 532 nm w temperaturze 5 K. Jak widać, badane linie ramanowskie wykazują maksima intensywności dla trzech różnych kierunków polaryzacji. Uzyskane wyniki mogą dostarczyć nowych informacji o strukturze pasmowej 1T-TaS2 w fazie niskotemperaturowej, w szczególności o symetrii stanów z pasma walencyjnego oraz przewodnictwa biorących udział w procesie rozpraszania światła.
        
        Speaker: Ewa Maria Łacińska (Uniwersytet Warszawski)
      • 19:10
        Materia molekularna w warunkach nanoograniczenia przestrzennego – badania metodą małokątowego rozpraszania neutronów i promieni X 20m

        Praca dotyczy badania wybranych prętopodobnych ciekłych kryształów, szkłotwórczych alkoholi o globularnym kształcie molekuł, oraz substancji pochodzenia organicznego w matrycach nanoporowatych o różnych średnicach porów.
        Przestrzenne rozmieszczenie cząsteczek – materii molekularnej (uporządkowanie bliskiego zasięgu) w przestrzeni o nanometrowych rozmiarach jest wypadkową dwóch efektów: entropowego i energetycznego. W warstwie bezpośrednio sąsiadującej ze ściankami porów dominują efekty energetyczne związane z oddziaływaniem materii miękkiej z tymi ściankami. Oddziaływanie takie prowadzi do powstania w tym obszarze tzw. "stanów paranematycznych”, jeżeli substancja wypełniająca jest materią ciekłokrystaliczną. W obszarze „rdzeniowym” natomiast dominujące efekty entropowe odpowiedzialne są za zjawiska typu „porządek/nieporządek”. W nanoporach odpowiednio małej średnicy występuje efekt tzw. „ujemnego ciśnienia”.
        Metody rozpraszania niskokątowego, choć w tym przypadku dość trudne, umożliwiają wykrycie fluktuacji średniej długości rozpraszania SLD (SANS) lub gęstości elektronowej (SAXS) i pośrednio – wgląd w upakowanie molekuł. Załaczony rysunek przedstawia sygnał SANS dla trzech homologów ciekłokrystalicznych z szeregu nCFPB w matrycy o średnicy porów 18nm. Maksimum SANS około 0.013A$^{-1}$ pochodzi od czynnika strukturalnego związanego z uporządkowaniem porów.Widoczny jest wpływ długości łańcucha terminalnego na fluktuacje SLD.

        Speaker: Wojciech Zając (Instytut Fizyki Jądrowej PAN)
    • 17:30 19:30
      Fizyka statystyczna: S6.2
      • 17:30
        Osmoza, adsorpcja i przepływ - zagadki powstawania agatów 30m

        Agaty to minerały zbudowane z mikrokrystalicznego kwarcu ułożonego w charakterystyczne, różnobarwne wstęgi. Powstają w procesie osadzania krzemionki na ściankach pustek w skałach magmowych. Z uwagi na duże różnice stężeń molowych krzemionki w roztworze i fazie stałej, znacząca objętość roztworu krzemionki jest niezbędna do uformowania pojedynczej geody agatowej. W jaki jednak sposób roztwór dostaje się do wnętrza geody i - co równie istotne - jaki jest mechanizm nieustannego uzupełniania stężenia krzemionki podczas osadzania kolejnych warstw agatowych? Wskazówką do rozwikłania tych zagadek jest obecność charakterystycznych, cebulowatych struktur na brzegach geody, w pobliżu których warstwy agatowe są dużo cieńsze. Według jednej z hipotez dotyczących genezy agatów [1] struktury te to kanały infiltracyjne, przez które roztwór krzemionki dostawał się do wnętrza geody. Podczas wystąpienia omówione zostaną wyniki symulacji numerycznych pokazujących, jak dynamika sprzężonych procesów przepływu i wydzielania się krzemionki z roztworu łączy się z finalnym kształtem kanału infiltracyjnego oraz ich implikacje dla możliwych mechanizmów powstawania agatów.

        [1] Walger, E. Neu Jb Mineral Abh., 186, 113-152 (2009)

        Speaker: Piotr Szymczak
      • 18:00
        Origin of Lévy statistics 30m
        Speaker: Karol Penson
      • 18:30
        Rozkłady stabilne typu Levy‘ego i równania ułamkowe 20m

        Najpowszechniejszym rozkładem charakteryzującym zachodzace w przyrodzie zjawiska jest rozkład normalny, zwany też rozkładem Gaussa. Fakt ten odnajduje uzasadnienie w matematyce – centralne twierdzenie graniczne mówi, iż rozkład Gaussa jest przypadkiem granicznym rozkładu nieskończonej ilości zmiennych losowych posiadających średnią i odchylenie standardowe, czyli wariancję: dwie charakterystyk rozkładu, momenty, o intuicyjnie oczywistej interpretacji. Co wszakże zachodzi, gdy tych wielkości nie można określić? Odpowiedź, która daje matematyka brzmi – potrafimy wykazać uogólnienie twierdzenia granicznego w którym miejsce rozkładu Gaussa zajmują tzw. rozkłady Levy’ego, zwane również grubo ogonowymi. Rozkłady te wykazują wiele cech rozkładów, które realnie obserwowalne nie są gaussowskimi i nie można dla nich określić żadnego z momentów. Matematycznie można je wprowadzić jako rozkłady niezmiennicze (stabilne) względem konwolucji laplasowskiej i podzielić na rozkłady jedno- oraz dwu-stronne. O ile rozkład Gaussa opisuje rządzoną standardowym równaniem różniczkowym dyfuzję normalną, np. ruchy Browna, to rozkłady stabilne typu Levy’ego są odpowiednie do opisu dyfuzji anomalnej rządzonej różniczkowo-całkowymi równaniami ewolucji w których pojawia się pamięć, czyli wpływ poprzedniej historii układu na jego stan w chwili obecnej. Równanie tego typu są przedmiotem badań ujmowanych pod wspólną nazwą analizy ułamkowej i stanowią w ostatnim czasie jeden z wiodących obszarów zainteresowania matematyki stosowanej.

        [1] K. A. Penson and K. Górska, Exact and explicit probability densities for one-sided Levy stable distributions, Phys. Rev. Lett. 105, 210604 (2010)
        [2] K. Górska and K. A. Penson, Levy stable two-sided distributions: exact and explicit densities for asymmetric case, Phys. Rev. E 83, 061125 (2011)
        [3] K. Gorska, K. A. Penson, D. Babusci, G. Dattoli, and G. H. E. Duchamp, Operator solutions for fractional Fokker-Planck equations, Phys. Rev. E 85, 031138 (2012)
        [4] G. Dattoli, K. Gorska, A. Horzela, and K. A. Penson, Photoluminescence decay of silicon nanocrystals and Lévy stable distributions, Phys. Lett. A 378, 2201 (2014)
        [5] K. Górska, A. Horzela, K. A. Penson, G. Dattoli, and G. H. E. Duchamp, The stretched exponential behavior and its underlying dynamics. The phenomenological approach, Fract. Calcul. Appl. Anal. 20(1), 260 (2017)

        Speaker: Katarzyna Górska (Instutut Fizyki Jądrowej, PAN)
      • 18:50
        Rozkłady potęgowe w procesach poszukiwawczych i adaptacyjnych 20m

        Jedną z charakterystycznych cech układów złożonych są rozkłady potęgowe, często utożsamiane z przejściami fazowymi. Nie oznacza to jednak, że za ich pojawieniem się zawsze stoją zjawiska krytyczne. W trakcie wystąpienia przedstawię proste modele matematyczne, w których możliwe jest zrozumienie przyczyn pojawienia się rozkładów potęgowych ze względów optymalizacyjnych. W omawianych przypadkach rozkłady potęgowe nie są konieczne a priori, jednak w odpowiednich warunkach mogą prowadzić do optymalnego funkcjonowania danego układu. Z tego względu prawdopodobna wydaje się hipoteza, że mechanizmy adaptacyjne systemów postawionych w takich warunkach powinny prowadzić do rozkładów potęgowych.

        W kontekście procesów poszukiwawczych pokrótce streszczę wyniki eksperymentalne wskazujące na to, że wiele organizmów porusza się po trajektoriach statystycznie bliższych spacerom Lévy'ego niż ruchom Browna. Klasyczne wyniki teoretyczne przewidują, że w odpowiednich warunkach spacery Lévy'ego z odpowiednio dobranych indeksem stabilności są najefektywniejszym sposobem losowego poszukiwania zasobów. Podam przykłady problemów poszukiwawczych, dla których wraz ze zmianą parametru kontrolnego następuje (ciągłe lub nieciągłe) przejście pomiędzy warunkami promującymi odpowiednio ruchy Browna i spacery Lévy'ego. Pokażę również, jak spacery Lévy'ego mogą pojawić się spontanicznie w deterministycznym algorytmie poszukiwawczym z powodu szumów pomiarowych i niestabilności numerycznych. Na końcu przedstawię nasze najnowsze wyniki dotyczące sieci neuronowych z potęgowym rozkładem wag synaptycznych.

        Speaker: Łukasz Kuśmierz (RIKEN Center for Brain Science)
      • 19:10
        Upakowania losowe 20m

        Problemy upakowań należą do najstarszych zagadnień naukowych poruszanych przez
        ludzkość zarówno przez ich uniwersalny charakter, jak również dzięki szerokiej gamie potencjalnych zastosowań. Co ciekawe, dopiero niedawno udowodniono, że najgęstsze upakowanie identycznych kul w trójwymiarowej przestrzeni odpowiada strukturze FCC. Oprócz upakowań regularnych rozwarza się także upakowania losowe pozwalające modelować materię miękką i układy biologiczne.

        Pomimo dość intensywnych badań wciąż wiele fundamentalnych pytań dotyczących losowych upakowań pozostaje bez odpowiedzi, np. jakie kształty tworzą najgęstsze upakowania losowe? Okazuje się, że problemem jest tutaj nawet sama definicja losowego upakowania. W ramach prezentacji przedstawię ostatnie osiągnięcia w tej dziedzinie.

        Speaker: Michał Cieśla (Uniwersytet Jagielloński)
    • 17:30 19:30
      Grawitacja, kosmologia i astrofizyka: S8.2
      • 17:30
        Is general relativity unique? 30m

        Probably not. Recently we found a counter example to Lovelock theorem, and proved that Einstein's general relativity is not unique. The theory we found is general covariant, propagates only the massless graviton, and is free from ghost instabilities. It respects all criteria of Lovelock's theorem, but nevertheless exhibits modified dynamics, including the singularity resolution for spherically symmetric solutions, the modified dispersion relation of gravitational waves, and others. Our discovery challenges the distinctive role of general relativity as the unique non-linear theory describing gravitational interactions in the four dimensional space-time.

        Speaker: Dr Chunshan Lin
      • 18:00
        Forbidden Freeze-In of Dark Matter 15m

        We study in detail an unexplored freeze-in mechanism based on kinematically forbidden production of dark matter through plasma effects. It is shown that this scenario can generically occur in freeze-in scenarios and that it leads to a parameter space considerably different from standard frozen-in dark matter. Focusing on a Higgs portal model, where the dark matter is produced via forbidden decays of a scalar coupled to the Standard Model Higgs boson, current and future collider,cosmological, and astrophysical probes are considered.

        Speaker: Dimitrios Karamitros (Narodowe Centrum Badań Jądrowych)
      • 18:15
        Recent progress on understanding of cosmological domain walls 15m

        Domain walls have posed an object of cosmologists interest for many years. In the past, most of the research effort was concentrated on models with global symmetries whose breaking leads to formation of networks of domain walls. It was found that if the symmetry is exact or weakly explicitly broken the produced network is metastable and tends to dominate the Universe. Thus, existence of domain walls in late cosmological epochs (from BBN up to now) has been excluded for large range of parameters.

        After the recent discovery of the Higgs boson, new possibility was considered. Physicists have soon realized that the effective potential of the SM has two physically non-equivalent minima. This observation triggered lively discussion of cosmological consequences of existence of the second minimum. We have found that Higgs domain walls produced in the early Universe were highly unstable and decayed shortly after formation, due to asymmetry of the potential. In this talk, our recent development of understanding of the evolution of cosmological domain walls in models with asymmetric potentials will be presented.

        Speaker: Dr Tomasz Krajewski (Uniwersytet Warszawski)
      • 18:30
        Efekty nierównowagowe w ewolucji Ciemnej Materii 20m

        Wśród możliwych metod powstania populacji ciemnej materii produkcja termiczna wybija się na najbardziej umotywowaną i naturalną. W standardowym ujęciu teoretycznym stosowanym do obliczania gęstości reliktowej termicznej ciemnej materii zakłada się lokalną równowagę termiczną. Jednak czy takie założenie jest zawsze uprawnione? Podczas tego referatu wpierw wprowadzę w temat, a potem odniosę się do powyższego pytania. Przedstawię nowe, dokładniejsze metody obliczeń, jedną opierającą się na uwzględnieniu wyższych momentów w równaniu Boltzmanna oraz drugą na w jego pełni numerycznym rozwiązaniu na rozkład w przestrzeni fazowej. Przedyskutowane zostaną też przykłady gdy takie udoskonalone podejście jest konieczne, m.in. anihilację ciemnej materii do pary cięższych cząstek, anihilację przez rezonans oraz semi-anihilację.

        Speaker: Andrzej Hryczuk (Narodowe Centrum Badań Jądrowych)
      • 18:50
        Cosmological results from the Planck satellite mission 20m

        Studies of the cosmic microwave background (CMB) are today one of the most important pillars of observational cosmology. They provide information on the initial conditions of the Universe and scales comparable to the horizon of the observable Universe. This gives a unique opportunity to test the standard cosmological model at very early epoch of the Universe evolution. Since the COBE and WMAP satellite missions, considerable effort has been spent on analyzing properties of the CMB anisotropy maps. Recently released the state-of-the art observations, performed by the Planck satellite, have allowed to significantly improve constraints on the standard cosmological model. I will present the Planck experiment and the most important cosmological results published in last few years.

        Speaker: Dr Paweł Bielewicz (Narodowe Centrum Badań Jądrowych)
      • 19:10
        Quantum entanglement and the multiverse (Splątanie kwantowe i wieloświat) 20m

        Włączenie koncepcji wieloświata do grona teorii fizycznych wymaga,
        aby teoria ta spełniała kryterium falsyfikowalności. Na wykładzie
        przedstawię argumenty za tym, że uwzględnienie w rozważaniach efektu
        splątania kwantowego może uczynić ideę wieloświata teorią testowalną
        obserwacyjnie. Posłużę się scenariuszem, w którym splątanie kwantowe
        prowadzi do pojawienia się "oddziaływania" pomiędzy funkcjami falowymi
        opisującymi wszechświaty wchodzące w skład wieloświata. Następstwem
        takiego oddziaływania jest modyfikacja ewolucji kosmologicznej wszechświatów
        tworzących wieloświat mająca prawdopodobne konsekwencje obserwacyjne.

        Speaker: Adam Balcerzak (Uniwersytet Szczeciński)
    • 17:30 19:30
      Konferencja Dydaktyczna
      • 17:30
        Bazar dobrych praktyk 1h
      • 18:30
        Warsztaty dla nauczycieli (równoległe) 1h

        Warsztaty do Wyboru:
        1. "Wykorzystanie symulacji komputerowych w nauczaniu fizyki"
        - Dagmara Sokołowska
        2. "Tracker - narzędzie do analizy filmów"
        - Witold Zawadzki
        3. "Sprawdzian z fizyki Quizizz"
        - Tomasz Greczyło
        4. "Kosmos w klasie… – jak warto wprowadzać zjawiska astronomiczne na fizyce?"
        - Małgorzata Szymura
        5. "Spektroskop, czyli jak zobaczyć widma"
        - Krzysztof Grochot

        Speakers: Dagmara Sokołowska (Uniwersytet Jagielloński), Krzysztof Grochot, Małgorzata Szymura, Tomasz Greczylo (Instytut Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Wrocławskiego), Witold Zawadzki (Instytut Fizyki, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ)
    • 17:30 19:30
      Nanofizyka i nanotechnologia: S2 Sala "Mała" (S2) (Aditorium Maximum)

      Sala "Mała" (S2)

      Aditorium Maximum

      ul. Krupnicza 33
      • 17:30
        Dwuwymiarowy świat silicenu 30m

        Sukces grafenu rozpoczął erę materiałów dwuwymiarowych o grubości pojedynczej warstwy atomowej utworzonych głównie przez atomy pierwiastków grupy 14 układu okresowego [1]. W ciągu ostatnich kilku lat ta nowa klasa kryształów dwuwymiarowych stała się obiektem intensywnych badań naukowych, głównie z powodu przewidywanych znakomitych właściwości fizyko-chemicznych i szerokich perspektyw potencjalnych zastosowań, m.in. w urządzeniach nanoelektronicznych, optoelektronicznych, katalitycznych, magazynujących energię elektryczną, czujnikach gazów, czy hybrydowych materiałach funkcjonalnych nowej generacji.
        Najstarszym członkiem rodziny tych materiałów dwuwymiarowych jest silicen – krzemowy odpowiednik grafenu [2-4]. Jest on nie tylko kompatybilny z obecną elektroniką opartą na krzemie, ale z łatwością może być funkcjonalizowany [5]. Otwiera to, niedostępne dla grafenu, możliwości projektowanaia i konstruowania nowoczesnych urządzeń elektronicznych, jak np. topologiczny tranzystor polowy [6], czy tworzenia nowych koncepcji technologicznych, np. straintroniki, technologii wykorzystującej zmianę struktury atomowej do kontrolowania właściwości elektronowych [7].
        Podczas wykładu przedstawione zostaną wybrane zagadnienia związane z wytwarzaniem, charakteryzowaniem oraz funkcjonalizowaniem warstw silicenowych w kontekście obiecujących przyszłych zastosowań.

        Badania wykonano w ramach realizacji projektu Narodowego Centrum Nauki nr 2018/29/B/ST5/01572.

        Literatura

        1. Molle A., Goldberger J., Houssa M., Xu Y., Zhang S.-C., Akinwande D., Nature Mater. 16, 162 (2017).
        2. Takeda K, K. Shiraishi, Phys. Rev. B 50, 14916 (1994).
        3. Guzman-Verri G.G., Lew Yan Voon L.C., Phys. Rev. B. 76, 075131 (2007).
        4. Vogt P., De Padova P., Quaresima C., Avila J., Frantzeskakis E., Asensio M.C., Resta A., Ealet B., Le Lay G., Phys. Rev. Lett. 108, 155501 (2012).
        5. Krawiec M., J. Phys.: Condens. Matter 30, 233003 (2018).
        6. Ezawa M., Appl. Phys. Lett. 102, 172103 (2013).
        7. Liu G., Wu M.S., Ouyang C.Y., Xu B., Europhys. Lett. 99, 17010 (2012).
        Speaker: Mariusz Krawiec (Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie)
      • 18:00
        Synteza i charakteryzacja mikroskopowa nanostruktur grafenowych na powierzchni Au(111) 30m

        W ostatnich latach dążenie do wytwarzania struktur molekularnych z precyzją atomową skierowało uwagę badaczy na możliwości zastosowania podłoży krystalicznych jako podkładów do przeprowadzania reakcji chemicznych w warunkach ultra-wysokiej próżni w procesach tzw. „chemii na powierzchni” będących alternatywą dla tradycyjnych metod „mokrej chemii”. Podejście to umożliwia generowanie nowych struktur zarówno poprzez lokalną manipulację ostrzem mikroskopu bliskich oddziaływań, jak i dzięki wykorzystaniu katalitycznych właściwości podkładu w reakcjach inicjowanych na przykład termicznie, bądź światłem. Opisane powyżej metody okazały się bardzo skuteczne w wytwarzaniu nowych, niestabilnych w normalnych warunkach molekuł, jak i większych struktur, w których syntezie kluczową rolę odgrywa prawdziwie atomowa precyzja, zaś rozwój techniki skaningowej mikroskopii sił atomowych z funkcjonalizowanym ostrzem umożliwił obrazowanie zsyntezowanych obiektów z precyzją submolekularną. W szczególności w ostatnich latach wykorzystując metody „chemii na powierzchni” wytworzono molekuły, których synteza przez wiele dziesięcioleci pozostawała zagadnieniem nierozwiązanym. Ciekawymi przykładami wytworzonych struktur są długie aceny [1-2] oraz nanopłatki grafenowe [3].

        [1] R. Zuzak et al., ACS Nano 2017, 11, 9321-9329
        [2] R. Zuzak et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 10500-10505
        [3] R. Zuzak et al., Chem. Comunn. 2018, 54, 10256-10259

        Speaker: Dr Szymon Godlewski (Uniwersytet Jagielloński)
      • 18:30
        Efekty dipolowe w planarnych kryształach magnonicznych 20m

        Jednowymiarowe planarne kryształy magnoniczne są zwykle wytwarzane w postaci periodycznych sekwencji tworzonych przez ferromagnetyczne paski oddzielone (intencjonalnie bądź przypadkowo) przerwami niemagnetycznego materiału. Wpływ niemagnetycznych przerw na dynamikę magnetyzacji jest dość złożony i naszym zdaniem nie do końca wyjaśniony[1]. Poza zerwaniem oddziaływań wymiennych pomiędzy tworzącymi płaszczyznę paskami, niemagnetyczne przerwy istotnie modyfikują pole demagnetyzacji i wpływają na zamocowanie fali spinowej. Ostanie dwa czynniki są kluczowe dla obserwowanej w eksperymencie zmia- ny częstotliwości modu fundamentalnego[2] oraz zmiany prędkości grupowej dla długich fal spinowych. W pracy przedstawiliśmy badania numeryczne jedno- (i dwukomponentowych) planarnych kryształów magno- nicznych, w których paski wykonane są z jednego (z dwóch) rodzaju(ów) ferromagnetycznego materiału. Pokazaliśmy, że nawet kilku-nanometrowe przerwy pomiędzy kiluset-nanometrowymi paskami mogą istotnie zmodyfikować widmo fal spinowych (podnosząc częstotliwość rezonansu ferromagnetycznego (FMR) i redukując prędkość grupową fal spinowych). Badania numeryczne zostały wykonane kilkoma technikami: metodą elementów skończonych, metodą różnic skończonych i metodą fal płaskich. W pracy zbadaliśmy wpływ parametrów geometrycznych (grubość pasków i odległości między paskami) na efekty demagnetyzacyjne oraz na dipolowe zamocowanie fali spinowej. Przeprowadzone badania doprowadziły nas do kilku nieintuicyjnych wniosków: (i) dla pasków o typowych grubościach (większych niż długość wymiany) wpływ anizotropii kształtu na częstotliwość FMR jest konkurencyjny do wpływu zamocowania dipolowego, (ii) związanie fali spinowej wewnątrz pasków nie jest efektem wyłącznie lokalnym, wywołanym zamocowaniem fali spino- wej, lecz wynika również z indukowania się dynamicznych ładunków objętościowych wewnątrz pasków.

        Autorzy dziękują za wsparcie finansowe otrzymane w ramach projektów fundowanych przez Unię Europejską (programy FP7 i Horizon 2020) – granty: No. 228673 (MAGNONICS), No. 247556 (NoWaPhen), No. 644348 (MagIC), oraz przez Narodowe Centrum Nauki - granty: UMO-2016/21/B/ST3/00452, UMO-2017/24/T/ST3/00173.

        [1] G. Centała, M. L. Sokolovskyy, C. S. Davies, M. Mruczkiewicz, S. Mamica, J. Rychly, J. W. Klos, V. V. Kruglyak, M. Krawczyk, , arXiv:1905.11016

        [2] Z. K. Wang, V. L. Zhang, H. S. Lim, S. C. Ng, M. H. Kuok, S. Jain, and A. O. Adeyeye, ACS Nano 4, 643 (2010).

        Speaker: Jarosław W. Kłos (Adam Mickiewicz University in Poznań)
      • 18:50
        Teoria koherentnego transportu kubitu spinowego w krzemowych kropkach kwantowych 20m

        Pół wieku temu maszyny liczące zajmowały powierzchnie porównywalne z typowym laboratorium kwantowym, w którym przeprowadzane są dzisiaj doświadczenia na pojedynczych kwantowych bitach. Przykładem takich kubitów są pojedyncze elektrony uwięzione w zdefiniowanych elektrycznie kropkach kwantowych zlokalizowanych w nanostrukturach półprzewodnikowych. Ze względu na słabe sprzężenie spin-orbitalne oraz możliwość oczyszczenia materiału ze spinów jądrowych, krzemowe kropki kwantowe cechują się najdłuższymi czasami koherencji sięgającymi $24 \mu s$ [1].

        Przewiduje się, że pomimo miniaturyzacji układów kwantowych, półprzewodnikowe komputery kwantowe zbudowane będą z dwuwymiarowych rejestrów składających się z kilkudziesięciu kubitów [2]. W takim przypadku potrzebna będzie komunikacja pomiędzy nimi, bez potrzeby konwersji informacji kwantowej na klasyczną.

        W moim wystąpieniu zaproponuję sposób na skomunikowanie rejestrów kwantowych z wykorzystaniem pojedynczego elektronu podróżującego przez rząd kropek kwantowych. Podstawowym elementem transferu będzie przejście pomiędzy dwoma sąsiadującymi kropkami, realizowane poprzez stopniową zmianę energii ich stanów podstawowych. Zgodnie z modelem Landaua-Zenera wystarczająco powolna zmiana odstrojenia pomiędzy kropkami umożliwia adiabatyczne przejście elektronu do kolejnej kropki.

        Szczególnie ważnym dla nas aspektem jest analiza koherencji transmitowanego kubitu. Proces dekoherencji zdominowany jest w tym przypadku przez konwersję początkowej superpozycji spinowej na superpozycję ładunkową, zdefiniowaną jako rozdzielony przestrzennie stan elektronu. Zlokalizowany w dwóch kropkach elektron z łatwością sprzęga się do obecnego w tego typu strukturach szumu ładunkowego [3], co w konsekwencji prowadzi do utraty koherencji i zaniku informacji kwantowej. Dodatkowym mechanizmem utraty koherencji są wzbudzenia dolinowe związane ze strukturą pasma przewodnictwa w krzemie, którego wpływ zostanie uwzględniony w ramach efektywnego modelu. W rezultacie zaprezentowana zostanie teoria transportu elektronu, której przewidywania zostaną porównane z doświadczeniem.

        Ryc: Spektrum energetyczne podczas przejścia pomiędzy kropkami.

        Badanie zostało sfinansowane przez NCN w ramach programu QuantERA, nr grantu 2017/25/Z/ST3/03044.

        [1] W. Huang et al., Nature 569, 532-536 (2019).
        [2] L.M.K. Vandersypen et al., npj Quantum Information 3, 34 (2017).
        [3] J. Yoneda et al., Nature Nanotechnology 13, (2018).

        Speaker: Mr Jan Krzywda (Instytut Fizyki PAN)
      • 19:10
        Relaksacja fononowa elektronów w układzie studni i kropki kwantowej 20m

        Przedstawione zostaną wyniki badań teoretycznych nad dynamiką elektronów pomiędzy kwazi-kontinuum sprzężonym ze stanem dyskretnym, fizycznie realizowanym za pomocą układu studni i kropki kwantowej (QWQD). Pokażemy wykładnicze zapełnianie kropki w przypadku silnie obsadzonej studni oraz zaskakujący przeciwny przypadek pojedynczego elektronu, gdzie relaksacja do stanu podstawowego nie nastąpi.

        Struktury tego typu znajdują zastosowanie w laserach opartych o emisję z kropek kwantowych (ang. quantum dot laser), które charakteryzują się promieniowaniem wysokiej jakości. Wyniki eksperymentalne pokazują [1], że dodatkowe warstwy studni kwantowych użyte w roli rezerwuarów dostarczają nadmiarowe nośniki do obszaru aktywnego kropek zwiększając wydajność wstrzykiwania. W rezultacie zwiększeniu ulega częstość modulacji będąca ważnym parametrem w kontekście zastosowań telekomunikacyjnych. Struktura QWQD stanowi także ciekawy układ dla studiów teoretycznych nad relaksacją elektronów pomiędzy stanami o różnej wymiarowości.

        Przeprowadzamy diagonalizację hamiltonianu dla pełnego układu, aby zapewnić odpowiednie przekrycie stanów pomiędzy strukturami. Dzięki silnej kwantyzacji wzdłuż kierunku wzrostu możemy wykorzystać przybliżenie adiabatyczne do rozdzielenia wymiarów przestrzennych [2]. Ze względu na symetrię cylindryczną układu orbitalny moment pędu jest dobrą liczbą kwantową i umożliwia pogrupowanie wynikowych stanów oraz wyznaczenie elementów macierzowych dla każdej podprzestrzeni. W ramach niniejszych badań skupiamy się na relaksacji elektronów ze studni do kropki kwantowej przy oddziaływaniu z fononami optycznymi. Wyznaczamy zależność średniej liczby elektronów od czasu na każdym ze stanów tworząc pełny model kinetyki kwantowej. Równania ruchu zostały wyprowadzone z użyciem metody correlaxtion expansion, gdzie hierarchia operatorów jest budowana z użyciem równania Heisenberga. Układ równań został wycałkowany w celu znalezienia współczynnika wstrzykiwania nośników i ewolucji obsadzeń. W przeciwieństwie do relaksacji przez fonony akustyczne [3], pokazujemy niemonotoniczne zapełnianie kropki.

        [1] W. Rudno-Rudziński, G. Sęk, K. Ryczko, M. Syperek, J. Misiewicz, E. S. Semenova, A. Lemaitre, A. Ramdane, Physica Status Solidi A 206, 826 (2009)
        [2] A. Wójs, P. Hawrylak, S. Fafard, L. Jacak, Phys. Rev. B 54, 5604 (1996)
        [3] A. Mielnik-Pyszczorski, K. Gawarecki, P. Machnikowski, Phys. Rev. B 91, 195421 (2015)

        Speaker: Adam Mielnik-Pyszczorski (Politechnika Wrocławska, University of Bayreuth)
    • 17:30 19:30
      Zagadnienia interdyscyplinarne fizyki
      Convener: Marcin Zieliński (Uniwersytet Jagielloński)
      • 17:30
        ZASTOSOWANIE FUNKCJONALNEGO REZONANSU MAGNETYCZNEGO W  DIAGNOSTYCE MEDYCZNEJ - OPTYMALIZACJA POMIARÓW I ANALIZY SYGNAŁÓW fMRI i rsfMRI 30m

        Obrazowanie metodą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (MRI) jest uznaną metodą diagnostyczną w medycynie podczas gdy badania specjalistyczne zadaniowego i bezzadaniowego obrazowania funkcjonalnego (fMRI i rsfMRI) są mniej rozpowszechnione i wciąż trwają prace nad optymalizacją ich pomiarów i analizy sygnałów. Istnieje wiele różnych metod analizy sygnałów rezonansu magnetycznego w stanie spoczynku takie jak ICA, SCA czy modele autoregresyjne jednak ich wyniki zależą od wyboru parametrów użytych w analizie.
        W ramach prezentacji zostanie przedstawione porównanie metodyki badań i zastosowań klinicznych fMRI oraz rsfMRI włączając prace własne. Szczególną uwagę zwrócono na badania rsfMRI kory ruchowej, wzrokowej i słuchowej, od których w dużym stopniu zależy jakość życia ludzi.
        Analiza SCA w z użyciem DPARSF (Data processing Assistant for Rs-fMRI) danych rsfMRI, uzyskanych z badań na skanerze Magnetom Skyra 3-Tesla, dla 20 zdrowych ochotnikach ujawniła dominujący wpływ amplitudy fluktuacji niskiej częstotliwości (ALFF) i wygładzenia korelacji łączności funkcjonalnej (FC-functional connectivity). Ocena aktywacji kory somatosensorycznej i móżdżka, uzyskane metodą analizy grupowej ICA z Toolbox GIFT przy użyciu algorytmu Infomax wykazała prawie dwukrotnie większą liczbę aktywacji dla zdrowej grupy niż chorych na stwardnienie rozsiane (SM) oraz podwyższone parametry spektralne ALFF, w tym kurtozę przebiegów czasowych.
        Obrazowanie rsfMRI jako nie wymagające współpracy pacjentów z paradygmatami koniecznymi w badaniu fMRI wydają się bardzo obiecujące dla celów poznawczych i diagnostycznych ale wymaga dalszych badań.

        Speaker: Zofia Drzazga (Uniwersytet Śląski)
      • 18:00
        Zastosowanie wybranych metod spektroskopowych do identyfikacji potencjalnych biomarkerów inwazyjności ludzkiego glejaka wielopostaciowego w mózgu szczura 30m

        J. Chwiej (1), K. Płaneta (1), K. Matusiak (1), B. Ostachowicz (1), D. Ryszawy (2), N. Janik-Olchawa (2) i Z. Setkowicz (3)
        (1) Wydział Fizyki I Informatyki Stosowanej AGH
        (2) Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ
        (3) Wydział Biologii UJ
        Glejak wielopostaciowy (GBM) należy do pierwotnych guzów mózgu o bardzo wysokim stopniu złośliwości i jest klasyfikowany przez WHO jako glejak IV stopnia [1]. Każdego roku w USA na GBM zapada 4 na 100 000 dorosłych [2,3]. Leczenie cierpiących na GBM opiera się na resekcji chirurgicznej z maksymalnym oszczędzeniem tkanki otaczającej guz, a następnie terapii radiologicznej i farmakologicznej najczęściej z zastosowaniem temozolomidu [4]. Strategia ta nie gwarantuje sukcesu i często ma druzgocące konsekwencje, dlatego wciąż trwają prace badawcze zmierzające do poprawy niskiej skuteczności leczenia za pomocą np. immunoterapii czy diety ketogenicznej [4].
        Testowanie nowych substancji lub terapii mających potencjał w leczeniu GBM, a także wykrywanie ich skutków ubocznych nie może być prowadzone na ludziach. W tym celu wykorzystuje się modele zwierzęce choroby, a jedną z możliwości jest wszczepienie ludzkich linii komórek nowotworowych do mózgów gryzoni [5]. W podobny sposób mogą być użyte również komórki nowotworowe pobrane bezpośrednio od pacjentów [6,7].
        Oba rozwiązania zostały wykorzystane w prezentowanych badaniach, których celem była ocena zamian pierwiastkowych oraz biochemicznych zachodzących w mózgu i innych narządach szczurów w wyniku rozwoju GBM. Do analizy pierwiastkowej tkanek zastosowano spektroskopię fluorescencji rentgenowskiej całkowitego odbicia promieniowania X (TXRF). Stężenia P, S, K, Ca, Fe, Cu, Zn i Se w narządach pobranych od zwierząt poddanych mózgowej implantacji komórek nowotworowych porównano z odpowiednimi danymi uzyskanymi dla naiwnych szczurów, jak również zwierząt, którym podawano pożywkę stosowaną do hodowli. Dane pierwiastkowe uzyskane metodą TXRF skorelowano z informacjami o inwazyjności guza w mózgu szczura, a także o poziomach anomalii biochemicznych występujących w mózgach, które analizowano przy użyciu mikrospektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera.
        [1] X Guan et al.,Mol Neurobiol 55, 2018, 6927
        [2] R Stupp et al.,Annals Oncol 25, 2014, iii93
        [3] QT Ostrom et al., Neuro Oncology 17, 2015, iv1
        [4] ME Davis, Clin J Oncol Nurs 20, 2016, S2
        [5] K Lenting et al., Ac Neuropath 133, 2017, 263
        [6] B Klink et al., PLOS ONE 8, 2013, e59773

        Speaker: Joanna Chwiej
      • 18:30
        Szerokopasmowy różnicowy interferometr światłowodowy 20m

        Planarne interferometry światłowodowe są podstawa działania wielu sensorów chemicznych i biochemicznych [1]. W ostatnich latach opublikowano prace przedstawiające światłowodowe interferometry szerokopasmowe [2, 3]. Do tego typu struktury falowodowej można wprowadzić światło z pewnego zakresu długości fali, na wyjściu układu rejestruje się spektrometrem widmo sygnału optycznego. Zrealizowano układy interferometryczne które wykorzystują szerokopasmowy układ interferometru Macha-Zhendera [3]. Zaproponowano również szerokopasmowy interferometr Younga [4] oraz różnicowy [5-6]. W interferometrze różnicowym w strukturze falowodowej są wzbudzane mody o ortogonalnych polaryzacjach TE i TM z wybranego zakresu spektralnego. W trakcie propagacji ustala się różnica fazy pomiędzy modami w zależności od wartości parametrów optycznych układu Na wyjściu układu można rejestrować sygnał interferencyjny.
        W tego typu układach interferometrycznych monotoniczna zmiana warunków propagacji powoduje przesuniecie rejestrowanego widma optycznego. W prezentacji zostanie przedstawione porównanie różnicowych interferometrów światłowodowych o małym o dużym kontraście współczynnika załamania struktury falowodowej.

        [1] Kozma, P., Kehl, F., Biosensors and Bioelectronics 58, 287 (2014).
        [2] Kitasara, M., Misakos, K., Optics Express 18, 8193 (2010).
        [3] Misakos ,K., Raptis, I., Optics Express 22, 8856 (2014).
        [4] Makarona, E., Salapatas, A., J Op Soc Am. B 34, 1691 (2017).
        [5] Gut, K., Optics Express 25, 3111 (2017).
        [6] Gut, K., Nanomaterials 9, 729 (2019)

        Speaker: KAZIMIERZ GUT (Katedra Optoelektroniki, Politechnika Śląska)
      • 18:50
        Udział Polski w badaniach dynamiki wiązki dla nadprzewodzącego akceleratora liniowego w projekcie Early Neutron Source 20m

        Zrealizowane przez zespół NCBJ prace dotyczą szerokiego zakresu zagadnień związanych z przeprowadzeniem obliczeń dynamiki wiązki dla systemów akceleracyjnych proponowanych w instalacji doświadczalnej DONES (DEMO-Oriented Neutron Source; DEMO – Demonstration Power Plant). Przeprowadzono optymalizację poszczególnych elementów systemów akceleracyjnych opracowanych we wcześniejszej fazie prac (IFMIF/EVEDA) nad urządzeniem LIPAC i weryfikowanych przez zespoły z CEA (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives) z Saclay i z NCBJ. Głównym zadaniem akceleratora DONES jest dostarczenie wiązki deuteronów o odpowiednim przekroju poprzecznym, energii 40 MeV i prądzie 125 mA do tarczy litowej. Produkowana wiązka neutronów ma służyć do badania wytrzymałości materiałów używanych w przyszłym reaktorze opartym na zjawisku fuzji jądrowej.
        Celem przeprowadzonych obliczeń z zakresu dynamiki wiązki było obliczenie parametrów wiązki w projektowanym akceleratorze DONES oraz zoptymalizowanie części nadprzewodzącej (SRF-L) tego akceleratora pod kątem minimalizacji strat wiązki przy maksymalnej uzyskiwanej energii. Szukano optymalnego ustawienia fazy każdej z wnęk przyspieszających SRF-L oraz optymalizowano ustawienia elementów sterujących wiązką. Obliczenia zostały wykonane w dwóch programach do badania dynamiki wiązki cząstek naładowanych: TraceWin oraz GPT (General Particle Tracer). Bazując na danych dostarczonych przez CEA, policzono 66 wariantów akceleratora różniących się między sobą względnymi fazami ustawionymi na każdej z wnęk przyspieszających z osobna. Uzyskane wyniki spowodowały wprowadzenie zmian w konstrukcji akceleratora w części SRF-L.. Przeprowadzono następne obliczenia dla zmodyfikowanego akceleratora uzyskując dla najlepszego znalezionego wariantu energię wiązki deuteronów 40,4 MeV (w programie GPT), 40,2 ( w programie TraceWin) oraz zerowe straty energii.
        Obliczenia energii wiązki, parametrów elementów akceleratora, oraz rozkładu parametrów przyspieszanych cząstek na wyjściu z akceleratora przeprowadzono w obydwu kodach, natomiast badanie gęstości energii i gęstości fazy wzdłuż obszaru symulacji tylko w programie TraceWin. Analiza wyników obliczeń przeprowadzonych przy użyciu programów TraceWin i GPT potwierdziła, że za pomocą obydwu programów otrzymuje się zgodne wyniki, a ewentualne różnice mieszczą się w zakresie błędu statystycznego.

        Speaker: Wojciech Grabowski (Narodowe Centrum Badań Jądrowych)
      • 19:10
        Walidacja użyteczności detektora ArcCHECK® do bezpośredniej weryfikacji zaplanowanego leczenia brachyterapeutycznego 20m

        Aby zapewnić bezpieczeństwo i skuteczność radioterapii opracowano procedurę weryfikacji zaplanowanego leczenia, która sprowadza się do oceny zgodności otrzymywanych rozkładów dawek z zaplanowanymi rozkładami dawek. W brachyterapii procedura weryfikacji jest metodologicznie skomplikowana z powodu trudności pomiaru rozkładu dawki wokół źródła umiejscowionego w napromienianym obiekcie. W przedstawianej pracy, podjęto próbę oceny przydatności detektora ArcCHECK® do przeprowadzania weryfikacji planów leczenia brachyterapeutycznego. W tym celu, wykonano symulację Monte Carlo prostego planu napromieniania specjalnie przygotowanego fantomu, który następnie został zrealizowany w detektorze ArcCHECK®. Pomiar rozkładu dawki w detektorze ArcCHECK® wykonywany jest za pomocą 1386 detektorów półprzewodnikowych rozmieszczonych wokół cylindrycznej przestrzeni wewnątrz urządzenia. Wielkością dostępną bezpośredniemu pomiarowi jest rozkład dawki na powierzchni zamykającej przestrzeń pomiarową detektora ArcCHECK®, natomiast rozkład przestrzenny wewnątrz tej objętości jest matematycznie rekonstruowany. Rozkład dawki na powierzchni cylindrycznego fantomu został porównany z rozkładem dawki uzyskanym numerycznie w programie EGSnrc, za pomocą modułu EGS_brachy. Bezpośredni pomiar przestrzennego rozkładu dawki został przeprowadzony z wykorzystaniem filmów radiochromowych. Konstrukcja fantomu umożliwia umieszczenie filmu radiochromowego w orientacji prostopadłej do osi fantomu w celu zmierzenia rozkładu dawki w wybranej płaszczyźnie. Rozkład dawki zarejestrowany na filmie radiochromowym został również porównany z rozkładem dawki obliczonym metodą Monte Carlo w tej samej płaszczyźnie. Łączone porównanie rozkładów dawki wyznaczonych numerycznie, uzyskanych przez detektor ArcCHECK®, oraz zmierzonych filmami radiochromowymi może dostarczyć solidnych podstaw do oceny przydatności detektora ArcCHECK® do przeprowadzania procedury weryfikacji zaplanowanego postępowania w brachyterapii.

        Speaker: Adam Cichoński
    • 19:30 19:45
      Przerwa 15m
    • 19:45 21:45
      Walne Zebranie Delegatów PTF 2h Aula Średnia: S1+S2 (Auditorium Maximum UJ)

      Aula Średnia: S1+S2

      Auditorium Maximum UJ

      ul. Krupnicza 33

      Sala S1+S2

    • 09:00 11:00
      Plenarna: P4
      • 09:00
        Elektrodynamika kwantowa lekkich atomów i cząsteczek 40m Aula Duża: A1 (Auditorium Maximum UJ)

        Aula Duża: A1

        Auditorium Maximum UJ

        ul. Krupnicza 33

        Samoodziaływanie elektronu i modyfikacja oddziaływania Coulomba na małych odległościach przez kreacje par elektron-pozyton prowadzi do mierzalnych wielkości, takich jak przesunięcie energii w atomach i cząsteczkach. Dokładny pomiar tego przesunięcia pozwala weryfikować oddziaływania fundamentalne w skali rozmiarów atomowych. Jakakolwiek różnica z przewidywaniami teoretycznymi będzie mogła sygnalizować istnienie nowych oddziaływań lub nieznanych do tej pory efektów, bądź też nieprawidłowe wartości stałych fizycznych. Jednakże w przypadku niedawnych pomiarów przesunięcia poziomów w wodorze mionowym żadne z tych wyjaśnień nie znajduje zastosowania i pozostaje nam powtórna weryfikacja pomiarów. Na wykładzie przedstawię najnowsze wyniki precyzyjnych pomiarów spektroskopowych dla lekkich atomów i cząsteczek i porównam je do najdokładniejszych obliczeń wykonanych w oparciu o elektrodynamikę kwantową.

        Speaker: Krzysztof Pachucki (Uniwersytet Warszawski)
      • 09:40
        W poszukiwaniu metody 40m

        Edukacja fizyki nie opiera się na prostym transferze wiedzy od nauczyciela do ucznia. To raczej proces wzajemnych poszukiwań, emocjonalnego zaangażowania oraz uczestnictwa we wspólnych eksperymentach, zarówno tych laboratoryjnych, jak i myślowych. Fizyka opisująca otaczający świat, jest tak dobrym materiałem dydaktycznym, że powinna być najbardziej uwielbianym przedmiotem w szkole, a jednak, dość powszechnie, sytuacja jest dokładnie przeciwna. Zatem któreś ogniwo w zamkniętym kręgu: nauczyciel, uczeń, student, pracownik akademicki, nauczyciel nie działa lub któraś relacja w tym kręgu zawodzi. W dynamicznie zmieniającym się świecie być może to właśnie w nauczaniu fizyki jest miejsce do przekroczenia istniejących w tym kręgu barier i pole dla zainicjowania istotnej zmiany paradygmatu całej edukacji w szkole XXI wieku. Czy znamy już potrzebne do tego metody, czy też czeka nas poszukiwanie na nieznanym terenie?

        Speaker: Dagmara Sokołowska (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)
      • 10:20
        Zanim powstało Polskie Towarzystwo Fizyczne 40m

        W wykładzie zostanie przedstawiona droga, która doprowadziła do założenia Towarzystwa Fizycznego w Warszawie w styczniu 1919 r. Zanim do tego doszło aktywność fizyków koncentrowała się wokół Koła Matematyczno-fizycznego, Towarzystwa Kursów Naukowych i Pracowni Radiologicznej TNW, a od listopada 1915 r. także w odrodzonym uniwersytecie i politechnice w Warszawie. Zostaną przedstawieni główni aktorzy wydarzeń, dzięki którym w kwietniu 1920 r. powstało Polskie Towarzystwo Fizyczne. Setną rocznicę jego utworzenia będziemy obchodzić w kwietniu 2020 r. na Nadzwyczajnym Zjeździe Fizyków Polskich.

        Speaker: Andrzej K. Wróblewski (Uniwersytet Warszawski)
    • 11:00 11:30
      Przerwa kawowa 30m
    • 11:30 13:30
      Konferencja Dydaktyczna
      • 11:30
        Uwagi nestorki, od 50.lat bacznej obserwatorki systemów nauczania i dydaktyki fizyki. Przyszłość szkoły i nauczania 30m

        Wczesne oznaki rewolucji nauczania i szkolnictwa,
        Pozytywne i negatywne zmiany w ostatnich 50. latach
        Co i czy można przewidywać na przyszłość
        Jakie widzę zagrożenia

        Speaker: Dr Zofia Gołąb-Meyer (Instytut Fizyki UJ)
      • 12:00
        Wybrane zjawiska optyczne: dyspersja i polaryzacja chromatyczna 30m

        Na wykładzie zostanie przypomniane zjawisko oddziaływania fal elektromagnetycznych, a w szczególności światła, z ośrodkami materialnymi wykazującymi zjawisko dyspersji normalnej i anomalnej. Omówiona będzie możliwość istnienia i właściwości materiałów o ujemnej przenikalności elektrycznej i magnetycznej, czyli tzw. metamateriałów. Zastanowimy się nad tym jak skonstruować soczewkę idealną, pelerynkę niewidkę oraz czy można spowolnić, a nawet zatrzymać światło. Zwrócona zostanie również uwaga na zjawisko polaryzacji chromatycznej, czyli wynik interferencji promienia zwyczajnego z nadzwyczajnym w ośrodkach dwójłomnych.

        Speaker: Ewa Dębowska (Uniwersytet Wrocławski)
      • 12:30
        Science on Stage – interdyscyplinarność i podniesienie jakości edukacji 20m

        Dzisiaj solidna wiedza z zakresu nauk przyrodniczych – fizyki, chemii, biologii, geografii oraz matematyki i informatyki – jest niezbędna dla rozumienia otaczającego świata i – w przypadku uczniów – przyszłego wyboru zawodu interesującego i poszukiwanego na rynku pracy. Niestety, nie tylko w Polsce, ale prawie w całej Europie, obserwuje się systematyczne obniżanie zainteresowania tymi przedmiotami wśród uczniów, co grozi wytworzeniem się luki pokoleniowej. Wychodząc naprzeciw tym zagrożeniom w ostatnich zaleceniach dla Komisji Europejskiej nasze Europejskie Towarzystwo Fizyczne (VIII EPS Forum Physics and Society, Genewa, 29.09.2018) z inicjatywy jednego ze współautorów (GM), a także Ministerstwo Edukacji Narodowej, jako priorytetowe wskazują interdyscyplinarność i podniesienie jakości edukacji matematycznej, przyrodniczej i informatycznej. Za jakość tego kształcenia jesteśmy odpowiedzialni my, nauczyciele wszystkich poziomów edukacji.
        Tym celom służy współzawodnictwo projektów uczniowskich w ramach kolejnych już 11 edycji ogólnopolskiego i europejskiego festiwalu „Science on Stage”, który organizuje Krajowy Komitet Organizacyjny powołany przez Polskie Towarzystwo Fizyczne.
        Podnoszenie jakości interdyscyplinarnej edukacji przyrodniczej dobrze stymuluje współzawodnictwo w ramach Festiwalu „Science on Stage”. Nauczyciele jako architekci wiedzy swoich uczniów mobilizują ich do podejmowania autorskich projektów, głównie w ramach aktywności pozalekcyjnej. Uczniowie tworzą zespół, który rozdziela między siebie poszczególne zadania do realizacji swojego projektu. W ten sposób uczniowie sami rozwijają swoją wiedzę i uczą się efektywnego poszukiwania źródeł. Nad poprawnym przebiegiem tego procesu czuwa nauczyciel. Uczniowie udowadniają sobie i przekonują swoich rówieśników, że nauki przyrodnicze nie tylko ukazują ciekawe zjawiska, ale je objaśniają i pozwalają na prognozowanie ich dalszego przebiegu. Starannie przygotowując swój projekt, by zakwalifikować się na festiwal, a następnie prezentując go, uczniowie także uczą się promocji efektów swojej pracy. Są to uniwersalne kompetencje, które pozwolą im z sukcesem wejść na rynek pracy, czy skutecznie rozwijać działalność gospodarczą, społeczną, czy polityczną. Ponadto Polska i Unia Europejska mają zbyt skromny wkład w szeroko rozumianą innowacyjność w stosunku do swojego potencjału gospodarczego, a interdyscyplinarne nauczanie to budowanie bazy społecznej do tego celu w dłuższej perspektywie czasowej.

        Speaker: Grzegorz Musiał (Wydział Fizyki UAM)
      • 12:50
        Turniej Młodych Fizyków i jego znaczenie edukacyjne 20m

        Turniej Młodych Fizyków (TMF) jest, obok Olimpiady Fizycznej, wielkim konkursem fizycznym dla młodzieży szkolnej, organizowanym od wielu lat na skalę międzynarodową. W Polsce TMF został zapoczątkowany w 1989 roku, a od 1994 roku odbywa się pod auspicjami Polskiego Towarzystwa Fizycznego.
        W tym roku (6-12 lipca 2019) w Warszawie organizowany jest Międzynarodowy Turniej Młodych Fizyków (International Young Physicist’s Tournament - IYPT) z udziałem blisko 40 krajów. Polscy uczniowie z reguły plasują się wysoko w klasyfikacji IYPT, chociaż w kraju występuje ostatnio spadek liczby uczestników. Ze względu na specyficzne cechy Turnieju, który rozwija u uczestników wiele umiejętności szczególnie cennych we współczesnym świecie, konkurs ten jest godny szerszego rozpropagowania.
        Specyfika Turnieju, która odróżnia go od Olimpiady Fizycznej, polega na tym, że problemy, jakie są do rozwiązania przez uczestników, mają złożony, niekiedy nawet interdyscyplinarny charakter, a praca nad nimi prowadzona jest zespołowo przez dłuższy okres czasu. Uzyskane rezultaty są na koniec przedstawiane w formie referatów, po których toczy się dyskusja (na etapie finałowym oraz w Turnieju Międzynarodowym odbywa się to w języku angielskim). Całość wzorowana jest na „prawdziwej” pracy naukowej z prezentacją wyników na konferencji.
        Turniej Młodych Fizyków zawiera szereg elementów o dużym znaczeniu edukacyjnym, jak te wymienione poniżej:
        • motywacja młodzieży szkolnej do bliższego poznawania fizyki, widzianej jako nauka mająca bezpośrednie odniesienie do zjawisk otaczającego świata,
        • rozwijanie umiejętności samodzielnego poszerzania wiedzy oraz posługiwania się nowoczesnymi technikami informatycznymi,
        • wdrażanie młodzieży do stosowania narzędzi i metod naukowych  przy rozwiązywaniu problemów występujących w otaczającym świecie,  
        • rozwijanie umiejętności pracy zespołowej,
        • rozwijanie umiejętności referowania i prowadzenia dyskusji, także w języku angielskim,
        • umożliwianie najlepszym zespołom i jednostkom zmierzenia swych sił w międzynarodowej konkurencji,
        • propagowanie wśród nauczycieli innowacyjnych metod nauczania opartych na prowadzeniu przez uczniów działalności badawczej (inquiry-based science education).

        Speaker: Dr Andrzej Nadolny
      • 13:10
        Dynamika chodzenia 20m

        Co sprawia, że możemy chodzić? Gdy idziemy ze stałą prędkością sprawa wydaje się prosta. Siły działające na maszerującego człowieka równoważą się – stąd ruch jednostajny. Ale czy na pewno jest to ruch jednostajny? Jaką rolę w chodzeniu człowieka odgrywają siły występujące na styku jego stopy oraz podłoża? Czy można wyjaśnić mechanizm poruszania się człowieka w oparciu o szkolną fizykę? Od którego momentu opisując ruch dokonujemy przybliżeń ocierających się o błędy merytoryczne?
        Do analizy ruchu maszerującego człowieka użyto dwóch narzędzi: programu do analizy plików wideo – Tracker oraz aplikacji na smartfona – Phyphox. Każdy ruch był rejestrowany jednocześnie za pomocą obu technik. Idący człowiek z uruchomioną aplikacją Phyphox był filmowany za pomocą nieruchomej kamery ustawionej prostopadle do kierunku jego ruchu. Na fotografiach przedstawiono próbkę uzyskanych wyników.

        Ryc. 1 Zrzut ekranu programu Tracker

        Ryc.2 Wykresy zależności przyspieszenia w kierunkach poziomym i pionowym uzyskanych z aplikacji Phyphox

        W referacie przedstawione zostaną wnioski dotyczące sił działających na idącego człowieka. Omówione zostaną też postulaty dotyczące sposobu uczenia uczniów zasad dynamiki podczas lekcji fizyki zarówno w szkołach podstawowych jak i ponadpodstawowych

        Speaker: Grzegorz Wojewoda (Kujawsko-Pomorskie Centrum Edukacji Nauczycieli w Bydgoszczy)
    • 11:30 13:30
      Plenarna: P5
      • 11:30
        Białka inherentnie nieuporządkowane 40m Aula Duża: A1 (Auditorium Maximum)

        Aula Duża: A1

        Auditorium Maximum

        ul. Krupnicza 33

        Przez dekady sądzono, że białka mogą wykonywać swoje zadania, na przykład wiązać określone cząsteczki, tylko po zwinięciu się w konkretny kształt natywny. Konformacja natywna jest zazwyczaj globularna. W ostatnich latach okazało się, że około 30% ludzkich białek jest albo całkowicie, albo częściowo strukturalnie nieuporządkowanych. Wiele z tych białek wiąże się z występowaniem chorób neurozwyrodnieniowych. Jednak stanowią one również składnik bezbłonowych organelli – kropelek cieczy białkowych – potrzebnych do funkcjonowania komórki. W wykładzie przedstawię jakościowe różnice występujące w ewolucji dynamicznej białek ustrukturyzowanych i inherentnie nieuporządkowanych. Różnice te można przedstawić na diagramach sieci połączeń pomiędzy basenami przyciągania. Białka nieuporzadkowane mogą tworzyć przejściowe struktury zawęźlone, co wykażę dla alfa-synukleiny i dostatecznie długich łańcuchów poliglutaminowych. Pojawienie się węzłów w konformacjach poliglutaminy może utrudniać dedgradację tych łańcuchów w proteasomie i stąd powodować ich akumulację. Ten mechanizm może wyjaśniać występowanie choroby Huntingtona. Przedstawię konstrukcję modelu gruboziarnistego pozwalającego badać układy wielu białek nieuporządkowanych na dużo dłuższych skalach czasowych niż na tych dostępnych w pełnoatomowej dynamice molekularnej. Ten uproszczony model pozwala porównywać właściwości kropelek różnych białek.

        Speaker: Marek Cieplak (Instytut Fizyki PAN)
      • 12:10
        Nowe oblicze macierzy losowych 40m

        Teoria macierzy przypadkowych jest jednym z najbardziej uniwersalnych narzędzi fizyki matematycznej i teorii układów złożonych. Wykorzystując analogie do elementarnej mechaniki kwantowej, przedstawię szereg wyników dla tzw. zespołu Wisharta (macierzowego odpowiednika rozkładu chi kwadrat). W szczególności pokażę zastosowania tego samego formalizmu w tak różnych dziedzinach jak symulacje sieciowe Chromodynamki Kwantowej, sprawdzanie hipotezy Riemanna, badanie praw uniwersalności w modelach wzrostu powierzchni, oraz przedstawię zastosowania we współczesnej teorii informacji.

        Speaker: Maciej A. Nowak (Uniwersytet Jagielloński)
      • 12:50
        W jaki sposób makroskopowe układy kwantowe zapominają o swojej przeszłości i jak próbujemy temu zapobiegać ? 40m

        Zjawisko termalizacji występuje powszechnie w otaczającym nas świecie złożonym z obiektów makroskopowych. Chociaż obiekty takie mają ogromną liczbę stopni swobody, po dostatecznie długim czasie ich własności fizyczne określone są przez stosunkowo niewielką liczbę parametrów, takich jak temperatura, liczba cząsteczek, czy magnetyzacja. Pozostałe informacje o stanie początkowym takich układów są tracone w trakcie ewolucji. Ponieważ termalizacja układów makroskopowych jest nierozłącznie związana z utratą informacji, szczególnym zainteresowaniem w ostatnich latach cieszyły się układy kwantowe, które nie wykazują termalizacji. W tym kontekście badano układy, w których brak termalizacji wynika z dodatkowych praw zachowania, oraz takie, gdzie silny nieporządek jest przyczyną braku termalizacji. W trakcie wykładu zostanie omówiona hipoteza wyjaśniającą powody termalizacji typowych, makroskopowych układów kwantowych oraz wybrane własności tych układów, które jej nie wykazują.

        Speaker: Marcin Mierzejewski (Politechnika Wrocławska)
    • 13:30 15:00
      Przerwa obiadowa (lunch) 1h 30m
    • 15:00 17:00
      Sesja plakatowa
      • 15:00
        Correlations of observables in 2N and 3N systems 2h

        The ab-initio theoretical study of the three-nucleon (3N) observables for the nucleon elastic and inelastic scattering on the deuteron is possible using realistic models of nuclear forces. Such models contain a numberof free parameters whose values are typically fixed using the two-nucleon data. In case of few models, as the One-Pion-Exchange-Gaussian (OPE-Gaussian) force [1] or the chiral force with the semilocal momentum-space regularization [2] derived by Bochum group even beyond the fifth order of chiral expansion (N4LO), in addition to the central values of parameters also their correlation matrix has been determined. The knowledge of the correlation matrix of the potential parameters opens new possibilities in studies of few-nucleon systems.
        In this presentation I will give two examples of such studies:
        Firstly, we have applied the OPE-Gaussian force and the chiral N4LO potential with the semilocal momentum space regularization to study the propagation of uncertainties of two-nucleon interaction parameters to 3N scattering observables [3, 4] and have determined corresponding statistical uncertainty of these observables for the first time.
        Secondly, we have investigated correlations between various two- and three-nucleon observables as well as between observables and specific potential parameters. While the complex structure of 3N scattering equations makes analytical studies of such correlations extremely difficult, the statistical approach can be here successfully applied. Knowledge of correlations between observables increases our understanding of 3N Hamiltonian.
        That piece of information is also necessary for a correct and precise performing the fitting procedure for many-body interactions. Our study indicates which of the 3N observables are particularly useful in this context.
        1. R. Navarro Pérez, J. E. Amaro, and E. Ruiz Arriola, Phys. Rev. C89, 064006 (2014).
        2. P. Reinert, H. Krebs, and E. Epelbaum, Eur. Phys. J. A54, 86 (2018).
        3. R. Skibiński et al., Phys. Rev. C98, 014001 (2018).
        4. Yu. Volkotrub et al., Acta Phys. Polon. B50, 367 (2019).

        Speaker: Yuriy Volkotrub (Jagiellonian University)
      • 15:00
        Ewolucja stanów ładunkowych w pułapce jonów typu EBIT 2h

        Electron Beam Ion Trap (Dresden EBIT [1,2], Dresden Co.) jest nowoczesną aparaturą zainstalowaną kilka lat temu w IF UJ, do celów badawczych oraz dydaktycznych. EBIT jest niewielkich rozmiarów, wielofunkcyjnym urządzeniem, które otwiera szerokie możliwości badawcze w zakresie fizyki atomowej ciężkich jonów. Głównym przeznaczeniem EBIT jest produkcja i pułapkowanie ciężkich, wysoko naładowanych jonów. Dzięki detektorowi promieniowania rentgenowskiego (XFlash 5030 Bruker Co.), umieszczonemu ok. 10 mm od centrum pułapki, w laboratorium IF UJ badane są radiacyjne procesy atomowe, co umożliwia, między innymi, diagnostykę stanu ładunkowego wyprodukowanych jonów. Produkcja jonów zachodzi w procesie wielokrotnego zderzania atomu z wiązką elektronów. W przypadku argonu umożliwia to produkcję jonów nawet całkowicie pozbawionych elektronów. Rozkłady ładunkowe, wytworzone tą metodą w plazmie, ewoluują w czasie i są pochodną zarówno procesów jonizacyjnych, jak i procesów radiacyjnej i nieradiacyjnej rekombinacji. Jedną z metod analizy rozkładu ładunkowego jonów jest ich ekstrakcja i analiza stanu ładunkowego przy pomocy filtru Wiena. Inną metodą, szczególnie obiecującą przy badaniu wpływu czasu jonizacji w EBIT na rozkład stanu ładunkowego, jest analiza energii linii charakterystycznej Kα argonu, jako funkcji struktury elektronowej jonu. Procedura ta jest możliwa dzięki obliczeniom opartym o Flexible Atomic Code [3]. Wyniki analizy pokazują, że rozkłady ładunkowe jonów Ar wewnątrz pułapki są czułe na wiele czynników takich jak: energia oraz natężenie wiązki elektronowej, ciśnienie gazu wewnątrz komory, wartość potencjału pułapkującego oraz czas jonizacji. Ponadto, wzajemne relacje tych parametrów wpływają na tak zwane „chłodzenie” jonów gazami resztkowymi (ang. evaporative cooling [4]).

        1 G.Zschornack, M.Kreller, V.P.Ovsyannikov, et al., Rev. Sci. Instrum. 79, 02A703 (2008)
        2 G.Zschornack, M.Schmidt and A.Thorn, CERN Yellow Report 007, 165-201 (2013)
        3 M.F. Gu, Can. J. Phys. 86, 675 (2008)
        4 C.Beilmann, P.H.Mokler, S.Bernitt, Z.Harman, et al., Phys. Scr. T144, 014014 (2011).

        Speaker: Weronika Biela (Jagiellonian University)
      • 15:00
        Geometryczne wyznaczenie jednokierunkowej prędkości światła w ośrodku materialnym w teorii STE 2h

        W wystąpieniu przedstawiono metody geometrycznej analizy prowadzącej do wyprowadzenie jednokierunkowej prędkości światłą w ośrodku materialnym w Szczególnej Teorii Eteru (STE).
        Jedyna znana metodą wyprowadzenia jednokierunkowej prędkości światła w ośrodku materialnym pod dowolnym kątem względem Eteru, w ośrodku, w którym średnia prędkość jest mniejsza niż prędkość światła w próżni oparta jest na analizie geometrii relatywistycznej przy dodatkowych założeniach oraz transformacji czasu i położenia pomiędzy układami inercjalnymi na której oparta jest Szczególna Teoria Eteru (STE).
        W dodatkowych założeniach przyjmuje się, że czas przepływu światła w dwóch kierunkach, w jednym kierunku w ośrodku materialnym a w drugim w próżni jest niezależny od tego w czy światło przepływa w jednym kierunku w próżni a w drugim w ośrodku materialnym czy na odwrót najpierw w próżni a potem w ośrodku materialnym.
        W wystąpieniu podjęto również dyskusje na temat innych metod wyprowadzenia jednokierunkowej prędkości światła w ośrodku materialnym.

        [1] Szostek Karol, Szostek Roman, The explanation of the Michelson-Morley experiment results by means universal frame of reference (in English: Wyjaśnienie wyników eksperymentu Michelsona-Morleya przy pomocy uniwersalnego układu odniesienia), Journal of Modern Physics, Vol. 8, No. 11, 2017, 1868-1883, ISSN 2153-1196 https://doi.org/10.4236/jmp.2017.811110.
        [2] Szostek Karol, Szostek Roman, The derivation of the general form of kinematics with the universal reference system (in English), Results in Physics, Volume 8, 2018, 429-437, ISSN: 2211-3797, https://doi.org/10.1016/j.rinp.2017.12.053.
        Szostek Karol, Szostek Roman, Wyprowadzenie ogólnej postaci kinematyki z uniwersalnym układem odniesienia (in Polish), viXra 2017 http://www.vixra.org/abs/1704.0104.
        Szostek Karol, Szostek Roman, Вывод общего вида кинематики с универсальной системой отсчета (in Russian), viXra 2018 http://www.vixra.org/abs/1806.0198.
        [3] Szostek Karol, Szostek Roman, Kinematics in Special Theory of Ether (in English), Moscow University Physics Bulletin, Vol. 73, № 4, 2018, 413-421, ISSN 0027-1349 https://doi.org/10.3103/S0027134918040136.
        Szostek Karol, Szostek Roman, Кинематика в Cпециальной Tеории Эфира (in Russian), Вестник Московского Университета. Серия 3. Физика и Астрономия, Vol. 73, № 4, 2018, 413-421, ISSN 0579-9384.

        Speaker: Dr Karol Szostek (Politechnika Rzeszowska |Zakład Mechaniki Płynów i Aerodynamiki)
      • 15:00
        Grafito-podobne struktury syntetyzowane w wyniku napromieniowania promieniami γ o maksymalnej energii 10MeV gazowego helu pod wysokim ciśnieniem, teoria procesu 2h

        Obserwowane efekty napromieniowania opisano częściowo w [1]. Komora WC wypełniona czystym helem została napromieniowana kwantami γ o maksymalnej energii 10MeV w czasie 1.0·105s, przy natężeniu wiązki elektronów akceleratora (1.2-1.4) 1014 e/s. Po napromieniowaniu ciśnienie wewnątrz spadło z 1.1 do 0.43kbar. Syntetyzowane, makroskopowe ilości czarnych płatków o grubości 0.22mm i wiele innych obiektów, znaleziono w wewnątrz komory. Pierwsze analizy, przy użyciu (SEM) i (MPRA), pozwoliły na ustalenie, że płatki składają się głównie z węgla i tlenu i z mniejszej ilości innych pierwiastków, do żelaza Ich właściwości fizyczne to: niska gęstość (1.20 ± 0.20 g/cm3), rezystywność 1010μΏ m), wysoką podatność paramagnetyczną i wartość ɛr = (3 – 4). Wytrzymałość na ściskanie oceniono na 10MPa. Badania temperaturowe wykazały, że temperatura stabilności płatków jest nie wyższa niż 400 0C. Zaproponowano wstępnie strukturę krystalograficzną grafito-podobnego obiektu z płaszczyznami jak w strukturze grafitu z odległościami pomiędzy warstwami prawie o 50% większymi, pomiędzy którymi lokują się atomy tlenu, magnezu i innych atomów. Propozycja bazuje na danych otrzymanych z użyciem dyfraktometru proszkowego Siemens D500. Również użyta druga metoda oznaczania składu chemicznego (EDX), potwierdziła poprzednie dane [1]). Ostatnie badania wykonane na Wydz. Chem. PW - w tym w podczerwieni - potwierdzają, że GP obiekty to złożone „słabo krystaliczne” twory grafitopodobne z tlenem w odrębnej warstwie (rodzaj interkalatu). Badania widm Ramana wyjaśniły, że obserwowane czerwone plamki na próbkach to zlokalizowane skupiska atomów fosforu. Wyjaśnienie mechanizmu powstawania nowych jąder w przypadku napromieniowaniu czystego helu pod wysokim ciśnieniem zaproponował G.V. Mishinsky na drodze bardzo silnych oddziaływań magnetycznych w odpowiedniej koncentracji ortohelu (będącego wynikiem napromieniowania kwantami gamma parahelu) [2]. Zaproponowany przez R.Wiśniewskiego: analogiczny eksperyment z mieszaniną helu i deuteru (w przybliżonym składzie 50/50 at. %) w którym nie zaobserwowano istotnych zmian, potwierdził hipotezę G.V. Mishinsky’ego. Biorąc pod uwagę wyżej opisane wyniki z He (również z H2 i D2 i z Xe [3], możemy mówić o nowych - przy udziale niskoenergetycznych reakcji jądrowych - makro, mikro i nanotechnologiach.

        BIBLIOGRAFIA W KOMENTARZU

        Speaker: Prof. Wiśniewski Roland (Politechnika Warszawska)
      • 15:00
        Widma molekularne wysokiej dokładności z pomiaru częstotliwości rezonansów wnęki optycznej 20m

        Wnęki optyczne, ze względu na zachodzące w nich duże wzmocnienie absorpcji światła, są chętnie wykorzystywane jako komórki gazowe w ultraczułej spektroskopii molekularnej. Do popularnych zastosowań spektroskopii wzmocnionej wnęką optyczną należy detekcja śladowych ilości gazów oraz wysokorozdzielcza spektroskopia kształtów linii widmowych. Drugi przypadek jest silnie umotywowany badaniami atmosferycznymi. Potrzeba kontroli procesu globalnego ocieplenia oraz przewidywanie zmian klimatu Ziemi wymaga stałego monitoringu zmian ilości gazów cieplarnianych w atmosferze na poziomie precyzji lepszym niż 0.3%. Tak wysoka precyzja stanowi poważne wyzwanie dla dokładności badań laboratoryjnych. Wyznaczenie kształtu linii widmowej z błędem systematycznym <0.3%, wymaga by widmo eksperymentalne było wolne od zniekształceń aparaturowych na tak wysokim poziomie dokładności. O tym, że nie jest to zadanie łatwe świadczy fakt, że najdokładniejsze pomiary natężeń linii widmowych charakteryzują się dokładnościami gorszymi niż 10-3. Dla porównania pomiary położeń linii możemy obecnie realizować na poziomie 10-10 i lepszym.
        Fundamentalnym ograniczeniem powszechnie stosowanych metod spektroskopowych jest konieczność pomiaru natężenia światła. Pomiar taki wymaga wysoce liniowej odpowiedzi detektorów, a w przypadku technik typu CRDS musi również obejmować szerokie pasmo detektora. Chociaż metoda CRDS jest uważana za jedną z dokładniejszych, to analiza różnych efektów aparaturowych wskazała na jej potencjalne niedokładności nawet do kilku procent. Rosnąca ranga dokładności w badaniach spektroskopowych stała się motorem do rozwoju techniki CMDS [1], polegającej na częstotliwościowym pomiarze dyspersyjnego przesunięcia rezonansów wnęki optycznej. Jej niepodważalną zaletą jest pomiar tylko jednej wielkości fizycznej – częstotliwości, który może być obecnie zrealizowany z dokładnością względną nawet 10-18. Dzięki temu metoda ta jest niewrażliwa na błędy systematyczne towarzyszące detekcji natężenia, a więc ma szansę być dokładniejszą od innych technik spektroskopowych. Pomiar częstotliwości daje również możliwość łatwej referencji mierzonego widma do atomowego wzorca częstości, co znacznie ułatwia porównywanie danych pomiarowych z różnych laboratoriów na świecie. W warunkach wysokiego stosunku sygnału do szumu ~20000 pokażemy, że metoda CMDS nie przejawia żadnych tendencji do błędów systematycznych w odróżnieniu od metod absorpcyjnych.

        [1]A. Cygan et al.,Opt. Express 23, 14472 (2015)

        Speaker: Dr Agata Cygan (Uniwersytet Mikołaja Kopernika)
      • 15:00
        Wyjaśnienie zjawiska dylatacji czasu, skrócenia Lorentza-FitzGeralda oraz tego czym jest maksymalna prędkość w relatywistyce 2h

        W artykule wyjaśnione zostało zjawisko dylatacji czasu.
        W artykule wyjaśnione zostało zjawisko skrócenia Lorentza-FitzGeralda.
        W artykule wyjaśnione zostało także dlaczego transformacje Szczególnych Teorii Eteru oraz transformacja Szczególnej Teorii Względności (transformacja Lorentza) przestają działać, gdy prędkość układów inercjalnych osiąga, występującą w tych transformacjach, wartość c.
        Przedstawiona została także dyskusja o podstawach relatywistyki.

        Speaker: Dr Roman Szostek (Politechnika Rzeszowska)
      • 15:20
        W sprawie natury splątania kwantowego 20m

        Zgodnie z twierdzeniem Bella, żaden lokalnie realistyczny model nie jest w stanie odtworzyć wszystkich przewidywań teorii kwantów, gdyż probabilistyczne przewidywania takiego modelu dotyczące wyników eksperymentów typu EPRB muszą spełniać nierówności Bella, które są łamane przez przewidywania kwantowe. Być może jednak w znalezieniu modelu odtwarzającego przewidywania kwantowe przeszkadzają jakieś przesądy na temat specyfiki zjawisk kwantowych. Zwykle zakłada się, że stan układu kwantowego nie określa jednoznacznie wyników pomiarów na nim wielkości, których nie jest stanem własnym, zaś nieprzewidywalność związanej z takim pomiarem redukcji stanu wynika z niekontrolowanego zakłócenia stanu podlegającego pomiarowi układu przez makroskopowy przyrząd pomiarowy. Spróbujmy odrzucić te założenia na rzecz hipotezy, że jedynym źródłem niejednoznaczności przewidywań dotyczących wyniku takiego pomiaru jest chaotyczny charakter procesu prowadzącego do redukcji stanu. Stwarza to możliwość podważenia ważnego założenia, bez którego wyprowadzenie nierówności Bella przestaje być wykonalne.

        Speaker: Jan Czerniawski (Instytut Filozofii UJ)
      • 15:40
        Statystyczne własności czasowych przebiegów parametrów fizycznych w muzyce 20m

        Dwa utwory na flet solo: Allemande ze suity a-moll BWV 1013 J. S. Bacha oraz Syrinx L. 129 C. Debussy’ego zostały poddane analizom statystycznym stosowanym w teorii szeregów czasowych. Wykonano histogramy zależności częstości występowania:
        1. interwałów w górę i w dół
        2. poszczególnych wysokości dźwięku (nut)
        3. czasów trwania dźwięków od pozycji tych wielkości w hierarchii częstości ich występowania (tj. tzw. rang).

        Stwierdzono, że w skali log-log histogramy te są funkcjami wykazującymi znaczne odchylenia od przebiegów prostoliniowych. Współczynniki kierunkowe dopasowanych prostych okazały się zazwyczaj znacznie mniejsze od -1, co świadczy, że prawo Zipfa nie jest tu spełnione z dużą dokładnością. Z kolei obliczono dla obydwu utworów funkcje autokorelacji oraz ich numeryczne transformaty Fouriera (periodogramy). Te ostatnie wykazują charakter szumów „kolorowych”. Pieriodogramy funkcji autokorelacji porównano z periodogramami samych przebiegów czasowych. Znacznie gorszą zgodność stwierdzono dla utworu Bacha. Zaproponowano oparte na tonalnych (atonalnych) własnościach obydwu utworów wyjaśnienie otrzymanych wyników w porównaniu z tezami ogólnie przyjętymi w literaturze.

        Speaker: Karolina Martinson (Instytut Fizyki Jądrowej PAN)
      • 16:00
        Wyznaczanie przekrojów czynnych na reakcje foto-jądrowe (γ,xn) dla jądra 165Ho metodą bezpośredniego sortowania krotności neutronów 20m

        Dane dotyczące reakcji foto-jądrowych opisujące odziaływanie fotonów z jądrem atomowych są istotne w wielu zastosowaniach: konstruowanie osłon przed promieniowaniem; wyznaczanie dawek pochłoniętych w czasie radioterapii, analiza aktywacyjna; przetwarzanie odpadów promieniotwórczych; technologie reaktorowe; nukleosynteza w astrofizyce.

        Zainicjowany został projekt Międzynarodowej Agencji Energii Jądrowej (IAEA CRP F41032) [1], którego celem było opublikowanie dwóch kompilacji: uaktualnionej bazy danych dot. reakcji foto-jądrowych, a także bazy referencyjnej odnośnie tzw. funkcji nasilenia fotonów. Realizacji projektu podjęła się zawiązana w tym celu grupa badawcza PHOENIX (PHOto-Excitation and Neutron emIssion cross [X] sections). Eksperymenty zostały wykonane w ośrodku NewSUBARU (Japonia) w ramach linii wiązki gamma GACKO (Gamma Collaboration hutch of KOnan university). Grupa badawcza dostarcza przekrojów czynnych na reakcje typu (γ, xn) dla x = 1-4 aby rozwiązać wieloletni problem istotnych rozbieżności pomiędzy danymi uzyskiwanymi w ośrodkach Saclay oraz Livermore.

        Dla celów projektu zaprojektowany został układ detekcyjny o tzw. płaskiej wydajności (FED – flat-efficiency neutron detector) [2]. Układ składa się z trzech pierścieni detektorów zwierających gaz 3He w liczbie 4, 9 i 18 umieszonych w moderatorze z polietylenu w odległościach odpowiednio 5.5, 13.0 oraz 16.0 cm w stosunku do tarczy umieszczonej w centrum. Ponieważ wydajność detekcji układu jest stała, aż do energii neutronów rzędu kilku MeV, możliwe jest wyznaczenie tzw. cząstkowych przekrojów czynnych metodą bezpośredniego sortowania krotności neutronów.

        W ramach prezentacji, przedstawione zostaną szczegóły odnośnie układu eksperymentalnego oraz metod badawczych wraz z analizą danych. Zostaną przedstawione wyniki uzyskane dla wybranego jądra 165Ho. Dane dla energii wzbudzenia powyżej 30 MeV zostały uzyskane po raz pierwszy.
        Analogiczny układ detekcyjny (ELIGANT-TNF) został zaprojektowany i zbudowany w nowopowstającym ośrodku Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics (ELI-NP, Magurele, Rumunia). W prezentacji zostaną przedstawione również wyniki eksperymentu testowego z wykorzystaniem wiązki protonów w ośrodku IFIN-HH (Magurele, Rumunia).

        Literatura
        [1] https://www-nds.iaea.org/CRP-photonuclear/
        [2] H. Utsunomiya et al., Nucl. Instrum. Meth. A871, 135 (2017).

        Speaker: Mateusz Krzysiek (Instytut Fizyki Jądrowej PAN)
      • 16:20
        Pomiary czasów życia wzbudzonych stanów jądrowych w neutronowo-nadmiarowych izotopach węgla i tlenu: test jądrowych oddziaływań trójciałowych 20m

        Plakat opisuje eksperyment przeprowadzony w GANIL, Caen, Francja w lipcu 2017 r. przy współpracy naukowców z Polski, Włoch oraz Francji. Celem pomiaru było określenie czasów życia wzbudzonych stanów w jądrach izotopów węgla i tlenu bogatych w neutrony, w szczególności w 16C i 20O. W przypadku tych jąder obliczenia ab-initio przewidują silną czułość prawdopodobieństw przejścia elektromagnetycznego na charakter oddziaływań nukleon-nukleon (NN), szczególnie na włączenie do obliczeń oddziaływań trójciałowych (NNN) [1,2].

        Przedstawione zostaną dane z eksperymentu z użyciem zespołów detektorów AGATA [3], VAMOS [4] oraz PARIS [5]. Identyfikacja izotopowa produktów reakcji i rekonstrukcja wektora prędkości została wykonana z wykorzystaniem spektrometru VAMOS. Wyznaczanie czasu życia stanów jądrowych w zakresie od kilkudziesięciu do setek femtosekund opiera się wykorzystaniu efektu Dopplera i porównaniu z obliczeniami symulacyjnymi zależnego od kąta kształtu linii w widmie energii promieniowania gamma z obserwowanymi przez układ AGATA. Czułość i poprawność metody została potwierdzona przez pomiar czasów życia w jądrach 17O i 19O. Przedstawiony zostanie czas życia drugiego stanu wzbudzonego 2+ w 20O, a także wyniki uzyskane dla jądra 16C oraz ich porównanie do obliczonych teoretycznych z uwzględnieniem jak i bez uwzględnienia oddziaływań trójciałowych.

        [1] J.D. Holt, J. Menendez, and A. Schwenk, Eur. Phys. J. A49 (2013) 39.
        [2] G. Hagen, M. Hjorth-Jensen, G. R. Jansen, R. Machleidt, and T. Papenbrock, Phys. Rev. Lett. 108, 242501 (2012).
        [3] S. Akkoyun et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 668 (2012), 26.
        [4] M. Rejmund et al., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 646, 184 (2011).
        [5] A. Maj et al., Acta Phys. Pol. B 40, 565 (2009).

        Speaker: Michał Ciemała (IFJ PAN)
      • 16:40
        A Toy Model of Supersymmetric Electrodynamics in Noncommutative Geometry 20m

        Our aim in this project is to give a possible scheme for incorporating a superspace formulation of supersymmetry into the framework of noncommutative geometry a la Alain Connes.

        In analogy with the almost-commutative (AC) manifold construction of electrodynamics, we take our base manifold to be the superspace R^(2+1 | 2), with associated 2-point (Grassmann valued) finite space. We explore the datum of the spectral triple, including decorations, i.e. algebra, Hilbert space, grading, real structure, and Dirac operator. We compute the gauge fields arising from the inner fluctuations obtained by considering Morita equivalences of algebras. We calculate both the bosonic action via the spectral action principal as well as the fermionic action from the Hilbert space inner product, and verify supersymmetry invariance.

        Speaker: Thomas Williams (Jagiellonian University Physics)
      • 16:40
        Adsorpcja białek do powierzchni polimerów o różnej taktyczności 20m

        Przeprowadzone badania skupiły się na analizie adsorpcji białka do cienkich warstw poli(metakrylanu n-butylu) (PnBMA) oraz poli(metakrylanu tetr-butylu) (PtBMA) o różnej taktyczności (izotaktyczny, ataktyczny i syndiotaktyczny) wytworzonych metodą spin-coating na podłożu krzemowym. Dla warstwy i-PnBMA umieszczonej w środowisku wodnym zaobserwowano zjawisko dewettingu (tzw. nonsolvent dewetting), podczas gdy pozostałe warstwy pozostawały stabilne. Wyniki badań ukazały, że inkubacja cienkich warstw i-PnBMA w roztworach surowiczej albuminy wołowej (BSA) o różnej koncentracji wpływa na stabilizację warstwy i-PnBMA, co prowadzi do osłabienia efektu dewettingu. W przypadku cienkich warstw PtBMA nie zaobserwowano żadnego wpływu taktyczności polimeru na ilość zaadsorbowanego białka do powierzchni. Jednakże przeprowadzone badania z użyciem spektrometrii masowej jonów wtórnych (ToF-SIMS) połączone z wielowymiarową analizą danych (Principal Component Analysis – PCA) ujawniły, że zaadsorbowane molekuły białka przyjmują różną orientację w zależności od taktyczności polimeru nałożonego na podłożu.

        Speaker: Natalia Janiszewska (Instytut Fizyki im. M.Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie)
      • 16:40
        Algebraiczne spojrzenie na problem masy i mieszania neutrin w modelu seesaw 20m

        Niewielką masę neutrin można wyjaśnić, zakładając istnienie bardzo masywnych neutrin sterylnych. Scenariusz taki rozpatrywany jest w znanym modelu huśtawki (ang. seesaw).
        W modelu tym masy neutrin reprezentowane są poprzez wartości własne 2-wymiarowej symetrycznej blokowej macierzy masowej. Fizyczne masy otrzymuje się diagonalizując tę macierz. Można tego dokonać w sposób dokładny lub przybliżony w zależności od wyboru parametryzacji odpowiadającej macierzy mieszania. Jednak pomimo zachowania odpowiednich skal poszczególnych bloków w macierzy masowej otrzymane spektrum nie zawsze zgadza się z rzeczywistością. W naszej pracy podejmujemy systematyczny sposób rozwiązania tego problemu opierając się wyłącznie na matematycznej strukturze macierzy masowej. W tym celu wykorzystujemy narzędzia dostarczone przez teorię macierzy takie jak normy macierzowe, rozkład na wartości osobliwe, nierówność Weyla bądź twierdzenia Cauchy'ego. Metody te pozwalają na dogłębne poznanie własności macierzy masowej, a co za tym idzie także odpowiadające spektrum masowe neutrin.
        W oparciu o tę wiedzę narzucamy warunki jakie musi spełnić macierz masowa aby uzyskać dokładnie trzy lekkie neutrina.
        Badana jest również przerwa pomiędzy podprzestrzeniami rozpinanymi przez wektory własne macierzy masowej czyli kolumny macierzy mieszania. Operacja ta ujawnia związek między mieszaniem a masami.

        Speaker: Wojciech Flieger (Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski)
      • 16:40
        Analiza wpływu warunków wzrostu nanostruktur RE-Al-O domieszkowanych jonami europu, otrzymywanych metodą hydrotermalną. 20m

        Analiza wpływu warunków wzrostu nanostruktur RE-Al-O domieszkowanych jonami europu, otrzymywanych metodą hydrotermalną.

        Nikola Cichocka, a) Jarosław Kaszewski, b) Serhiy Kobyakov,a) Łukasz Wachnicki,b) Agata Kaminska, a,b)

        a)Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Szkoła Nauk Ścisłych, Dewajtis 5, 01-815 Warszawa b) Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Aleja Lotników 32/46, 02-668 Warszawa

        Właściwości optyczne perowskitów, granatów, kryształów o strukturze jedoskośnej, a ostatnio również tlenowodorków domieszkowane pierwiastkami ziem rzadkich (rare earth, w skr. RE) są bardzo interesujące ze względu na ich możliwe zastosowania fotowoltaiczne. Materiały te mogą być bardzo wydajne w pochłanianiu światła i umożliwiać skonstuowanie mniejszych i tańszych urządzeń do przechwytywania takiej samej ilości energii słonecznej w porównaniu do konwencjonalnych absorberów. Ponadto związki te, ze względu na ich właściwości, mogą być stosowane w medycynie oraz przemyśle np. jako znaczniki luminescencyjne lub luminofory [1].

        W niniejszej pracy wykorzystano technikę hydrotermalną wspomaganą mikrofalowo w celu wytworzenia związków RE-Al-O domieszkowanych europem. Wszystkie syntezy przeprowadzono pod wysokim ciśnieniem (60 bar). Porównano otrzymane związki w zależności od pH mieszaniny reakcyjnej, a także od warunków wygrzewania uzyskanych produktów po procesie wzrostu. Strukturę oraz właściwości optyczne wszystkich kryształów zbadano wykorzystując dyfrakcję rendgenowską (XRD) i widma luminescencji jonów Eu 3+. Jony europu znane są jako lokalny czujnik symetrii, ponieważ różne symetrie generują różne pola krystaliczne i tym samym wpływają na ich właściwości widmowe [2]. Dodatkowo zbadano topografię nanokrystalitów wykorzystując skaningowy mikroskop elektronowy (SEM). Przeprowadzone badania mają na celu określenie wpływu pH mieszaniny reakcyjnej i procesu wygrzewania produktów na właściwości optyczne i strukturalne wykazywane przez uzyskane nanostruktury.

        Odnośniki:

        [1] Malinkiewicz, O.;Yella, A.; Lee, Y. H.; Espallargas G.M.; Graetzel M., Perovskite solar cells employing organic charge-transport layers. Nature Photonics 8, 2014, 128-132.

        [2] Binnemans K., Interpretation of europium (III) spectra. Coordination Chemistry Reviews, Volume 295, 2015, 1-45.

        Speaker: Mrs Nikola Cichocka (Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego)
      • 16:40
        Analiza własności elektronowych skręconych warstw grafenu 20m

        W pracy zaprezentowane zostaną wyniki badań dotyczących własności elektronowych w skręconych warstwach grafenu. Układy te, wykazujące silną zależności faz elektronowych od kąta skręcenia, ze względu na swoją prostotę stanowią jedną z najciekawszych platform do studiowania silnych korelacji elektronowych. Wzrost roli oddziaływań w stosunku do monowarstw grafenu (lub dwuwarstw w standardowym ułożeniu AB) tłumaczony jest faktem renormalizacji linowych pędów elektronów (tworzących tzw. stożki Diraca) [1] aż do granicznego przypadku płaskich pasm dla tzw. „magicznych kątów” [2]. Oddziaływania te przy połówkowym zapełnieniu pasm prowadzą do tzw. izolatora Motta [3], który przy zmianie domieszkowania pozwala na obserwację nadprzewodnictwa [4] w temperaturze ~1.7 K. Niekonwencjonalny mechanizm parowania elektronów [5-6], potencjalnie o topologicznie chronionym charakterze [7], otwiera pole do badań współzależności topologii układów jedno-elektronowych, silnych oddziaływań i nadprzewodnictwa.

        Połączenie silnych oddziaływań i ogromnych komórek elementarnych, wynikających z małych kątów skręcenia, stanowi wyzwanie dla standardowych metod obliczeń struktur elektronowych z zasad pierwszych. W pracy przeanalizowany zostanie model ciasnego wiązania [8] dla podwójnej warstwy grafenu o dowolnym skręceniu. Zbadane zostaną zależność gęstości stanów zarówno w układach skończonych, jak i periodycznych. Następnie przebadany zostanie efekt dystorsji sieci, a także szacunkowy wpływ oddziaływań elektron-elektron na strukturę pasmową.

        [1] J. M. B. Lopes dos Santos, N. M. R. Peres, A. H. Castro Neto, Phys. Rev. Lett. 99, 256802 (2007)
        [2] E. Bistritzer and Allan H. MacDonald, PNAS 108, 12233 (2011)
        [3] Y. Cao, V. Fatemi, A. Demir, S. Fang, S. L. Tomarken, J. Y. Luo, J. D. Sanchez-Yamagishi, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Kaxiras, R. C. Ashoori & P. Jarillo-Herrero, Nature 556, 80 (2018)
        [4] Y. Cao, V. Fatemi, S. Fang, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Kaxiras & P. Jarillo-Herrero, Nature 556, 43 (2018)
        [5] N. F. Q. Yuan and L. Fu, Phys. Rev. B 98, 045103 (2018).
        [6] H. C. Po, L. Zou, A. Vishwanath, and T. Senthil, Phys. Rev. X 8, 031089 (2018)
        [7] C. Xu and L. Balents, Phys. Rev. Lett. 121, 087001 (2018)
        [8] G. Trambly de Laissardire, D. Mayou, and L. Magaud, Nano Letters 10, 804 (2010)

        Speaker: Ms Alina Wania Rodrigues (Katedra Fizyki Teoretycznej, Politechnika Wrocławska)
      • 16:40
        Asymetryczny spektrometr von Hamosa dla spektroskopii promieniowania X w pierścieniu CRYRING@ESR 20m

        Praca przedstawia koncepcję asymetrycznego spektrometru von Hamosa promieniowania X przeznaczonego do pomiarów fotonów emitowanych w wyniku rekombinacji radiacyjnej (RR) jonów z elektronami swobodnymi w pierścieniu akumulacyjnym CRYRING@ESR [1] w ośrodku FAIR in Darmstadt. Spektrometr ten, budowany w ramach kolaboracji SPARC/APPA, umożliwi pomiary z wysoką zdolnością rozdzielczą, do 100 meV, niskoenergetycznego promieniowania X (5-10 keV) z RR całkowicie zjonizowanych lub wodoropodobnych jonów zgromadzonych w pierścieniu CRYRING chłodzonych elektronami swobodnymi [2]. Przeprowadzone symulacje metodą „ray tracing” [3] pokazały, że energie linii K-RR dla lżejszych jonów (Z=20-30) mogą być mierzone z precyzją kilku ppm, co daje możliwość badania efektów QED.

        Zaproponowany asymetryczny spektrometr von Hamosa wykorzystuje unikalną geometrię promieniowania X emitowanego w RR jonów z elektronami w chłodnicy elektronowej pierścienia CRYRING@ESR, gdzie emitowane fotony tworzą liniowe źródło ( 1 m x 1 mm) akceptowane przez geometrię von Hamosa. Dodatkowo, wiązka elektronów w chłodnicy CRYRING-u ma bardzo niską temperaturę, rzędu meV, dzięki zastosowaniu adiabatycznej ekspansji magnetycznej wiązki elektronowej [4]. Efekt ten zwiększa istotnie intensywność mierzonego promieniowania RR, a w konsekwencji precyzję wyznaczenia jego energii. W celu wyeliminowania wpływu efektu Dopplera na mierzone energie promieniowania RR dwa asymetryczne spektrometry von Hamosa będą zainstalowane za magnesami dipolowymi sąsiadującymi z chłodnicą elektronową, aby mierzyć promieniowanie “blue/red-shifted” (0^{o}/180^{o}). W ten sposób energia fotonów w układzie poruszającego się jonu może być wyznaczona niezależnie od prędkości wiązki jonów. Badane promieniowanie rentgenowskie, ugięte w wyniku dyfrakcji na cylindrycznie wygiętym krysztale, będzie rejestrowane przez pozycyjny, czasowo-rozdzielczy ( ns) detektor półprzewodnikowy. Fotony RR będą mierzone w koincydencji czasowej z jonami ulegającymi rekombinacji, co poprawi istotnie jakość mierzonych widm rentgenowskich RR. Oba spektrometry będą zainstalowane na osi chłodnicy elektronowej w dedykowanych komorach wysokiej próżni.

        Referencje
        [1] M. Lestinky et al. Eur. Phys. J. Special Topics, 225, 797 (2016).
        [2] M. Pajek and R. Schuch, Phys. Rev. A, 45, 7894 (1992).
        [3] P. Jagodziński et al. Nucl. Inst. Meth. A, 753, 121 (2014).
        [4] H. Danared et al. Phys. Rev. Lett., 72, 3775 (1994); Nucl. Inst. Meth. A, 441, 123 (2000).

        Speaker: Andrzej Warczak (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Badania emisji lotnych związków organicznych z truskawek za pomocą spektrometrii masowej z reakcją przekazu protonu. 20m

        Podstawowym zagadnieniem w spektrometrii mas jest problem jonizacji badanej substancji. Wiele metod jonizacji powoduje fragmentację cząsteczek. Należą do nich takie techniki jak jonizacja wiązką elektronów (Electron Ionisation - EI), bombardowanie szybkimi atomami (Fast-Atom Bombardment - FAB) lub jonami (Secondary Ion Mass Spectrometry – SIMS), czy też plazma wzbudzona indukcyjnie (Inductively Coupled Plasma, ICP). W przypadku próbek zawierających jeden związek chemiczny, fragmentacja jest nawet pomocna w jego identyfikacji, dlatego że często przebiega w sposób charakterystyczny dla danego związku. Jednak gdy mamy do czynienia z mieszaniną różnych związków, w szczególności organicznych, fragmentacja bardzo komplikuje ich identyfikację, a w niektórych przypadkach całkowicie ją uniemożliwia.
        Jedną z metod, która ogranicza fragmentację cząsteczek jest spektrometria masowa z reakcją przekazu protonu (Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry – PTR MS). W metodzie tej wytwarzane są jony hydroniowe H3O+, z których w zderzeniach z badaną substancją w stanie gazowym przekazywany jest proton do molekuły M według reakcji:
        H3O+,+ M → H+M + H2O
        Warunkiem zajścia powyższej reakcji jest to, aby powinowactwo protonowe cząsteczki M było wyższe niż cząsteczki wody.
        Metoda PTR-MS znalazła wiele zastosowań w ochronie środowiska, medycynie, biologii czy też kontroli jakości produktów spożywczych. W pracy tej przedstawione będą wyniki pomiaru emisji lotnych związków organicznych z truskawek. Badane próbki pochodziły z trzech różnych obszarów: Mazowsza, Pomorza Środkowego oraz z Kaszub. Producenci części truskawek z Kaszub posiadali certyfikaty umożliwiające posługiwanie się nazwą Truskawka Kaszubska, która została wpisana do europejskiego systemu nazw i oznaczeń geograficznych.
        W widmach masowych pochodzących od wszystkich próbek zarejestrowano szereg związków chemicznych, m. in. metanol, etanol, acetaldehyd, aceton, kwas octowy, octan metylu czy octan etylu. Jednak truskawki z różnych regionów emitowały te związki w różnych proporcjach. Można więc założyć, że technika PTR MS pozwala na identyfikację truskawek ze względu na ich pochodzenie.

        Speaker: Mr Tomasz Wróblewski (Akademia Pomorska w Słupsku)
      • 16:40
        Badania fizyki jądrowej w Centrum Cyklotronowym Bronowice Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie 20m

        A. Maj1, M. Kmiecik1, B. Wasilewska1, M. Ciemała1, J. Łukasik1, P. Pawłowski1, B. Fornal1, N. Cieplicka-Oryńczak1, A. Kozela1, S. Kistryn2, E. Stephan3, K. Pysz1, B. Kamys2, B. Sowicki1, M. Ziębliński1, P. Napiórkowski4 i inni

        1 IFJ PAN Kraków; 2 Uniwersytet Jagielloński; 3 Uniwersytet Śląski; 4 SLCJ Warszawa;

        Centrum Cyklotronowe Bronowice jest działającym od kilku lat ośrodkiem, którego głównym zadaniem jest prowadzenie terapii hadronowej z wykorzystaniem wiązki protonów. Dodatkowo przewidziane zostało także zastosowanie wiązki protonów do badań z dziedziny fizyki jądrowej. Obejmują one następujące zagadnienia: pomiary rozpadu gamma wzbudzeń kolektywnych, wzbudzenie i rozpad wysoko leżących stanów jednocząstkowych, badania dynamiki układów kilku nukleonów oraz mechanizmu rozszczepienia i spallacji.
        W tym celu zostało utworzone w hali pomiarowej stanowisko do prowadzenia eksperymentów, które może być wyposażone w zależności od wykonywanych badań w odpowiednie układy detekcyjne. Plakat ma na celu przedstawienie realizowanego programu badawczego oraz stosowanych układów pomiarowych.

        Speaker: Maria Kmiecik (IFJ PAN Kraków)
      • 16:40
        Badanie dynamiki układów kilku-nukleonowych w zderzeniach deuteron-proton 20m

        Układy kilku-nukleonowe są dogodnym poligonem doświadczalnym dla testowania różnych modeli oddziaływań nukleonów. W przypadku układu dwóch nukleonów (2N), opracowane teorie oddziaływania nukleon-nukleon (NN), odtwarzają dane eksperymentalne w sposób całkowicie zadowalający. Dodanie do układu nawet pojedynczego nukleonu znacząco komplikuje opis systemu gdyż oprócz oddziaływań NN pojawia się dodatkowa dynamika nazywana siłą trójnukleonową (3NF). Obecnie istnieje wiele różnych podejść teoretycznych próbujących poradzić sobie z opisem 3NF, takich jak TM99, Urbana IX [1] czy chiralna teoria perturbacji ChPT [2]. Do weryfikacji jakości tych modeli oraz w celu stymulowania ich dalszego rozwoju potrzebna jest baza danych eksperymentalnych o wysokiej precyzji.

        Seria eksperymentów [3, 4, 5] mających na celu badanie efektów pochodzących od 3NF została przeprowadzona w ośrodku KVI w Groningen w Holandii. Wykorzystany został w nich specjalnie do tego celu skonstruowany detektor BINA. W tej prezentacji zostaną pokazane wyniki pomiaru reakcji breakupu wywołanego wiązką deuteronów przyspieszonych do energii 80 MeV na nukleon, zderzanych z tarczą z ciekłego wodoru. Dzięki zastosowaniu nowych metod analizy danych stało się możliwe rejestrowanie również neutronów pochodzących z reakcji. W tym celu opracowano metodę pomiaru pozycji neutronów w detektorze poprzez asymetrię sygnałów lewo/prawo w długim scyntylatorze oraz metodę odzyskiwania energii poprzez pomiar czasu przelotu. Mając zarejestrowane koincydencje proton-neutron możliwym jest uzyskanie różniczkowego przekroju czynnego dla trzyciałowej reakcji $^1$H(d,pn)p. Dotychczasowa analiza pokazała, że detekcja neutronów pozwala na osiągniecie niższych progów na detekcje w porównaniu z bezpośrednią detekcją protonów, przez co dostępny jest do badania szerszy zakres przestrzeni fazowej w tym obszary gdzie stosunkowo duży wkład w do przekroju czynnego mogą mieć oddziaływania w stanie końcowym (tzw. FSI). Ponieważ dla tej energii wiązki ukończono już analizę danych z detekcją dwóch protonów w kanale wyjściowym [6], będzie również możliwe porównanie się z tymi wynikami.

        [1] H. Witała et al., Phys. Lett. B 634 374 (2006).
        [2] E. Epelbaum, Prog. Part. Nucl. Phys. 57 654 (2006).
        [3] G. Khatri et al., Acta Phys. Pol. B47, 441 (2016).
        [4] N. Kalantar-Nayestanaki et al., Rep. Progr. Phys. 75 016301 (2012).
        [5] I. Ciepał et al., Phys. Rev. C 99 014620 (2019).
        [6] W. Parol, praca doktorska, UJ Kraków (2016).

        Speaker: Bogusław Włoch (Instytut Fizyki Jądrowej PAN)
      • 16:40
        BADANIE DŁUGOFALOWYCH ZMIAN PIERWIASTKOWYCH POWSTAŁYCH W WĄTROBIE I NERKACH PO PODANIU NANOCZĄSTEK TLENKU ŻELAZA W OTOCZCE Z D-MANNITOLU Z ZASTOSOWANIEM METODY TXRF i µXRF 20m

        Nanocząstki (NPs), definiowane jako struktury, których przynajmniej jeden wymiar mieści się w przedziale 1-100nm, są obecnie przedmiotem wielu badań naukowych. Ich unikalne własności elektryczne, chemiczne i strukturalne sprawiają, że są one niezwykle atrakcyjne zwłaszcza z punktu widzenia możliwości potencjalnych zastosowań biomedycznych. Przykładem może być tutaj wykorzystanie nanocząstek magnetycznych jako środków kontrastowych czy nośników leków. Ponadto możliwa jest indukcja lokalnej hipertermii, po zastosowaniu zewnętrznego pola magnetycznego, np. w celu zniszczenia komórek nowotworowych. Pomimo szerokiego wachlarza zalet, należy mieć na uwadze potencjalny toksyczny charakter NPs. Większość dotychczasowych badań w tym zakresie prowadzona była z wykorzystaniem linii komórkowych. Tymczasem przeniesienie wyników tego typu eksperymentów na organizmy złożone nie do końca jest możliwe. Stąd potrzebne są badania prowadzone z wykorzystaniem modeli zwierzęcych.

        W niniejszej pracy badano długofalowe zmiany pierwiastkowe powstałe w wątrobie i nerkach szczurów po podaniu nanocząstek tlenku żelaza (IONPs) o rdzeniu maghemitowym w otoczce z D-Mannitolu (MIONPs) o średnicy hydrodynamicznej nie większej niż 100nm.
        Szczury szczepu Wistar, pochodzące z hodowli Zakładu Neuronami UJ, w 60 dniu rozwoju zostały podzielone na cztery niezależne grupy badawcze. Dwie z nich przeznaczone były do badań z wykorzystaniem metody TXRF, a pozostałe do metody µXRF. Dwóm grupom podano MIONPs w dawce 0,16mg Fe/1kg masy ciała, podczas gdy pozostałe dwie, traktowane jako kontrole, otrzymały równoważną objętość soli fizjologicznej, aby wykluczyć wpływ podania na uzyskiwane rezultaty. Wszystkie procedury prowadzone z udziałem zwierząt odbywały się w oparciu o zgodę komisji bioetycznej UJ (nr 121/2015) oraz zgodnie z wszystkimi obowiązującymi standardami.
        Do oceny zmian pierwiastkowych wykorzystano dwie niezależne metody badawcze: spektroskopię rentgenowską całkowitego wewnętrznego odbicia (TXRF) i mikro-spektroskopię fluorescencji rentgenowskiej(µXRF). Pierwsza z nich służyła do uzyskania informacji o całkowitej zmianie koncentracji wybranych pierwiastków występujących po podaniu MIONPs w badanym narządzie, podczas gdy druga miała na celu wykazanie ich przestrzennego rozkładu.
        W pracy przedstawiony zostanie wpływ MIONPs na zmiany koncentracji wybranych pierwiastków tj. Fe, Cu, Ca, Zn uzyskane w dwóch niezależnych metodach badawczych.

        Speaker: Dr Katarzyna Matusiak (Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Fizyki I Informatyki Stosowanej, Kraków, Polska)
      • 16:40
        Badanie i klasyfikacja śladowej wody związanej w rehydratowanych liofilizatach wielolamelarnych modelowych błon biologicznych DOPC (1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) 20m

        Komórki, a także organella komórkowe otoczone są błoną biologiczną o strukturze opartej na dwuwarstwie lipidowej w fazie ciekłokrystalicznej Lα [1]. Liposomy wielowarstwowe są modelami naturalnych błon biologicznych. Dobrze nadają się do badania struktury i dynamiki molekularnej lipidów błonowych [2,3]. Modelowa błona biologiczna DOPC zbudowana jest z kręgosłupa glicerolowego, do którego przyłączone są dwa 18-węglowe łańcuchy kwasu oleinowego (każdy z łańcuchów ma jedno wiązanie nienasycone), oraz głowicy hydrofilowej zawierającej ortofosforan i cholinę. DOPC to przedstawiciel fosfatydylocholin zwierzęcych błon biologicznych, którego główne przejście fazowe wynosi Tc = ˗15C, więc badana błona modelowa znajduje się w fazie Lα [4].
        Wielowarstwowe liposomy DOPC przygotowano metodą cienkiego filmu lipidowego. Materiał mrożono w temp. ˗80C przez ok. 2h w ciśnieniu atmosferycznym. Liofilizacja trwała 3 doby i obejmowała sublimację lodu pod ciśnieniem 0,01 mbar i temperaturze ˗60C. Liofilizacja jest procesem praktycznie wykorzystywanym w przemyśle spożywczym dla konserwowania żywności.
        Widma 1H-NMR użyto do ilościowego opisu dynamiki molekularnej resztkowej wody związanej dla rehydracji z fazy gazowej liofilizatu wielowarstwowych liposomów z DOPC. Przebiegi rehydratacji z fazy gazowej liposomów DOPC wykazują dwuetapowy proces kinetyki. W pierwszym etapie proces opisany jest funkcją jednoeksponencjalą z czasem hydratacji, t1=(9,62±0,25)h, i amplitudą A1=(0,315±0,002). Drugi etap to powolne pęcznienie rozpoczynające się w czasie ts=(523±26)h. Widmo 1H-NMR opisane jest superpozycją linii Gaussa, S, pochodzącej od protonów częściowo unieruchomionych w układzie błonowym i trzech składników linii, L1, L2 i L3, pochodzących od związanej wody i/lub wody uwięzionej w porach liofilizatu, a opisanych funkcjami Lorentza. Populacje mobilnych frakcji protonów rosną wraz ze wzrostem poziomu hydratacji układu.

        Speaker: Agata Bogdał (Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Badanie jąder atomowych wokół $^{54}$Zn 20m

        Komora projekcji czasowej z odczytem optycznym OTPC (ang. Optical Time Projection Chamber) jest detektorem gazowym stworzonym na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego z myślą o badaniu rzadkich rozpadów promieniotwórczych. W odróżnieniu od typowych detektorów TPC, sygnałem odczytywanym w OTPC jest światło generowane przez elektrony wytworzone wskutek jonizacji przez cząstkę naładowaną. Odczyt przez kamerę CCD i fotopowielacz pozwala na pełną rekonstrukcję śladów cząstek w trzech wymiarach. Detektor OTPC był z powodzeniem wykorzystywany w eksperymentach badających beta-opóźnioną emisję cząstek oraz promieniotwórczość dwuprotonową.

        W kwietniu 2019 roku przeprowadziliśmy eksperyment w laboratorium RIBF w RIKEN (Japonia) mający na celu zbadanie jąder atomowych w obszarze wokół $^{54}$Zn. Oprócz zarejestrowania emisji dwuprotonowej z $^{54}$Zn zaobserwowano również rozpady sąsiednich jąder. Zaprezentowane zostaną wstępne wyniki tego eksperymentu.

        Speaker: Adam Kubiela (Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego)
      • 16:40
        Badanie odporności detektorów typu PiN-dioda na oddziaływanie z ciężkimi jonami. 20m

        Treść w załączniku

        Speakers: Ms Katarzyna Krutul (Uniwersytet w Białymstoku), Dr Paweł Jan Napiorkowski (Uniwersytet Warszawski)
      • 16:40
        Badanie procesu wiązania i zamarzania wody w plesze antarktycznego porostu Usnea aurantiaco-atra 20m

        Grzyby zlichenizowane odgrywają dominującą rolę w ekosystemie Antarktyki. Występuje tam około 400 ich gatunków, w porównaniu z zaledwie trzema gatunkami roślin naczyniowych [1]. Grzyby zlichenizowane są organizmami ekstremofilnymi, które są w stanie przeżyć w trudnych warunkach środowiskowych, takich, jak niskie temperatury i susza. Wydaje się, że kluczem do zrozumienia tej niezwykłej odporności jest poznanie molekularnych mechanizmów wiązania wody do powierzchni plech [2-4]. Celem moich badań jest poznanie procesu wiązania i zamarzania molekuł wody w próbkach antarktycznego grzyba zlichenizowanego z gatunku Usnea arantiaco-atra.
        Badanie procesów hydratacji i rehydratacji plechy z fazy gazowej przeprowadzono metodą kinetyki hydratacji oraz izotermy sorpcyjnej. Wyodrębniono w tych układach trzy frakcje wody różniące się czasami hydratacji. Izoterma sorpcyjna zbudowana w oparciu o dane grawimetryczne znacząco lepiej opisywana jest modelem Denta, aniżeli BET. Wpływ temperatury (w zakresie 297-210K) na dynamikę molekularną wody związanej w organizmie porostu dla różnych poziomów hydratacji zbadano za pomocą techniki 1H-NMR. Analiza widm 1H-NMR wykonanych dla różnych temperatur próbki pokazała dwa procesy immobilizacji wody związanej, tj. kooperatywne zamarzanie oraz niekooperatywne unieruchamianie molekuł wody.

        Słowa kluczowe: Antarctic lichens, Usnea aurantiaco-atra, sorption isotherm, hydration kinetics

        Literatura:
        [1] Olech M. A., Lichens of King George Island, Antarctica, Wyd. UJ, Kraków 2004

        [2] M. Bacior, P. Nowak, H. Harańczyk, S. Patryas, P. Kijak, A. Ligęzowska, M. Lisowska, M. A. Olech (2017), Extreme dehydration observed in Antarctic Turgidosculum complicatulum and in Prasiola crispa, Extremophiles 21(2): 331-343.

        [3] P. Nowak, H. Harańczyk, P. Kijak, M.Marzec, J.Fitas, M.Lisowska, E.Baran, M.A.Olech (2018), Bound water behaviour in Cetraria aculeata thalli during freezing, Polar Biology 41: 865-876.

        [4] M. Bacior, H. Haranczyk, P. Nowak, P. Kijak, M.Marzec, J.Fitas, M.A.Olech (2019) Low-temperature immobilization of water in Antarctic Turgidosculum complicatulum and in Prasiola crispa. Part I. Turgidosculum complicatulum, Colloids and Surfaces B - Biointerfaces 173, 869-875.

        Speaker: Mrs Paulina Kijak (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Badanie rozpadu stanu rezonansowego “stretched” w 13C przy pomocy reakcji (p,p’) 20m

        Pomimo zgromadzenia obszernego materiału eksperymentalnego dotyczącego struktury jądra atomowego, nie udało się dotychczas opracować jednej pełnej teorii, która tłumaczyłaby wszystkie fakty doświadczalne. Jest to spowodowane skomplikowaną formą oddziaływania jądrowego w układzie złożonym z wielu silnie oddziałujących ze sobą nukleonów objętych zakazem Pauliego. W tej sytuacji w fizyce jądrowej rozwój opisów teoretycznych musi iść w parze z badaniami doświadczalnymi, co prowadzi do silnego związku pomiędzy teorią i eksperymentem. Przedstawiony projekt należy do kategorii przedsięwzięć eksperymentalnych, w których zebranie nowych danych doświadczalnych wymusza rozwój nowych podejść teoretycznych.

        Eksperyment, którego celem było badanie struktur jądrowych w izotopie 13C, został przeprowadzony w czerwcu br. w Centrum Cyklotronowym Bronowice (CCB) w Krakowie. W szczególności, badania skupiały się na stanie zlokalizowanym w przy energii wzbudzenia 21.47 MeV w 13C. Stan ten należy do kategorii wzbudzeń jądrowych zwanych rezonansami M4 „stretched” (ang. „rozciągnięty”). Są to wzbudzenia jednocząstkowe, w których zarówno wzbudzona cząstka oraz dziura sprzęgają się do maksymalnej możliwej wartości spinu. Dzieje się tak, gdy cząstka i dziura zajmują orbitale o najwyższym momencie pędu dostępnym na swoich powłokach, czyli w tym przypadku d5/2 i p3/2. Czystość konfiguracji takich stanów jest zapewniona, ponieważ inne wzbudzenia o tych samych liczbach kwantowych są dostępne dopiero przy znacznie wyższych energiach. Ta cecha sprawia, że stany typu M4 są jednymi z najprostszych znanych wzbudzeń jądrowych, a w związku z tym badanie ich właściwości pozwala na dostarczenie najbardziej bezpośrednich informacji na temat struktury jąder atomowych w okolicy 12C.

        Dostęp do stanów wzbudzonych badanego izotopu był możliwy dzięki zastosowaniu reakcji elastycznego rozpraszania protonów na tarczy 13C. Do badań została wykorzystana metoda koincydencyjnych pomiarów rozproszonych protonów oraz kwantów gamma i lekkich cząstek naładowanych emitowanych w rozpadzie badanego stanu M4 w 13C. Technika ta umożliwia precyzyjną identyfikację kanału rozpadu, dostarczając tym samym informacji o dostępnych sposobach rozpadu stanu „stretched”.

        Uzyskane rezultaty stanowią idealne laboratorium do testowania przewidywań Modelu Powłokowego Gamowa, który jest jednym z nielicznych podejść teoretycznych umożliwiających opis jądrowych stanów wzbudzonych w kontinuum.

        Speaker: Natalia Cieplicka-Oryńczak (IFJ PAN)
      • 16:40
        Badanie rozpadu γ stanów kolektywnych w 208Pb wzbudzanych w reakcji (p,p’) – pierwsze eksperymenty w Centrum Cyklotronowym Bronowice IFJ PAN Kraków. 20m

        W ostatnich latach w Centrum Cyklotronowym Bronowice (CCB) w Krakowie przeprowadzono pilotażowe eksperymenty z dziedziny fizyki jądrowej. Zainstalowany w tym ośrodku cyklotron medyczny IBA Proteus C-235 produkuje wiązki protonowe o energiach w przedziale od 70 do 230 MeV, które mogą być wykorzystane do eksperymentów fizyki jądrowej. Plakat zaprezentuje wyniki z badań rozpadu γ stanów kolektywnych wzbudzanych w reakcji nieelastycznego rozpraszania protonów na tarczy z 208Pb. W czasie przeprowadzonego eksperymentu mierzono jednocześnie energię i kąt rozproszenia protonów oraz energię wyemitowanych kwantów γ pochodzących z wzbudzonych jąder tarczy.
        W czasie pierwszego pomiaru układ eksperymentalny składał się z trzech zespołów detektorów. Rozproszone nieelastycznie protony mierzone były za pomocą układu KRATTA: zespołu 24 potrójnych teleskopów zbudowanych z trzech fotodiod i dwóch kryształów CsI:Tl. Energia kwantów γ była mierzona za pomocą układu HECTOR, składającego się z 8 dużych kryształów BaF2 oraz klastra kalorymetru PARIS – nowoczesnego układu detekcyjnego wysokoenergetycznego promieniowania γ. Po przebudowie układu do pomiaru energii kwantów γ użyte zostały cztery duże kryształy LaBr3:Ce i dwa klastry układu PARIS, polepszając znacząco energetyczną zdolność rozdzielczą.
        W czasie eksperymentów zostały zaobserwowane wzbudzenia w rejonie Gigantycznego Rezonansu Kwadrupolowego i Dipolowego oraz Pigmejskich Stanów Dipolowych. Poprzez odpowiedni dobór warunków wyboru danych, otrzymane zostały widma energii kwantów γ skorelowane z rozpadem γ stanów wzbudzonych do określonych stanów w jądrze 208Pb.
        Plakat zaprezentuje przebieg procesu analizy danych oraz najważniejsze z uzyskanych wyników, wraz z ich interpretacją.

        Speaker: Barbara Wasilewska (IFJ PAN Krakow)
      • 16:40
        Charakterystyka fizykochemiczna nanocząstek magnetycznych w przewodzącej otoczce do zastosowań w elektronice organicznej 20m

        Jednym z nowych wyzwań w dziedzinie elektroniki, jest stworzenie elastycznych urządzeń, które nie ulegałyby uszkodzeniom mechanicznym podczas zginania. Aby to osiągnąć potrzebne jest wykonanie tranzystorów bądź ogniw ze związków organicznych takich jak polimery przewodzące, które mogłyby być w łatwy i kontrolowany sposób rozlewane na elastyczne podłoża we wcześniej zaprojektowane układy. Aby podnieść przewodnictwo, a tym samym wydajność takich urządzeń stosuje się różne metody domieszkowania, np. dodatek nanocząstek.

        Nanocząstki magnetytu (Fe3O4) oraz ferrytu cynku (CoxFe3-xO4) zostały otrzymane za pomocą modyfikowanej syntezy termicznego rozkładu związków organometalicznych w atmosferze gazu obojętnego. Jako substancję kontrolującą rozmiar i kształt nanocząstek użyto polimeru przewodzącego poli(3-heksylotiofen-2,5-diylu).
        Nanocząstki scharakteryzowano za pomocą: transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM), spektroskopii dyspersji energii w zakresie promieniowania X (EDX), spektroskopii fotoelektronów w zakresie promieniowania X (XPS) oraz magnetometrii wibracyjnej (VSM). Dodatkowo otrzymano cienkie warstwy polimerowe wykonane z polimeru przewodzącego domieszkowanego nanocząstkami magnetycznymi. Zbadano przewodnictwo otrzymanych układów hybrydowych oraz topografię za pomocą mikroskopii sił atomowych.
        TEM wraz z EDX potwierdził otrzymanie nanocząstek o dwóch typach: czystego tlenku żelaza oraz ferrytu kobaltu. XPS wykazał brak zmian w stanie chemicznym polimeru przewodzącego użytego do syntezy, a pomiary magnetyczne wykazały superparamagnetyczne własności nanocząstek. Dodatkowo wykazano zwiększenie przewodnictwa elektrycznego po dodaniu nanocząstek do cienkich warstw polimerowych.

        Badania zostały częściowo sfinansowane ze środków Unii Europejskiej z projektu POWR.03.02.00-00-I004/16.

        Speaker: Mrs Roma Wirecka (Akademia Górniczo - Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie)
      • 16:40
        Competing local and global interactions in the social dynamics: how important is the friendship network? 20m

        Analizujemy klasę formowania się opinii z mechanizmem rozprzestrzeniania opartym na modelu q-wyborcy na sieciach złożonych. W modelach dynamika opinii może występować w ramach dwóch rodzajów reakcji społecznej: konformizmu i antykonformizmu. Rozważamy modele z lokalnymi i globalnymi interakcjami. Badamy je za pomocą przybliżenia par i symulacji Monte Carlo na sieci Wattsa-Strogatza. Pokazujemy, że konsensus jest najtrudniejszy do osiągnięcia w modelu z lokalnym konformizmem i globalnym antykonformizmem. Co więcej, struktura sieci odgrywa największą rolę w tym przypadku. Natomiast nie ma żadnego znaczenia w przeciwnym, czyli modelu z globalnym konformizmem i lokalnym antykonformizmem.

        Speaker: Mr Bartłomiej Nowak (Politechnika Wrocławska)
      • 16:40
        Czy kriostymulacja ogólnoustrojowa modyfikuje widma fluorescencji i dichroizmu kołowego surowicy krwi biegaczy narciarskich? 20m

        Wprowadzenie
        Kriostymulacja ogólnoustrojowa (WBC) jest ekspozycją całego ciała na ekstremalnie niskie temperatury rekomendowaną w celu poprawy wydolności fizycznej sportowców.
        Celem pracy było zbadanie czy kriostymulacja ogólnoustrojowa wpływa na wydolność fizyczną biegaczy narciarskich na podstawie widm fluorescencyjnych i dichroizmu kołowego surowicy krwi i ich korelacji z parametrami biochemicznymi.
        Materiał badawczy i metodyka
        6 biegaczy narciarskich reprezentujących klub AZS AWF Katowice wykonywało 60 minutowy bieg przed jak i po 10 zabiegach WBC. Badania fluorescencyjne przeprowadzono przy pomocy spektrofluorymetru F-2500 Hitachi dla nierozcieńczonych i rozcieńczonych (1:20 w PBS o pH 7,4) surowic krwi dla 4 etapów treningu: przed (A), bezpośrednio po (B), po 1 h (C) i 24 h po wysiłku (D), przed jak i po zabiegach kriostymulacji. Badania dichroizmu kołowego przeprowadzono dla próbek rozcieńczonych (1:600 w H20 destylowanej) przy użyciu spektrometru CD Jasco J-815. Statystyczną analizę wyników wykonano w Statistica 13.
        Wyniki
        Widma fluorescencyjne analizowano w zakresie światła ultrafioletowego pochodzącego od aminokwasów aromatycznych (tryptofanu i tyrozyny) w przypadku surowic rozcieńczonych oraz od enzymów metabolicznych w zakresie światła widzialnego dla surowic nierozcieńczonych. Wysiłek fizyczny powodował wyraźny statystycznie istotny spadek intensywności fluorescencji (IF) 1 h po treningu w obu obszarach emisji w porównaniu do stanu wyjściowego i restytucji 24 h. Po 10 sesjach odnowy biologicznej w kriokomorze obserwowano podobne, ale mniejsze zmiany fluorescencji, które utrzymywały się do 24 h.
        Widma dichroizmu kołowego wykazały, że struktura drugorzędowa wiązań peptydowych protein w surowicy krwi zdominowana jest przez strukturę alfa helisy. Przeprowadzona uproszczona analiza przebiegów CD na podstawie 2 minimów w 209 nm i 222 nm ujawniła wyraźny spadek sygnału dla etapów B i C, który po zastosowaniu 10 zabiegów WBC stał się statystycznie istotny dla B w przypadku min w 209 nm. Ponadto znaleziono silne korelacje między wartościami CD z parametrami biochemicznymi LDH, KM oraz CK.
        Wnioski
        Zabiegi kriostymulacji wpływają na parametry spektroskopowe surowicy krwi powodując zmniejszenie zmian we fluorescencji związanych z treningiem oraz odwracalną modyfikację dichroizmu kołowego wywołaną wysiłkiem co świadczy, że badania spektroskopii optycznej mogą być pomocne w ocenie wydolności fizycznej sportowców.

        Speaker: Mrs Izabela Schisler (Uniwersytet Śląski, Instytut Fizyki im. A. Chełkowskiego, Zakład Fizyki Medycznej)
      • 16:40
        Czysta dekoherencja fazowa spinu w trakcie relaksacji orbitalnej w polu magnetycznym wskutek rozróżnialności stanów kwantowych otoczenia 20m

        Prezentujemy teoretyczne przewidywanie kanału czystej dekoherencji fazowej spinu elektronu podczas jego zachowującej spin relaksacji orbitalnej w polu magnetycznym [1]. Zjawisko zachodzi mimo braku oddziaływania spinu z otoczeniem, a wynika z różnicy energii rozpraszanej podczas relaksacji w zależności od stanu spinowego. Miarą dekoherencji okazuje się rozróżnialność końcowych stanów kwantowych otoczenia, co uwydatnia związek pomiędzy ubytkiem koherencji w podukładzie a wypływem informacji o jego stanie do otoczenia. Pozwala to na interpretację w analogii do zaniku koherencji przy obserwacji w eksperymentach z dwiema szczelinami.

        Badane zjawisko jest ogólne i dotyczy każdego układu, w którym dwa stany orbitalne cechują różne efektywne g-czynniki, a co za tym idzie także rozszczepienia Zeemana w polu magnetycznym. Dla ustalenia uwagi analizujemy je w konkretnym układzie — parze sprzężonych tunelowo kropek kwantowych. Rozważanym procesem relaksacji jest tunelowanie z emisją fononu akustycznego. Analizujemy go poprzez realistyczne modelowanie układu i stanów własnych elektronu w ramach wielopasmowej metody k.p połączone z obliczeniami ewolucji czasowej macierzy gęstości za pomocą równania głównego typu Redfielda. Pozwala to ustalić, że typowe samorosnące kropki obarczone są silną dekoherencją rozważanego typu.

        Ponadto proponujemy szereg metod pozwalających na kontrolę stopnia dekoherencji spinu oraz całkowitą jej eliminację: od wytworzenia odpowiednio zaprojektowanej próbki, przez przyłożenie pola magnetycznego z gradientem indukcji [2], po najprostsze eksperymentalnie przyłożenie pola elektrycznego o odpowiednim natężeniu.

        Utraty koherencji nie można natomiast uniknąć standardową metodą przeprowadzania pożądanych operacji w czasie znacznie krótszym od czasu dekoherencji, gdyż takowym się ona nie charakteryzuje — zachodzi dokładnie w trakcie relaksacji orbitalnej. Co więcej, analizując proces wirtualnego cyklicznego tunelowania pomiędzy kropkami w niezerowej temperaturze, znajdujemy dodatkowy wykładniczy zanik koherencji spinu, który dotyczy nie tylko tunelującego elektronu, ale także takiego, który spoczywa w jednej z kropek. Obliczone czasy dekoherencji mogą być krótsze niż te wynikające z oddziaływań nadsubtelnych, co rzutuje na obecnie rozważane propozycje konstrukcji kubitów na bazie struktur tunelowych.

        [1] M. Gawełczyk, M. Krzykowski, K. Gawarecki, P. Machnikowski, Phys. Rev. B 98, 075403 (2018).
        [2] M. Gawełczyk, Acta Phys. Pol. A 134, 926 (2018).

        Speaker: Michał Gawełczyk (Katedra Fizyki Teoretycznej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska)
      • 16:40
        Degradacja fulerenów i ich pochodnych 20m

        Organiczne ogniwa słoneczne (OPV) stanowią ciekawą alternatywę dla obecnie produkowanych ogniw krzemowych. Szeroki front badań w dziedzinie tego typu urządzeń skupia się głównie na poprawie wydajności procesu przetwarzania energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną, oraz obniżeniu kosztów produkcji. Niemniej ważnym aspektem jest poprawa stabilności działania ogniw organicznych w warunkach ich normalnego stosowania. DO czynników wpływających na czas życia OPV można zaliczyć, m.in. wilgotność, temperaturę, tlen a także światło słoneczne. Poznanie mechanizmu i przyczyny degradacji materiałów używanych w elektronice organicznej pozwoliłoby na zaproponowanie strategii przeciwdziałania jej w celu poprawy czasu życia tych urządzeń.
        W trakcie badań sprawdzono wpływ światła słonecznego na stabilność molekuł używanych, jako materiały akceptorowe w organicznych ogniwach słonecznych. Przetestowano fulereny C60 oraz C70, a także ich pochodne – fuleren C60/70 modyfikowany estrem kwasu masłowego (PCBM60/70). Podczas eksperymentu użyto symulatora światła słonecznego o standardzie AM 1.5, którym oświetlano próbki w czasie od 0 od 17 godzin, w powietrzu. Do analizy zmian w materiałach wykorzystano spektrometrię mas jonów wtórnych (SIMS). Zaobserwowano spadek sygnału pochodzącego od fulerenu C60/70 (lub PCBM60/70 – w zależności od próbki), świadczący o degradacji materiału pod wpływem światła. W ramach dalszych eksperymentów zbadano, które długości fali są głównie odpowiedzialne za spadek stabilności tych materiałów.

        Speaker: Maciej Gala (Wydział Fizyki Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ)
      • 16:40
        Detektor ALICE FIT do pomiaru materii jądrowej przy wysokiej gęstości i temperaturze 20m

        ALICE FIT (ang. Fast Interaction Trigger) będzie głównym detektorem w systemie detekcyjnym ALICE w CERN odpowiedzialnym
        m.in. za wyzwalanie systemy akwizycji danych, pomiar swietlnosci
        oraz krotnosci zderzeń w latach 2021-2028. W skład tego detektora wchodzą trzy detektory FT0, FV0 i FDD, których zadaniem jest detekcja czastek produkowanych do
        przodu (blisko osi wiazek). Wraz z grupą fizyków z IFJ PAN i elektroników z AGH
        pracujemy nad oprogramowaniem elektroniki odczytu, symulacjami i rekonstrukcją
        danych dla tego detektora. FIT bedzie miał kluczowe znaczenie w planowanych
        programie fizycznym ALICE pomiaru zderzeń proton-proton i proton-ołów przy
        ekstremalnie wysokich krotnosciach, porównywalnych z tymi w zderzeniach
        ołów-ołów, co pozwoli na dokładne porównanie mechanizmów produkcji czastek
        w tych systemach.

        Speaker: Jacek Tomasz Otwinowski (IFJ PAN)
      • 16:40
        Dioda magnoniczna 20m

        Dioda jest jednym z podstawowych urządzeń elektronicznych o szerokim zastosowaniu w dziedzinie półprzewodników. Jej odpowiedniki można znaleźć w wielu dziedzinach fizyki, także w dziedzinie magnoniki, gdzie została zaproponowana w 2015 roku [1].
        W naszej pracy proponujemy model diody magnonicznej bazujący na jednokierunkowym sprzężeniu fal spinowych, które występuje w szerokim zakresie częstotliwości w dwuwarstwowym układzie ferromagnetycznym. Efekt ten wykorzystuje oddziaływanie Działoszyńskiego-Moriyi oraz oddziaływanie magnetostatyczne pomiędzy warstwami, które umożliwiają propagację fal spinowych o zadanej częstotliwości w obu warstwach w jednym kierunku, lecz tylko w jednej warstwie w kierunku przeciwnym. Zaprojektowana dioda magnoniczna składa się z paska materiału ferromagnetycznego o dużym tłumieniu i skończonej szerokości znajdującego się w niedużej odległości od rozciągłej ultracienkiej warstwy ferromagnetycznej. Sprzężenie jednokierunkowe pozwala na transfer biegnących w kierunku sprzężenia (kierunku zaporowym) fal spinowych do paska i jej wytłumienie, uzyskując bardzo niską całkowitą transmisję przez diodę. Dla fal biegnących w kierunku przeciwnym (kierunku przewodzenia) ze względu na znikomy transfer fal spinowych do paska, dioda wykazuje prawie pełną transmisję. Zaprojektowany układ umożliwia efektywne działanie zarówno w szerokim zakresie częstotliwości, jak i zewnętrznego pola magnetycznego.

        Bibliografia:
        [1] J. Lan, W. Yu, R. Wu i J. Xiao, Phys. Rev. X 5, 041049 (2015)

        Speaker: Krzysztof Szulc (Wydział Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu)
      • 16:40
        Direct Excitation of Higher Excited State and Kinetics of Photoreactions 20m

        Excited-state reactions (ESR) are of overwhelming importance in chemistry, physics and biology. Kinetics and steady-state characteristics of ESR are usually analyzed in the framework of the model, in which the first excited state S1 of the initial form is populated.
        Due to the growing attention which is lately paid to the reactions excited through the energy levels higher than the first singlet level, we had developed new model of these reactions, describing the time characteristics of the normal form and the photoproduct populations. The system was excited via the higher S_n singlet state. Generation of reaction product from both the first S_1 and S_n excited states was studied. The model of arbitrary ESR was represented as a system of linear differential equations. Precise analytical solution for kinetics of excited states of normal N and product P form, and total yield of P were obtained for the general case when excitation performed by delta pulse.
        Numerical analysis carried out for different ESR parameters made it possible to reveal peculiarities of excited states kinetics of the N and P forms which characterize systems with different rates of ESIPT and variations of antiKasha ESR reaction contribution to P
        . There were simulated and exhibited discrepancies in the shapes of pulses, locations of theirs maxima, time behavior of relative populations and total yield of the P*. Obtained dependences demonstrate that some discrepancies may be revealed even when reverse ESR rate approaches to the rate of direct reaction, i.e. in regime of reversible reaction. Characteristic that at the same time at steady state regime the contribution of product formation due to the opening of its generation channel through the S_n state cannot be in this case revealed.

        Speaker: Prof. Vladimir Tomin (Akademia pomorska w Słupsku)
      • 16:40
        Dualna metoda pomiaru dawek promieniowania w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem zjawisk radioluminescencji i optycznie stymulowanej luminescencji 20m

        W ostatnich latach wiele zespołów badawczych prowadzi prace nad skonstruowaniem układów pomiarowych z wykorzystaniem zjawisk radioluminescencji i optycznie stymulowanej luminescencji pod kątem ich zastosowania do pomiaru dawek promieniowania jonizującego w trakcie radioterapii.
        Nasza grupa również podjęła próbę opracowania własnego układu pomiarowego w oparciu o detektor w postaci kryształu luminescencyjnego. Skonstruowany przez nas układ pomiarowy składa się z detektora umieszczonego na końcu kilkumetrowego światłowodu, łączącego luminofor z fotopowielaczem oraz laserem do stymulacji sygnału poprzez układ optyczny zawierający filtry barwne. Układ taki pozwoli na skojarzony pomiar za pomocą fotopowielacza radioluminescencji (RL) bezpośrednio podczas napromieniania, proporcjonalnej do mocy dawki, oraz pomiar optycznie stymulowanej luminescencji (OSL) po zakończeniu napromieniania w celu uzyskania informacji o zdeponowanej dawce. Taki dualny pomiar jest możliwy dzięki zastosowaniu wysokoczułych kryształów luminescencyjnych, takich jak fosforan litowo-magnezowy LiMgPO4 (LMP) domieszkowany pierwiastkami ziem rzadkich, wytwarzanych w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN (IFJ PAN).
        Kryształy luminescencyjne w postaci prętów o średnicy 3mm i długości kilku centymetrów były uzyskiwane metodą mikro-wyciągania w dół (micro-pulling down, MPD) na unikalnym stanowisku do hodowli kryształów w Zakładzie Fizyki Radiacyjnej i Dozymetrii IFJ PAN. Właściwości kryształów LMP są modyfikowane poprzez domieszkowanie pierwiastkami ziem rzadkich (Tb, Tm). Nawet luminofory o bardzo małej objętości rzędu 1-3mm3 emitują zarówno bardzo wysoki sygnał radioluminescencyjny podczas samego napromieniania, jak i wysoki sygnał podczas stymulacji światłem kryształów uprzednio napromienionych, który daje informację o skumulowanej dawce. Pomiary widm spektralnych przeprowadzone dla różnie domieszkowanych kryształów umożliwiły dobór poszczególnych elementów układu pomiarowego. Testy układu pomiarowego pod kątem doboru wysokoczułego luminoforu zostały przeprowadzone przy użyciu generatora promieniowania RTG (igła fotonowa) oraz aparatu Theratron 780E ze źródłem Co-60.

        Badania zostały sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu 2016/21/B/ST8/00427.

        Speaker: Barbara Marczewska (Instytut Fizyki Jądrowej im H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk)
      • 16:40
        Dyfuzja ekscytonu w niejednorodnym zespole kropek kwantowych 20m

        Badamy dyfuzję ekscytonu w niejednorodnym zespole kropek kwantowych rozmieszczonych na dwuwymiarowej sieci kwadratowej ograniczonych przez obszar kołowy. Korzystamy z modelu opisanego w [1]. Hamiltonian układu zawiera deterministyczne sprzężenia dipolowe dalekiego zasięgu ($\sim 1/r$) pomiędzy kropkami oraz losowe diagonalne wartości energii wzbudzenia kropek pochodzące z rozkładu normalnego o zerowej wartości oczekiwanej i odchyleniu standardowym $\sigma$, które jest istotnym parametrem modelu. Po wzbudzeniu centralnej kropki, następuje dyfuzja wzbudzenia. Ewolucję ekscytonu opisuje średnia odległość kwadratowa $\langle r^2(t) \rangle$ wzbudzenia od środka układu. Obserwujemy trzy reżimy dyfuzji: ruch balistyczny dla czasów mniejszych niż $\sqrt{\pi}/\sigma$ przechodzący w standardową dyfuzję, a następnie, dla chwili czasu odwrotnie proporcjonalnej do minimalnego sprzężenia w układzie, przechodzącą w nasycenie. Dla modelu, w którym kropki pozostają sprzężone jedynie z centralną kropką, przy założeniu dużej niejednorodności, nie występują różnice ani jakościowe, ani ilościowe w ewolucji wzbudzenia. Przy użyciu takiego uproszczonego modelu, podążając za metodą użytą przez Andersona [2], rozwiązujemy quasi-analitycznie równanie ewolucji, otrzymując wyjaśnienie reżimów dyfuzji, znajdując parametry opisujące ewolucję wzbudzenia (prędkość, współczynnik dyfuzji, chwile czasu pomiędzy reżimami). Rozwiązanie to jest słuszne dla analizowanego w symulacji układu dwuwymiarowego, jak i dla każdego innego wymiaru przestrzeni. Otrzymany wynik pozwala na dyskusję dotyczącą lokalizacji Andersona [2] ekscytonu dla różnych wymiarów przestrzeni. Podczas gdy w układzie dwuwymiarowym, w granicy termodynamicznej, ekscyton pozostaje zlokalizowany w obszarze mniejszym niż rozmiar układu, o tyle w układzie jednowymiarowym może być on zdelokalizowany na całej powierzchni układu.

        [1] F. Miftasani, P. Machnikowski, Phys. Rev. B 93, 075311 (2016)

        [2] P. W. Anderson, Phys. Rev. 109, 1492 (1958)

        Speaker: Mr Karol Kawa
      • 16:40
        Dynamika poziomów energetycznych w przejściu do lokalizacji wielociałowej w modelu 1D spin-1/2 XXZ 20m

        Czułość indywidualnego poziomu energetycznego na zaburzenia układu analizowano poprzez pierwszą i drugą pochodną stanów własnych po parametrach Hamiltonianu, tj. poprzez prędkość i krzywiznę poziomów energetycznych. W badaniach dynamiki poziomów rozważyliśmy łańcuch Heisenberga z oddzielnymi sprzężeniami dla składowych XX, YY i ZZ oraz z zewnętrznym losowym polem magnetycznym o jednorodnym rozkładzie. Rozważane są dwa sposoby parametryzacji systemu: (i) perturbacja wynika ze zmiany wyrazu interakcji; (ii) perturbacja jest definiowana przez wyraz XX+YY, a zatem system jest parametryzowany przez tunelowanie.

        Z analizy rozkładów prędkości i krzywizn zaobserwowano nieuniwersalne zachowanie w fazie ergodycznej. Dla obu operatorów perturbacji rozkład krzywizny w fazie ergodycznej jest podobny do rozkładu dla losowych macierzy Gaussa [1], jednak w głęboko zlokalizowanej fazie statystyki krzywizn są zgodne z dwoma różnymi prawami: eksponencjalny zanik głównej składowy dystrybucji oraz algebraiczny zanik w ogonie [2]. Analizowane dynamiczne charakterystyki poziomów energetycznych mogą posłużyć jako dodatkowe kryteria, w opisie przejęcia pomiędzy fazą ergodycznę i wielociałowo zlokalizowanę w bardziej kompleksowy sposób.

        [1] J. Zakrzewski, D. Delande, Phys. Rev. E 47 (1993) 1650

        [2] A. Maksymov, P. Sierant, J. Zakrzewski, Phys. Rev. B 99 (2019) 224202

        Speaker: Artur Maksymov (Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Eksperyment wspomagany komputerem w pracowni fizycznej szkoły wyższej 20m

        Komputery sprzężone z konsolą pomiarową, wyposażone w odpowiednie oprogramowanie oraz czujniki dają wiele możliwości przeprowadzania doświadczeń fizycznych wymagających zapisu zmian parametrów fizycznych zachodzących w czasie takich jak temperatura, natężenie światła, charakter ładowania lub rozładowania kondensatora, czas zderzenia ciał, okres drgań harmonicznych, itp. Dedykowane oprogramowanie umożliwia wizualizację otrzymanych wyników pomiarów w postaci wykresów, ich analizę oraz symulację przebiegu eksperymentu.
        Eksperyment wspomagany komputerem pozwala studentom na zapoznanie się z nowoczesnymi metodami przeprowadzania pomiarów stosowanymi w laboratoriach naukowych oraz metodyką analizy ich wyników [1, 2]. Jak już wspomniano powyżej, wiele procesów fizycznych zachodzi w bardzo krótkim czasie i bez komputera nie byłaby możliwa ich rejestracja. Dodatkowo komputer pozwala na korzystanie z baz danych oraz informacji zawartych w Internecie, co przyspiesza proces opracowywania uzyskanych wyników pomiarów oraz ich interpretację.
        Nie mniej ważną rolę pełni oprogramowanie dające możliwość tworzenie modeli zjawisk fizycznych oraz ich symulację, co umożliwia porównanie przewidywań teoretycznych z otrzymanymi wynikami doświadczenia. Ponadto, wiele eksperymentów fizycznych wymaga bardzo kosztownej i złożonej aparatury. Rozwiązaniem tego problemu może być wyspecjalizowane oprogramowanie, prezentacje multimedialne, czy zdalny dostęp do aparatury pomiarowej.
        W niniejszej pracy zaprezentowano możliwości jakie daje zastosowanie w pracowni fizycznej konsoli pomiarowych CoachLabII+ oraz Cobra3 wyposażonych w odpowiednie oprogramowanie oraz czujniki pomiarowe. Przedstawiono praktyczne realizacje wybranych eksperymentów oraz przykłady prezentacji i obróbki wyników pomiarów.

        [1] Różański S. A., Pomiary z komputerem, Komputer w Szkole nr 3 (2000), s. 38-48.
        [2] Różański S. A., Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki wspomagane komputerem, Wydawnictwo PWSZ w Pile, Piła 2014.

        Speaker: Prof. Stanisław Różański (Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Staszica w Pile)
      • 16:40
        Eksperymenty Fizyczne oddziaływujące na intelekt, wyobraźnię oraz emocje 20m

        W komunikacie pokazano, na konkretnych przykładach, jak ważne jest ilustrowanie wykładu eksperymentami,które oddziaływają nie tylko na intelekt, lecz również na emocje i wyobraźnie.

        Speaker: Dr Andrzej Kuczkowski (WFTiMS Politechnika Gdańska)
      • 16:40
        Emisja $\beta$ - opóźnionych protonów z $^{11}$Be 20m

        Opóźniona emisja protonów jest procesem znanym od lat i z powodzeniem wykorzystywanym do badania struktury jąder egzotycznych. Zazwyczaj zachodzi dla izotopów silnie neutrono - deficytowych, leżących w pobliżu tzw. linii odpadania protonu. Istnieje jednak kilka jąder neutrono - nadmiarowych, dla których okno energetyczne na $\beta$ - opóźnioną emisję protonów jest otwarte, chociaż dla żadnego z nich proces ten nie został do tej pory bezpośrednio zaobserwowany. Jednym z nich jest $^{11}$Be, który charakteryzuje się jednoneutronowym efektem halo. Pośrednie pomiary, wykonane za pomocą techniki AMS [1] wskazują, że współczynnik rozgałęzienia dla tego procesu (BR, ang. branching ratio) jest ponad dwa rzędy wielkości większy niż przewidywania teoretyczne [2]. Jednakże ze względu na bardzo małą energię dostępną w procesie ($\sim$ 280 keV) bezpośredni pomiar tych protonów nie był do tej pory możliwy.

        Do realizacji projektu poświęconego pierwszej bezpośredniej obserwacji $\beta$ - opóźnionych protonów z $^{11}$Be oraz pomiaru ich energii zastosowaliśmy detektor OTPC (ang. Optical Time Projection Chamber), który został skonstruowany na Uniwersytecie Warszawskim [3]. Jest to połączenie komory dryfowej z projekcją czasu i odczytu optycznego w postaci czułej kamery CCD oraz fotopowielacza. Dzięki temu, że detektor ten jest nieczuły na tło pochodzące od promieniowania $\beta$, szczególnie dobrze nadaje się do pomiarów cząstek naładowanych o małej energii emitowanych w przemianie $\beta$.

        Eksperyment odbył się w sierpniu 2018 roku w ośrodku HIE-ISOLDE w CERNie. Blisko 50 mln jonów $^{11}$Be zostało zaimplantowanych w detektorze OTPC. W trakcie wystąpienia omówimy przebieg eksperymentu, aktualny status analizy danych oraz pierwsze wyniki - wśród nich zdarzenia, które stanowią pierwszą bezpośrednią obserwację $\beta$ - opóźnionych protonów z neutrono - nadmiarowego jądra $^{11}$Be.

        [1] K. Riisager et al., Phys. Lett. B 732, 305
        [2] M. J. G. Borge, et al. J. Phys. G, 40, 035109 (2013).
        [3] A. Ciemny et al. Eur. Phys. J. A 52:89 (2016).

        Speaker: Natalia Sokołowska (University of Warsaw (PL))
      • 16:40
        Fermiony Diraca w niesymmorficznym nadprzewodniku LaSb$_2$ – badania ab initio 20m

        Fermiony Diraca i Weyla są kwantowymi cząstkami opisanymi, odpowiednio, równaniami Diraca i Weyla w ramach kwantowej teorii pola. Jednakże mogą one występować również w postaci kwazicząstek w materii skondensowanej. Okazuje się, że w przypadku wielu układów (np. związków międzymetalicznych) struktura energetyczna charakteryzuje się występowaniem przecinających się pasm energetycznych w pobliżu poziomu Fermiego, zwanych stożkami Diraca lub Weyla. Kwazicząstki (niskoenergetyczne wzbudzenia) mogą być opisywane wyżej wymienionymi równaniami w pobliżu punktu degeneracji takich pasm.

        Antymonek lantanu (LaSb$_2$) o niesymmorficznej symetrii rombowej ($Cmca$, #64) wykazuje szereg interesujących zjawisk fizycznych, takich jak: nadprzewodnictwo, fale gęstości ładunkowej, silna anizotropia właściwości transportowych oraz duży liniowy magnetoopór. Taki magnetoopór, który nie wykazuje wysycenia nawet w limicie kwantowym, osiąganym w niskich temperaturach oraz w ekstremalnie silnych polach magnetycznych (do 45 T), może wskazywać na obecność liniowych pasm i stożków Diraca w strukturze energetycznej tego związku.

        Prezentujemy kompleksowe wyniki obliczeń struktury elektronowej wykonanych metodami teorii funkcjonału gęstości (DFT) zarówno dla materiału objętościowego ($bulk$) jak i dla powierzchni ($slab$) analizowanego antymonku. Nasze wyniki porównujemy z wynikami uzyskanymi dla związku referencyjnego LaAgSb$_2$. Na podstawie analizy teoretycznej dyskutujemy w szczególności możliwy wpływ topologii struktury pasmowej na pojawianie się chronionych stanów powierzchniowych w rozważanych układach oraz na stan nadprzewodzący, występujący w LaSb$_2$.

        Speaker: Piotr Ruszała (Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN we Wrocławiu)
      • 16:40
        Filtr dolinowy w grafenowym dysku Corbino 20m

        Geometria dysku Corbino pozwala na badanie przepływu prądu elektrycznego wzdłuż złącza p-n w balistycznym grafenie bez udziału stanów brzegowych występujących w tradycyjnych geometriach płytek Hall'a. Używając formalizmu macierzy transferu w przestrzeni momentu pędu odkryliśmy, że w dostatecznie silnych polach magnetycznych prąd elektryczny propaguje się jedynie w jednym kierunku, zdefiniowanym przez zwrot pola magnetycznego i orientacje złącza p-n, oraz że prąd pochodzi od obu dolin, K oraz K', w równym stopniu. Niejednorodny rozkład masy efektywnej może stłumić prąd pochodzący z jednej z dolin, wybranej przez zewnętrzne pole elektryczne, przekształcając system w mezoskopową wersję filtra dolinowego. Mechanizm filtrowania może być w pełni zrozumiany w ramach efektywnej teorii Diraca, bez konieczności odwoływania się do efektów w skali atomowej, które odgrywają kluczową role w propozycjach filtrów opierających się na zlokalizowanych stanach brzegowych.

        Speakers: Dominik Suszalski, Mr Adam Rycerz (Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Fotoprodukcja Cząstek w Peryferycznych i Semi-Centralnych Zderzeniach Ciężkich Jonów 20m

        W ostatnim czasie, w erze eksperymentu LHC, wzrosła liczba analiz na temat
        fotoprodukcji cząstek przy zderzeniach jąder ołowiu. Ważnym parametrem, charakteryzującym analizy dotyczące zderzeń ciężkich jonów jest tzw. parametr zderzenia, który definiuje się poprzez odległość między zderzającymi się jądrami.
        Do niedawna rozważano tzw. zderzenia ultra-peryferyczne (odległość między jądrami
        jest większa niż suma ich promieni). Wówczas, mimo braku bezpośredniej
        interakcji między nimi - dochodzi do produkcji cząstek. Analizując produkcję pary mionów, dominującym podprocesem jest fotoprodukcja mezonu $J/\psi$ i fuzja dwóch fotonów.
        Rozważając bardziej peryferyczne, czy wręcz centralne zderzenia jąder, różne mechanizmy fizyczne odgrywają mniej lub bardziej ważną rolę. Chciałabym omówić znaczenie różnych podprocesów, które należy uwzględnić do poprawnego opisu danych otrzymanych z eksperymentu STAR i LHC. Korelacja wyników eksperymentalnych z moimi wyniki teoretycznymi odnosi się do przypadków, gdy kwarkonium $J/\psi$ czy para leptonów ma małe wartości pędów poprzecznych. Mechanizm fotoprodukcji polega na rozważaniu przypadku, gdy foton wyemitowany z pierwszego jądra fluktuuje do stanu $c \bar{c}$ rozpraszając jednocześnie dipol czy hadron w drugim jądrze. Nasz model teoretyczny (wówczas pierwszy na świecie), uwzględniający fotoprodukcję kwarkonium, poprawnie opisał dane eksperymentalne uzyskane przez grupę ALICE (LHC-CERN). Na plakacie chciałabym również zaprezentować model teoretyczny, który daje znakomity opis danych eksperymentalnych dla różnych energii zderzenia i różnej centralności. Dane pochodzą z eksperymentu STAR i LHC. Produkcja par elektronów czy mionów stowarzyszona jest z fuzją dwu-fotonową, tzw. koktajlem oraz promieniowaniem termalnym, który uwzględnia m.in. wkład pochodzący z plazmy kwarkowo-gluonowej.
        Wyniki będą również przedstawiać wpływ czynnika kształtu jądra na ostateczne przewidywania teoretyczne. Czynnik kształtu zależy natomiast od gęstości jądra.

        Speaker: Dr Mariola Kłusek-Gawenda (Instytut Fizyki Jądrowej PAN)
      • 16:40
        Gdzie fizyka spotyka się z biochemią i medycyną - pęcherzyki zewnątrzkomórkowe jako biomarkery chorób 20m

        W ostatnim dziesięcioleciu rośnie zainteresowanie małymi pęcherzykami błonowymi uwalnianymi z komórek zwanych pęcherzykami zewnątrzkomórkowymi (EV). G. E. Palade i P. Wolf jako pierwsi zaobserwowali w latach 50- i 60-tych, że EV mogą być uwalniane z komórek i odgrywają ważną rolę w wydzielaniu i krzepnięciu. Obecnie przyjmuje się, że EV są obecne we wszystkich płynach ustrojowych i odgrywają bardzo ważną rolę w komunikacji międzykomórkowej. Komórki mogą uwalniać EV w stanie spoczynku, po aktywacji lub podczas apoptozy, często w warunkach wywołanych stresem lub w stanach patologicznych. EV można podzielić na trzy subpopulacje wyróżnione na podstawie ich wielkości, gęstości, pochodzenia komórkowego, mechanizmów uwalniania i białek markerowych: egzosomy (Ex), ektosomy (mikropęcherzyki MV) i ciała apoptotyczne. Ponieważ EV uwalniane w stanach patologicznych charakteryzują się innym właściwościami niż te uwalniane w stanie fizjologicznym, mogą one służyć jako odpowiednie markery choroby. Ich liczba i charakterystyka molekularna zmieniają się w warunkach niedokrwienia, hiperglikemii, w chorobie nowotworowej i stanach zapalanych. Nasza grupa wykorzystuje szereg metod molekularnych i spektralnych w celu scharakteryzowania zawartości EV i opisania tzw. sygnatury molekularnej, specyficznej dla stanu chorobowego. Do najważniejszych technik zaliczamy DLS, NTA, TRPS, AFM i cytometrię przepływową, do pomiaru średnicy EV, oceny rozkładu wielkości. Techniki wirowanie i ultrawirowania są wykorzystywane do izolacji subpopulacji EV. Metody spektralne (FTIR i spektroskopia Ramana) do badania sygnatury molekularnej EV. Zaprezentowane zostaną wyniki naszych badań opublikowane do tej pory oraz najnowsze osiągnięcia.
        1.Roman M, Kamińska A,, Stępień EŁ. Raman spectral signatures of urinary extracellular vesicles from diabetic patients and hyperglycemic endothelial cells as potential biomarkers in diabetes. Nanomedicine. 2019;17:137-149.
        2.Stępień EŁ, Durak-Kozica M, Kamińska A, et al. Circulating ectosomes: Determination of angiogenic microRNAs in type 2 diabetes. Theranostics. 2018;8:3874-3890.
        3.Gajos K, Kamińska A,, Stępień E. Immobilization and detection of platelet-derived extracellular vesicles on functionalized silicon substrate: cytometric and spectrometric approach. Anal Bioanal Chem. 2017;409:1109-1119
        4.Kamińska A, Platt M,, Stępień EŁ. Urinary Extracellular Vesicles: Potential Biomarkers of Renal Function in Diabetic Patients. J Diabetes Res. 2016;2016:5741518.

        Speaker: Ewa Stępień (Zakład Fizyki Medycznej, Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego)
      • 16:40
        Generacja laserowania fononowego w termicznej nanomaszynie kwantowej 20m

        W makroskopowym świecie gradient ciepła powszechnie wykorzystuje się do generowania mocy w silnikach parowych. Spróbujemy przenieść ten pomysł do świata w skali nano i przedyskutujemy możliwości generacji laserowania za pomocą gradientu ciepła jako prototypowe zjawisko kwantowo-mechaniczne.

        Stosujemy tę koncepcję w celu zaproponowania nanomaszyny, która będzie w stanie osiągnąć i utrzymać inwersję. Nasz układ składa się z centralnej trzypoziomowej jednostki oddziałującej z dwupoziomową podjednostką z każdej strony. Każdy dwupoziomy podukład jest sprzężony ze zbiornikiem cieplnym. Różnica temperatur zbiorników powoduje gradient ciepła. Dla wybranych parametrów układu przepływowi ciepła może towarzyszyć koherentne laserowanie fononowe.

        Przedstawiony zostanie koncepcyjnie nowy pomysł nanomaszyny napędzanej gradientem ciepła w celu wygenerowania laserowania fononowego. Opis kinetyki układu bazuje na Równaniu Mistrza w formie Lindblada, a sprzężenie z polem przemieszczenia sieci w ujęciu półklasycznym. Pokazujemy, że dodatnia inwersja może zostać wykorzystana do generowania oscylacji optomechanicznych i laserowania fononowego w nanoskopowych układach kwantowych.

        Speaker: Paweł Karwat (PWr./WPPT/K4)
      • 16:40
        I Pracownia Fizyczna na lekcji fizyki. 20m

        Podstawa programowa mijającego gimnazjum oraz szkoły ponadgimnazjalnej zawierała doświadczenia obowiązkowe do przeprowadzenia w trakcie toku nauki. W przypadku szkoły podadgimnazjalnej były to doświadczenia z zakresu kinematyki, dynamiki, prądu stałego, optyki. Połowa z tych doświadczeń powinna być zrealizowane przez ucznia a połowa w postaci pokazu. W podręcznikach do fizyki znajdowały się również opisy doświadczeń z poza sugerowanej listy. W I Liceum Ogólnokształcącym w Słupsku powstała pracownia fizyczna, w której uczniowie wykonują doświadczenia na wzór I Pracowni Fizycznej realizowanej w trakcie toku studiów na kierunkach technicznych. Uczniowie w grupach przeprowadzają doświadczenia, które następnie opracowują w domu sporządzając sprawozdania. W opracowaniach brana jest pod uwagę struktura pracy, planowanie doświadczenia, zapis wyników doświadczeń, opracowanie rachunku błędów (na poziomie szkoły średniej), wykonywanie wykresów na papierze milimetrowym praz wysnuwanie wniosków. Uczniowie wykonują następujące doświadczenia:

        1. badania ruchu jednostajnego (rurka z bąbelkiem powietrza)
        2. badanie ruchu przyspieszonego (aluminiowy ceownik + kulka)
        3. wyznaczanie współczynnika we wzorze na moment bezwładności bryły sztywnej (konserwa + stół)
        4. badanie siatki dyfrakcyjnej (stara płyta CD + laser wskaźnikowy)
        5. badania prawa Ohma (mierniki z supermarketu)
        6. badanie soczewek (okulary korekcyjne z supermarketu + świeczka)
        7. wyznaczanie współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego (drewniany klocek + ławka)
        8. wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego (nitka + plastelina)
        9. wyznaczanie stałej sprężystości metoda Hooka i wahadła sprężynowego (sprężyna linijka ciężarki)
        10. wyznaczenie częstotliwości dźwięku w probówce w zależności od poziomu wody (probówka smartfon)
        11. wyznaczanie ciepła właściwego oraz przemiany fazowej (kubki styropianowe + termometr do potraw)

        Wykonywanie opracowań doświadczeń pozwala oswoić się z praca badawczą. Proste doświadczenia dają rezultaty obarczone znacznymi niepewnościami pomiarowymi. Stosowanie powtórzeń oraz prostych statystyk pozwala na graficzna wizualizację otrzymanych wyników. Nabyte umiejętności ułatwiają prowadzenie doświadczeń na kolejnym etapie edukacyjnym. Absolwenci szkoły twierdzą, że nie mają najmniejszych problemów z pracownią na studiach wyższych.

        Speaker: Dr Mirosław Brozis (ILO, Akademia Pomorska Słupsk)
      • 16:40
        Innowacyjna metoda otrzymywania cienkich warstw półprzewodzących tlenków metali przejściowych typu n do zastosowania w technologii roll-to-roll 20m

        Fotowoltaika III generacji, stanowi dynamicznie rozwijaną alternatywę dla ogniw krzemowych, ze względu na niskie koszty wytworzenia oraz możliwość produkcji na dużą skalę, dzięki zastosowaniu technologii roll-to-roll. Efektami negatywnie wpływającymi na wydajność ogniw są rekombinacja ładunków oraz ich niewydajne wstrzykiwanie do elektrod. Aby minimalizować wpływ tych zjawisk, stosuje się warstwy buforowe, które wspomagają transport ładunków do elektrod, dodatkowo blokując nośniki o przeciwnych znakach, co zmniejsza prawdopodobieństwo rekombinacji. Jako warstwy transportowe dla elektronów, z powodzeniem stosuje się tlenki cynku oraz tytanu. Są one półprzewodnikami typu n o szerokiej przerwie wzbronionej, co czyni je przezroczystymi dla zakresu promieniowania absorbowanego przez warstwę aktywną ogniwa.

        Jedną z metod otrzymywania tych tlenków, jest elektrodepozycja z roztworu prekursora.
        W porównaniu do innych metod, elektrodepozycja cechuje się szeregiem zalet, takich jak prostota, niskie koszty, możliwość otrzymywania warstw na dużą skalę oraz możliwość kontrolowania krytycznych dla ogniw cech, czyli grubości i struktury otrzymywanego tlenku. Wadą tradycyjnego elektroosadzania, z punktu widzenia przemysłu, jest brak ciągłości procesu – każde podłoże pokrywane jest osobno – oraz konieczność stosowania dużych ilości elektrolitu.

        Niniejszym prezentujemy innowacyjną metodę osadzania tlenków, poprzez elektroosadzanie
        w przesuwanym menisku, która pozwala na drastyczne zmniejszenie ilości wymaganego elektrolitu oraz na osadzanie w sposób ciągły na długich wstęgach podłoża.

        Cienkie warstwy tlenków cynku i tytanu naniesiono na przewodzące podłoża ITO o długości 75 mm, poprzez elektrodepozycję z wodnych roztworów prekursorów (azotanu cynku oraz chlorku tytanu)
        o stężeniach z zakresu 0,05 – 0,3 M. Następnie na otrzymane tlenki, naniesiono metodą spin-coating’u cienką warstwę mieszaniny polimerowego donora i fullerenowego akceptora elektronów, o stosunku masowym PCDTBT:PC70BM 1:4 i stężeniu 20mg/ml w chlorobenzenie oraz naparowano srebrne elektrody, tworząc ogniwa słoneczne o strukturze ITO|ZnO|PCDTBT:PC70BM|Ag. Warstwy scharakteryzowano za pomocą mikroskopii AFM, przed i po naniesieniu warstwy aktywnej, w celu określenia wpływu stężenia prekursora i czasu osadzania na morfologię tlenków oraz ewentualnej separacji fazowej warstwy aktywnej. Strukturę ogniwa potwierdzono profilowaniem działem C60, z wykorzystaniem spektrometrii masowej jonów wtórnych TOF-SIMS.

        Speaker: Jakub Wilgocki-Ślęzak (WFAiIS)
      • 16:40
        Inwersja Abela jako metoda rekonstrukcji profilu linii widmowej - zastosowanie dla przypadku emisji plazmy indukowanej laserowo 20m

        Rozszerzenie Starka linii widmowych jest jedną z fundamentalnych metod diagnostyki plazmy, lecz w przypadku szczególnie istotnym – linii atomów wodoropodobnych lub ze składową zabronioną (H, Li I, He I)- modele teoretyczne nigdy nie zostały jednoznacznie zweryfikowane doświadczalnie nie tylko z powodu trudności eksperymentalnych, ale i wydajności opracowania danych emisyjnych. Dzisiejszy stan technik eksperymentalnych i moce obliczeniowe pozwalają na rozwiązanie tych problemów. W eksperymentach prowadzonych w krakowskiej grupie spektroskopii plazmy jako źródło zastosowano plazmę indukowaną impulsem laserowym, której ewolucja czasowa pozwala w skali mikrosekundowej śledzić zmiany emisji w ślad za zmianami parametrów plazmy począwszy od gęstości elektronów $\sim 10^{25}\:{\rm m^{-3}}$ i temperatury $\sim 10^5 \:{\rm K}$ do wartości w otaczającym gazie. Lokalne wartości parametrów plazmy $(T_e, T_i, n_e)$ w trakcie ewolucji uzyskiwane są wprost, na podstawie widma rozpraszania Thomsona -metody lokalnej i wolnej od założeń dotyczących równowagi w plazmie [1]. Widmo rozpraszania rejestrowane jest jednocześnie z pomiarami emisyjnymi. Rekonstrukcja profilu linii na osi plazmy,niezbędna dla porównania go z obliczeniami modelowymi dla parametrów uzyskanych z diagnostyki plazmy wymaga oprogramowania celem przeprowadzenia inwersji Abela. Istotą trudności w tej procedurze jest kumulowanie się błędów przypadkowych i systematycznych w miarę zbliżania się do osi plazmy a także wysoka czułość wyniku końcowego na wyznaczenie osi plazmy [2]. Opracowany przez nas program umożliwia przeprowadzenie inwersji w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem różnych metod redukcji szumu. W prezentacji zostanie przedstawione porównanie profili zrekonstruowanych różnymi metodami: metodą Olsena,filtrowania Savitzky'ego-Golaya, dekonwolucji z filtrowaniem w dziedzinie fourierowskiej i dopasowania za pomocą funkcji sklejanych. Porównanie to zostanie wykonane dla funkcji modelowych z szumem jak również dla rzeczywistych danych eksperymentalnych dla profili linii wodoru serii Balmera. Pokazany zostanie również wpływ metody wyznaczania osi plazmy na wynik rekonstrukcji profili.

        [1] K. Dzierżęga, A.Mendys, B. Pokrzywka, 2014, Spectrochim. Acta B 98, 76-86
        [2] N. Konjević, M. Ivković, S. Jovićević, 2010, Spectrochim. Acta B, 65, 593–602

        Speaker: Bartłomiej Pokrzywka (Instytut Fizyki, Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie)
      • 16:40
        Inżynieria Odkształceń Materiałowego Współczynnika Zysku Optycznego dla Studni Kwantowych GeSn/SiGeSn 20m

        Półprzewodniki grupy IV takie jak krzem i german od wielu lat są znane z zastosowań w układach elektronicznych, lecz nie do bezpośredniej generacji promieniowania elektro-magnetycznego. Powodem tego jest ich skośna przerwa energetyczna. W ciągu ostatnich lat techniki epitaksjalnego wzrostu kryształów GeSn zostały rozwinięte do stopnia umożliwiającego uzyskiwanie ich w dobrej jakości i o składach, przy których charakteryzują się one prostą przerwą energetyczną. Ten rozwój technologiczny umożliwia obserwacje fotoluminescencji, elektroluminescencji a nawet akcji laserowania w różnych strukturach zawierających stopy GeSn. Opisane obserwacje są wynikiem aktualnie występującego wzrostu zainteresowania półprzewodnikami grupy IV ze względu na ich możliwe zastosowanie w rejonach aktywnych laserów na bliską oraz średnią podczerwień.

        W ramach naszych badań wykonaliśmy teoretyczną analizę widm współczynnika materiałowego zysku optycznego dla studni kwantowych GeSn/SiGeSn z uwzględnieniem polaryzacji TE oraz TM pola elektromagnetycznego [1]. Naszym głównym celem było zbadanie możliwości generacji promieniowania o polaryzacji TM. Z tego powodu skupiliśmy się w pracy na projektowaniu i teoretycznym badaniu struktur epitaksjalnych, w których w cienkiej warstwie GeSn występują odkształcenia rozciągające przy zachowaniu warunków wiązania elektronów oraz dziur. W tym celu rozpoczęliśmy analizę systemu od nakreślenia zależności energii ekstremów pasm w dwuskładnikowych stopach SiGe, GeSn oraz SiSn bez odkształcenia oraz z odkształceniem odpowiednim dla wzrostu epitaksjalnego na wybranych przykładowych podłożach.

        Systematykę właściwości układu ze względu na widma współczynnika zysku rozpoczęliśmy od przypadku, w którym cienka warstwa GeSn jest nieodkształcona. Następnie prezentujemy problem rozszerzony o odkształcenia do 1.5% występujące w cienkiej warstwie GeSn. Analiza jest zakończona ewaluacją możliwych stopni polaryzacji promieniowania generowanego w studniach kwantowych o różnych szerokościach i składach cienkiej warstwy. Głównym wynikiem naszej pracy są przewidywania, że w proponowanych strukturach w procesach emisji spontanicznej można uzyskać promieniowanie elektromagnetyczne do 80% o polaryzacji TM.

        [1] H. S. Mączko, R. Kudrawiec, and M. Gladysiewicz, “Strain engineering of transverse electric and transverse magnetic mode of material gain in GeSn/SiGeSn quantum wells,” Sci. Rep., vol. 9, no. 1, pp. 1–14, 2019.

        Speaker: Herbert Mączko (Katedra Fizyki Doświadczalnej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska)
      • 16:40
        Jakość krystaliczna i stabilność jedno- i dwuwarstwowych cienkich warstw na bazie magnetytu (Fe3O4) 20m

        Magnetyt (Fe3O4) jest uważany za potencjalny materiał do zastosowania w spintronice w temperaturze pokojowej. Posiada on wysoką krytyczną temperaturę (temperatura Néela TN = 858 K) i oczekiwaną pełną polaryzację spinową na poziomie Fermiego. Cienkie warstwy magnetytu posiadają ważne zastosowania technologiczne np. jako złożone katalizatory oraz elementy elektroniczne o przewodnictwie zależnym od spinu. Wiele badań poświęcono także badaniu możliwości zastosowania nanocząstek magnetytu w medycynie.
        Koncentrujemy się na zbadaniu jakości krystalicznej i stabilności cienkich warstw na bazie Fe3O4 otrzymane metodą epitaksji z wiązek molekularnych (Molecular Beam Epitaxy (MBE)) z jedno- i dwuwarstwową strukturą (Fe3O4/MgO(001), Fe3O4/Fe/MgO(001), Fe/Fe3O4/MgO(001)) z grubością każdej warstwy rzędu 10-100 nm. Warstwy były charakteryzowane w trzech różnych stanach: po otrzymaniu, po wygrzewaniu (w różnych temperaturach i różnym czasie wygrzewania) oraz po naświetlaniu jonami wysokoenergetycznymi Ar+, Kr+ i Au+ (stosując różne dawki jonów) techniką spektroskopii rozpraszania wstecznego Rutherforda (RBS), RBS z uwzględnieniem efektu kanałowania jonów (RBS-C) oraz reflektometrii promieniowania X (XRR). Analizy danych dokonano za pomocą symulacji komputerowe SIMNRA oraz SRIM/TRIM.
        Nasze wyniki wskazują, że układ jednowarstwowy (Fe3O4/MgO(001) zawsze posiada bardzo wysoką jakość krystaliczną. Stechiometryczna warstwa Fe3O4 obecna jest na powierzchni gdy jej grubość wynosi więcej niż 20 nm. W układach dwuwarstwowych (Fe3O4/Fe/MgO(001)), niezależnie od grubości warstw, na powierzchni zawsze znajduje się stechiometryczna warstwa Fe3O4 (gdy dyfuzja jonów Mg z podłoża jest hamowana przez warstwę Fe).
        Ważnym rezultatem jest uzyskani informacji o wysokiej stabilności warstwy Fe3O4 na powierzchni układu dwuwarstwowego po naświetlaniu wiązką 1 MeV Ar+ i Kr+ oraz Au+. Dla wszystkich zbadanych układów, mimo zmniejszenia grubości warstwy i nawet utlenienia całkowitego warstwy buforu Fe, warstwa powierzchniowa Fe3O4 jest zawsze zachowana (po naświetlaniu dawką jonów mniejszą niż np. 1.9x10^16 Kr+/cm2 lub 20.7x10^16 Ar+/cm2). Informacje dotyczące stabilności i odporności warstw są ważne ze względu na możliwość wykorzystania tych układów w praktyce.
        Badanie było prowadzone w ramach współpracy z grupą kierowaną przez prof. Józefa Koreckiego (AGH-Kraków i IKiFP-PAN w Krakowie), z grupą w IKF Uniwersytetu Johanna Wolfganga Goethego we Frankfurcie oraz z grupą w UJF-CAS w Rez-Pradze.

        Speaker: Magdalena Krupska-Klimczak (Laboratorium Nanostruktur, Instytut Fizyki, UniwersytetPedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie)
      • 16:40
        Kalorymetryczny obraz surowicy krwi sportowców w sesji ćwiczeniowej; efekty kriostymulacji ogólnoustrojowej i sauny 20m

        Od kilkunastu lat pojawiają się doniesienia dotyczące możliwości zastosowania metody różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) w różnych obszarach diagnostyki medycznej i medycyny sportowej w oparciu o profile termiczne osocza/surowicy krwi. W niniejszej pracy podjęto próbę porównania profili DSC oraz parametrów termicznych, charakteryzujących proces denaturacji surowic sportowców, w sesjach ćwiczeniowych przed i po seriach 10 zabiegów kriostymulacji ogónoustrojowej (WBC) lub sauny fińskiej.
        Próbki surowicy uzyskano z krwi sportowców trenujących biegi narciarskie. Krew została pobrana w czterech etapach każdej z czterech sesji ćwiczeń: podczas spoczynku, po wysiłku oraz po 1h i 24h odpoczynku. Badania przeprowadzono metodą DSC za pomocą mikrokalorymetru VP-DSC (MicroCal Co, Northampton, MA). Pomiary DSC wodnych roztworów surowicy wykonano w zakresie temperatur od 20° do 100° C z szybkością grzania 1° C/min, przy ciśnieniu około 1.8 atm.
        Analiza uśrednionych dla badanej grupy ochotników krzywych DSC surowic, zebranych w kolejnych etapach sesji ćwiczeniowej: podczas spoczynku, po wysiłku, po 1 godzinie i po 24 godzinach odpoczynku, wykazała podobny charakter zmian powysiłkowych jak i regeneracji w czasie odpoczynku, bez względu na wykonywane zabiegi cieplne. Różnice pojawiły się jedynie w intensywności zaobserwowanych zmian. Wyniki badań sugerują, że zabiegi WBC zastosowane przed sesją ćwiczeniową zmniejszają występującą reakcję sportowców na ćwiczenia fizyczne i przyspieszają regenerację po wysiłku. Zaobserwowano jednakże dość znaczne zróżnicowanie zarówno intensywności reakcji na wysiłek jak i na zabiegi kriostymulacji wśród badanych osób. Przeciwnie do WBC, zabiegi sauny fińskiej spowodowały wzmocnienie reakcji narciarzy biegowych na wysiłek. W przypadku zabiegów sauny fińskiej największe zróżnicowanie osobnicze zaobserwowano na etapie regeneracji po ćwiczeniach.

        Speaker: Mrs Klaudia Duch (Uniwersytet Śląski w Katowicach, Instytut Fizyki im. A. Chełkowskiego, Zakład Fizyki Medycznej)
      • 16:40
        Kompleksowa analiza powierzchni biosensorycznych – gęstość powierzchniowa białek a orientacja przeciwciał i efektywność wiązania antygenu 20m

        Immunosensory oparte o specyficzne wiązanie pomiędzy przeciwciałem a antygenem są jednym z najbardziej popularnych typów biosensorów. Funkcjonalizacja immunosensora wymaga m.in. immobilizacji przeciwciał na powierzchni przetwornika, a jakość uzyskanej nanowarstwy biomolekuł ma kluczowe znaczenie dla jego wydajnego i wiarygodnego działania [1,2]. Dlatego ważna jest kompleksowa charakterystyka powierzchni biosensorycznych oraz zachodzących na nich zjawisk. Efektywność detekcji antygenów zależy w sposób krytyczny od orientacji przeciwciał na powierzchni biosensorycznej, określającej dostęp wykrywanych antygenów do miejsc wiążących przeciwciała [2]. Spośród różnych technik powierzchniowych jedynie spektrometria masowa TOF-SIMS [2], oraz w mniejszym stopniu mikroskopia AFM [3], są w stanie określić bezpośrednio orientację przeciwciał [4].
        W niniejszej pracy zastosowano techniki powierzchniowe AFM oraz TOF-SIMS, wsparte wielowymiarową analizą danych TOF-SIMS, do wyznaczenia - po raz pierwszy - zmian orientacji przeciwciał spowodowanej zmianą ich gęstości powierzchniowej (w zakresie 0-3 mg/m2), którą określono za pomocą elipsometrii spektralnej. Immobilizacji przeciwciał immunoglobuliny G (IgG) dokonano za pomocą chemisorpcji do 2 typów powierzchni krzemu, inicjowanej za pomocą silanów z końcowymi grupami chemicznymi: estrową NHS oraz aldehydową. Badania uzupełniono testem diagnostycznym opartym o powierzchniowe wiązanie przeciwciało-antygen.
        Określono sekwencje orientacji IgG (tj. flat-on, side-on, tail-on/head-on) oraz odpowiadające im przedziały gęstości powierzchniowej, zgadzające się z modelem losowej adsorpcji sekwencyjnej. Dla najwyższych gęstości dominuje jedna z dwu orientacji wertykalnych: biologicznie aktywna orientacja tail-on – dla powierzchni z grupą NHS, oraz biologicznie nieaktywna orientacja head-on dla powierzchni z grupą aldehydową. Orientacje molekuł IgG dominujące dla obu typów powierzchni zostały potwierdzone przez wyznaczony współczynnik efektywności wiązania antygenów.

        [1] K. Gajos et al., Appl. Surf. Sci. 385 (2016) 529, ibid. 410 (2017) 79; J. Hazard. Mat. 359 (2018) 445, Anal. Bioanal. Chem. 409 (2017) 79.
        [2] K. Gajos et al., Coll. Surf. B 150 (2017) 437; Appl. Surf. Sci. 444(2018)187.
        [3] J. G. Vilhena et al., Nanoscale 8 (2016) 13463
        [4] A. K. Trilling et al., Analyst 138 (2013) 1619, N. G. Welch et al., Biointerphases 12 (2017) 02D301-1

        Speaker: Dr Katarzyna Gajos (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Kompleksowa diagnostyka plazmy indukowanej laserowo metodą dwukolorowego rozpraszania Thomsona 20m

        Stan lokalnej równowagi termodynamicznej jest niezwykle ważny z punktu widzenia plazmy indukowanej laserowo i jej zastosowań [1]. Weryfikacja takiego założenia wymaga jednak kompleksowej diagnostyki, w tym pomiaru takich parametrów jak koncentracja elektronów $N_\mathrm{e}$, temperatura elektronowa $T_\mathrm{e}$ czy temperatura jonowa $T_\mathrm{i}$ w sposób niezależny od widm emisyjnych.

        Metodą zasadniczo czułą na wszystkie wyżej wymienione parametry jest rozpraszanie Thomsona (RT). $N_\mathrm{e}$ i $T_\mathrm{e}$ można stosunkowo łatwo wyznaczyć w oparciu o tzw. elektronową część widma RT podczas gdy informacja o $T_\mathrm{i}$ zawarta jest w części centralnej zwanej jonową. Ta właśnie część widma RT jest jednak silnie zaburzana przez widmo rozpraszania Rayleigha (RR), które nierozłącznie towarzyszy rozpraszaniu Thomsona. Z uwagi jednak na różne zależności przekrojów czynnych na RT i RR od długości fali, oba przyczynki mogą zostać rozseparowane przy użyciu dwóch wiązek laserowych o różnych długościach fali.

        W badaniach tu opisywanych, plazma jest generowana w wyniku przebicia laserowego w czystym wodorze z użyciem impulsów nanosekundowych z lasera Nd:YAG. Diagnostyka samej plazmy przeprowadzana jest metodą dwukolorowego rozpraszania Thomsona używając do tego celu wiązek drugiej i trzeciej harmonicznej innego lasera Nd:YAG jako wiązek próbkujących. Wyniki symulacji komputerowych sygnałów RT i RR zostały porównane z wynikami eksperymentu.

        Rys. 1 Wyniki symulacji widm RT i RR (a, b) i centralnego obszaru widma (c,d) przeprowadzanych dla $N_\mathrm{e}=0.28\times10^{23}\textrm{ m}^{-3}$, $T_\mathrm{e}=13\times10^3\textrm{ K}$, $T_\mathrm{e}/T_\mathrm{i}=1$ (linia ciągła), $T_\mathrm{e}/T_\mathrm{i}=2$ (linia przerywana). Stosunek całkowitego natężenia części centralnej $I_\mathrm{c}$ do całkowitego natężenia składowej elektronowej $I_\mathrm{e}$ został obliczony za pomocą wzoru $R(T_\mathrm{e}/T_\mathrm{i})=I_\mathrm{c}(T_\mathrm{e}/T_\mathrm{i})/I_\mathrm{e}$.

        [1] G. Cristoforetti, E. Tognoni, L.A. Gizzi, Spectrochim. Acta Part B, 2013, 90, 1-22.

        Speaker: Franciszek Sobczuk (Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie)
      • 16:40
        Konstrukcja modeli ciasnego wiązania dla półprzewodnikowych kryształów dwuwymiarowych 20m

        W niniejszej pracy zaprezentowane zostaną wyniki badań dotyczących konstrukcji minimalnych modeli ciasnego wiązania [1] opartych na obliczeniach ab-initio dla dwuwymiarowych kryształów półprzewodnikowych z rodziny MX2 (M=Mo, W, X=S, Se, Te). Ze względu na nowe własności fizyczne, kryształy te potencjalnie mogą zrewolucjonizować przemysł urządzeń optoelektronicznych [2,3,4]. Są one także ciekawe z punktu widzenia badań podstawowych [5], z uwagi na niskoenergetyczną strukturę pasmową opisaną modelem masywnych fermionów Diraca, obecność tzw. dolin pozwalających na selektywne pobudzanie spolaryzowanym kołowo światłem i badanie fizyki spinowo-dolinowo sprzężonych stopni swobody nośników. Interesujące są tam także silne oddziaływania elektronowe prowadzące do ekscytonów o energiach wiązania rzędu 500 meV [6], wykazujących nowe własności topologiczne [7-9].

        Przeanalizowane zostaną różne metody dopasowywania wielowymiarowej przestrzeni parametrów Slatera – Kostera do dyspersji i składów orbitalnych uzyskanych metodami ab-initio, m. in. metody liniowe, metoda Powella, metody stochastyczne (Monte Carlo) oraz nowoczesne metody ewolucyjne stosowane w dziedzinie sztucznej inteligencji. Porównane zostaną wydajności wymienionych algorytmów. Następnie przeanalizowana zostanie stosowalność stworzonych modeli ciasnego wiązania do obliczeń własności elektronowych nanostruktur oraz własności optycznych ekscytonów.

        [1] M. Bieniek, M. Korkusiński, L. Szulakowska, P. Potasz, I. Ozfidan, and P. Hawrylak, PRB 97, 085153 (2018).
        [2] A.K. Geim, I.V. Grigorieva, Nature 499, 419 (2013).
        [3] K.F. Mak, D. Xiao, J. Shan, Nat. Photonics 12, 451 (2018).
        [4] G. Wang, A. Chernikov, M.M. Glazov, T.F. Heinz, X. Marie, T. Amand, B. Urbaszek, Rev. Mod. Phys. 90, 021001 (2018).
        [5] D. Xiao, G.-B. Liu, W. Feng, X. Xu and W. Yao, PRL 108, 196802 (2012)
        [6] A. Ramasubramaniam, PRB 86, 115409 (2012)
        [7] H. Yu, G.-B. Liu, P. Gong, X. Xu and W. Yao, Nat. Comm. 5, 3876 (2014)
        [8] J. Zhou, W.-Y. Shan W. Yao and D. Xiao, PRL 115, 166803 (2015)
        [9] A. Srivastava and A. Imamoglu, PRL 115, 166802 (2015)

        Speaker: Mrs Katarzyna Sadecka (Katedra Fizyki Teoretycznej, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Polska)
      • 16:40
        Korelacja między strukturą elektronową a właściwościami elektrochemicznymi baterii Li-/Na-jonowych 20m

        Aby nadążyć za stale rosnącym zapotrzebowaniem na magazynowanie energii ogromny, światowy wysiłek badawczy został ukierunkowany na odkrycie nowych, wydajnych akumulatorów Li-/Na-jonowych. Przechowywanie ładunku w takich akumulatorach elektrochemicznych jest ściśle związane z właściwościami materiałów elektrodowych, przede wszystkim katodowych, mających największy wpływ na właściwości całego układu takich jak wysoka gęstość energii, długi cykl życia, lekkość i bezpieczeństwo. Okazuje się, że chemiczny sposób wyjaśnienia kluczowych zjawisk zachodzących w stosowanych materiałach katodowych jest niewystarczający, gdyż nie tłumaczy źródeł różnego charakteru krzywych ładowania/rozładowania baterii. W szczególności nie daje odpowiedzi dlaczego np. w układzie NaxCoO2 obserwuje się schodkową krzywą rozładowania, podczas gdy w LixCoO2 ta krzywa jest ciągła/monotoniczna. [1, 2, 3, 4].
        W referacie przedstawione zostaną przykładowe wyniki badań teoretyczno-eksperymentalnych w materiałach katodowych na ogniwa litowo-jonowe oraz sodowo-jonowe, z zastosowaniem alternatywnego sposobu opisu zachowań fizycznych opartych o obliczenia struktury elektronowej wybranych układów. Obliczenia struktury elektronowej wykonane zostały w ramach jednej z dobrze ugruntowanych technik DFT jaką jest w pełni samouzgodniona metoda funkcji Greena KKR połączona z metodą CPA, niezbędną do uwzględnienia defektów w obliczeniach ab initio [5, 6]. Pokażemy, że właściwości struktury elektronowe i wynikające z niej własności magnetyczne, silnie zależą od składu chemicznego rozważanych układów. Zrozumienie zaś, zachowania się struktury elektronowej zwłaszcza w otoczeniu energii Fermiego EF, wydaje się kluczowe dla lepszego zrozumienia mechanizmów odpowiedzialnych za właściwości elektrochemiczne baterii.

        [1] J. Molenda, D. Baster, M. Molenda, K. Swierczek, J.Tobola, Phys. Chem. Chem. Phys. 16, (2014).
        [2] A. Milewska, K. Swierczek , J. Tobola, F. Boudoire, Y.Hu, D.K. Bora, B.S. Mun, A. Braun, J. Molenda, Sol. St. Ionics, 263, (2014).
        [3] J. Molenda, A. Milewska, W. Zajac, M.Rybski J.Tobola, Phys. Chem.Chem. Phys. 19, (2017).
        [4] M. Rybski, J.Tobola,S. Kaprzyk, J. Molenda Solid State Ionics 321, (2018).
        [5] A. Bansil, S. Kaprzyk, P. E. Mijnarends and J. Tobola, Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys., 60, (1999).
        [6] T. Stopa, S. Kaprzyk and J. Tobola, J. Phys.: Condens. Matter, 16, (2004)

        Speaker: Michał Rybski (Faculty of Physics and Applied Computer Science, AGH University of Science and Technology Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland)
      • 16:40
        Kryształy z otwarto-powłokowymi atomami 3d/4f/5f jako tanie laboratorium fizyki atomowej oraz mechaniki kwantowej 20m

        Coraz bardziej wyrafinowane metody eksperymentalne na coraz lepszych mono-krystalicznych próbkach odsłaniają dyskretną nisko-energetyczną strukturę elektronową związaną z niezapełnionymi powłokami 3d/4f/5f potwier-dzając Kwantową Atomistyczną Teorię Ciała Stałego [1]. Ta nisko-energetyczna struktura elektronowa związana z jonami 3d/ 4f/ 5f determinuje makroskopowo obserwowane właściwości całego związku np. temperaturową zależność ciepła właściwego czy własności magnetyczne. Pięknie widoczne są reguły Hunda, efekt Starka i efekt Zeemana, podstawowe efekty rozważane w fizyce atomowej, a związane z wewnątrz-atomowymi oddziaływaniami kulom-bowskimi, z oddziaływaniem z polem elektrycznym i polem magnetycznym. Na rysunkach przestawiono poziomy energetyczne oraz funkcje falowe jonu U3+ w UPd2Al3 i Er3+ w ErNi5. Dla U3+ jest to rozszczepienie multipletu 4I9/2. Dla jonu Er3+ jest to rozszczepienie multipletu 4I15//2. Całe rozszczepienie 16 stanów Er3+, poniżej 15 meV (=174 K), związane jest z multipolowym efektem Starka. Charakterystyczne rozszczepienie dubletów to efekt Zeemana- związane jest ono z pojawieniem się wewnętrznego pola magnetycznego poniżej temperatury uporządkowania magnetycznego. Strzałki przedstawiają przejścia energetyczne obserwowane w eksperymentach nieelastycznego rozpraszania neutronów. Potwierdza to istnienie dyskretnej struktury stanów pola krystalicznego w tych dwu związkach międzymetalicznych. Jest to o tyle ważne, że nawet 10 lat po sformułowaniu przez Prof. Radwańskiego Kwantowej Atomistycznej Teorii Ciała Stałego bardzo znamienici fizycy twierdzili, że stosowanie teorii pola krysta-licznego do przewodzących (= metalicznych) materiałów magnetycznych jest błędne.
        Funkcje własne przedstawione na tych dwóch rysunkach zawierają informacje fizyczne o układzie - m. in. o lokalnym momencie magnetycznym, który jest obserwowany makroskopowo. Magnetyzm to efekt kwantowy obserwowany w skali makro. Opis własności termodynamicznych ciał stałych, w tym wyjaśnienie i opis piku  w temperaturze magnetycznego uporządkowania, to laboratorium fizyki statystycznej.
        [1] R. J. Radwański, R. Michalski, Z. Ropka, Acta Phys. Pol. B 31, 3079 (2000)

        Speaker: Ryszard Radwański (Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie, Instytut Fizyki)
      • 16:40
        Kwantowy efekt bumerangu w oddziałujących układach z nieporządkiem 20m

        Lokalizacja Andersona jest jednym z najbardziej znanych efektów występujących w układach z nieporządkiem. Od czasu oryginalnej publikacji Andersona [1] lokalizacja była tematem niezliczonych prac teoretycznych oraz zaobserwowana została w wielu eksperymentach wykorzystujących np. światło, fale klasyczne czy układy kwantowe. Lokalizacja Andersona prowadzi do wielu zaskakujących zjawisk, jednym z nich jest kwantowy efekt bumerangu [2]. Ze względu na lokalizację pakiet falowy posiadający pewną niezerową prędkość początkową w trakcie ewolucji poddany jest odbiciu i powraca do swojego początkowego położenia. Z drugiej strony włączenie oddziaływań do układów z nieporządkiem jest wciąż tematem wielu badań. Od dawna wiadomo, że oddziaływania mogą prowadzić do zniszczenia lokalizacji Andersona, choć dziś wiadomo także, że w pewnych oddziałujących układach pojawia się nowe zjawisko lokalizacji wielociałowej [3]. Nasze badania skupiają się na wpływie interakcji pomiędzy cząstkami na efekt bumerangu. W tym celu wykorzystujemy przybliżenie średniego pola jak również obliczenia wielociałowe. Tak jak w innych badaniach dotyczących nieliniowych układów z nieporządkiem obserwujemy częściowe zniszczenie lokalizacji Andersona. Z tego względu efekt bumerangu zostaje osłabiony przez dekoherencję wywołaną oddziaływaniami. W naszych badaniach ponadto porównujemy wyniki teorii średniego pola z symulacjami wielociałowymi.

        [1] Anderson, Philip W. "Absence of diffusion in certain random lattices." Physical Review 109.5 (1958): 1492.
        [2] Prat, Tony, Dominique Delande, and Nicolas Cherroret. "Quantum boomeranglike effect of wave packets in random media." Physical Review A 99.2 (2019): 023629.
        [3] Basko, Denis M., Igor L. Aleiner, and Boris L. Altshuler. "Metal–insulator transition in a weakly interacting many-electron system with localized single-particle states." Annals of physics 321.5 (2006): 1126-1205.

        Speaker: Jakub Janarek (Laboratoire Kastler Brossel/Jagiellonian University)
      • 16:40
        Kwazimolekularne podejście w obliczeniach przekrojów czynnych na (zderzeniowy) proces K(4s)+K(7s)->K(4s)+K(5f) skonfrontowane z wynikami eksperymentu 20m

        M. Głódź a, S. Magnier b, A. Huzandrov a, L. Petrov ca, I. Sydoryk a, J. Szonert a, J. Klavins d, K.Kowalski a
        a Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
        b Univ. Lille, CNRS, UMR 8523- PhLAM- Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules, F-59000 Lille, France
        c Institute of Electronics, Bulgarian Academy of Sciences, 1784 Sofia; Boul. Tsarigradsko Shosse 72, Bulgaria
        d Institute of Atomic Physics and Spectroscopy, University of Latvia, 1586 Riga, Latvia

        W pracy zostały wyznaczone eksperymentalnie i obliczone teoretycznie przekroje czynne na przekaz energii wzbudzenia w nieelastycznych zderzeniach atomów potasu o prędkościach termicznych w procesie:
        K(4s) + K(7s) → K(4s) + K(5f) – 332 cm-1            (1) 
        Teoria
        W obliczeniach zastosowano podejście kwazimolekularne. Dla cząsteczki K2 wyznaczono 50 adiabatycznych krzywych energii potencjalnej stanów {M.GłóDŹ:TU POWINIEN BYĆ WSTAWIONY SYMBOL TYCH STANÓW}  skorelowanych z asymptotami od K(4s) + K(6p) do K(4s) + K(5f). Tak relatywnie wysokie stany cząsteczki K2 są rzadko badane. W obliczeniach przekrojów czynnych dla procesu (1), przeprowadzonych dla zakresu temperatur 310–1000 K, wykorzystano te krzywe energii potencjalnej i model Landaua–Zenera.
        Eksperyment
        Eksperyment był przeprowadzony, dla temperatur z zakresu 428–451 K, metodą spektroskopii z rozdzielczością w czasie. Rejestrowano przebiegi zależnej od czasu fluorescencji ze stanu 7s, bezpośrednio wzbudzanej dwufotonowo ze stanu podstawowego 4s impulsami światła laserowego, oraz fluorescencji ze stanu 5f, obsadzanego w procesie zderzenia atomu K(7s) z atomem K(4s) (1). Doświadczalne przekroje czynne otrzymano przez numeryczne dopasowanie przewidywanych modelowych przebiegów do przebiegów doświadczalnych.
        Wyniki
        W powyżej podanym zakresie temperatur doświadczenia, obliczone przekroje czynne mało się zmieniają, od 1,994 ×10−14 cm2 do 1,992 ×10−14 cm2 i są w dobrej zgodności z wartością 1,8(7), która jest średnią z wartości zmierzonych przekrojów czynnych (Rys. 1). Więcej szczegółów można znaleźć w pracy [1].
        

        {M. GŁÓDŹ: TU POWINIEN BYĆ WSTAWIONY RYSUNEK 1 I JEGO PODPIS, KTÓRY SKASOWAŁAM, ABY UDAŁO SIE WYSŁAć (w orginale napisanym w programie Word liczba znaków nie przekracza 2500)}

        Rys. 1. .


        [1] Głódź M, Huzandrov A, Magnier S, Petrov L, Sydoryk I, Szonert J, Klavins J, Kowalski K. JQSRT 2019;227:152-169.

        Speaker: Małgorzata, prezentująca plakat Głódź (Instytut Fizyki PAN)
      • 16:40
        Lattice dynamics of a quasi-2D layered TlCo2Se2 with a helical magnetic structure 20m

        The vibrational properties of a quasi-two-dimensional layered TlCo2Se2 compound exhibiting a helical magnetic order were investigated using density functional theory and an approximation of the harmonic phonons. The helical magnetic structure of this ternary dichalcogenide is shown to be stabilized by phonons. The dynamical properties of the TlCo2Se2 lattice conform with the quasi-2D layered structure of this compound. The intensities of the Raman and infrared active phonon modes of TlCo2Se2 remained sensitive to magnetic interactions, suggesting a rather strong spin–phonon coupling within the Co–Se layers. A detailed analysis of the calculated phonon, Raman and infrared absorption spectra of TlCo2Se2 which was carried out with respect to the spectra of its ferromagnetic (KCo2Se2) and paramagnetic (KNi2Se2) counterparts enables the essential differences between the dynamical properties of the quasi-2D layered transition-metal dichalcogenides to be elucidated.

        Speaker: Grzegorz Jagło (Uniwersytet Pedagogiczny im. KEN w Krakowie)
      • 16:40
        Lokalizacja fali spinowej na defektach fazonowych w kwazikryształach magnonicznych 20m

        Fazony to strukturalne defekty, które występuję w kwazikryształach. Fazon może być rozumiany jako zamiana sąsiadujących elementów w kwaziperiodycznej strukturze. W przypadku atomów w ciele stałym, fazony są obiektami dynamicznymi, związanymi z dyfuzją atomów, które współistnieją z fononami. W naszych badaniach rozpatrujemy statyczne defekty fazonowe w kwazikrysztale magnonicznym[1] składającym się z pasków permalloju (Py) i kobaltu (Co)[2], uporządkowanych w sekwencję Fibonacciego. Defekty fazonowe są tu wprowadzane losowo przez zamianę sąsiadujących pasków Py i Co. Głównym celem naszych badań jest zbadanie wpływu jaki niesie takie zaburzenie kwaziperiodycznego porządku na widmo częstotliwości oraz na lokalizację modów własnych w kwazikrysztae magnonicznym.
        Do rozważanej sekwencji Fibonacciego, złożonej z pasków Co oraz Py, wprowadzamy małą ilością defektów fazonowych. Ich obecność nie zaburza uśrednionych wartości parametrów materiałowych. Dlatego w reżimie długich fal, widmo częstotliwości własnych pozostaje niezmienione. W okolicach przerw częstotliwościowych możemy zaobserwować wygładzanie się zintegrowanej gęstości stanów (IDOS), co powoduje stopniowe zamykanie się przerw wraz ze wzrostem ilości defektów.
        Obliczenia zostały wykonane przy użyciu metody fal płaskich. Jako (super)komórkę elementarną przyjęliśmy strukturę zawierającą cały rozpatrywany układ. Wyniki otrzymane metodą fal płaskich zostały zweryfikowane przy pomocy obliczeń metodą elementów skończonych wykonanych z wykorzystaniem środowiska COMSOL Multiphysics.

        Badania były finansowe ze środków grantów nr:
        2016/21/B/ST3/00452 oraz UMO-2017/24/T/ST3/00173, fundowanych przez Narodowe Centrum Nauki.

        [1] J. Rychły, S. Mieszczak, J.W. Kłos, Spin waves in planar quasicrystal of Penrose tiling
        J. Magn. Magn. Mater. 450, 18 (2018).
        [2] J Rychły, JW Kłos, M Mruczkiewicz, M Krawczyk, Spin waves in one-dimensional bicomponent magnonic quasicrystals, Phys. Rev. B 92, 054414 (2015).

        Speaker: Szymon Mieszczak (Wydział Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu)
      • 16:40
        Lokalizacja wielociałowa domen magnetycznych 20m

        Nasza praca skupia się na badaniu lokalizacji wielociałej domen magnetycznych w jednowymiarowym modelu oddziałujących bezspinowych fermionów z nieporządkiem. W odróżnieniu od najczęściej badanej postaci nieporządku, rozpatrujemy przypadek, gdy wartość losowego pola przyjmuję tę samą wartość dla wybranych par sąsiednich węzłów. Badamy ewolucję czasową fal gęstości ładunku, która daje nam informację o termalizacji układu. Pokazujemy, że fale gęstości ładunku nie zanikają w czasie, gdy losowe pole przekracza pewną wartość krytyczną. Świadczy to o lokalizacji wielociałowej. Porównujemy otrzymane dane ze znanymi wynikami lokalizacji wielociałowej dla nieporządku nakładanego na każdy węzeł [1]. Robimy to w celu pokazania, że po zwiększeniu rozmiaru domen układ nadal się lokalizuje. Ma to zastosowanie w eksperymentach na zimnych atomach, w których bada się własności transportu. Wykonując skalowanie rozmiarowe, uzyskujemy informację o zachowaniu się makroskopowych układów. Kolejnym krokiem będzie przeprowadzenie analizy zjawisk transportu, a także próba powiększenia rozmiaru domen magnetycznych.

        [1] P. Prelovšek, M. Mierzejewski, O. Barišić, and J. Herbrych, Ann. Phys. (Berlin) 529, 1600362 (2017)

        Speaker: Mr Łukasz Iwanek (Katedra Fizyki Teoretycznej, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Polska)
      • 16:40
        MEDALE ICYS GRUPY TWÓRCZEJ QUARK 20m

        Międzynarodowa Konferencja Młodych Naukowców ICYS (International Conference of Young Scientist) to nieoficjalne mistrzostwa świata w badaniach naukowych w kilku dyscyplinach, uczniów szkół średnich. Uczestnicy biorący udział w zawodach pochodzą z Europy, Azji i Ameryki. Konferencja corocznie organizowana jest w innym kraju i jest członkiem World Federation of Physics Competition. W 1993 przedstawiciele Eotvos Lorand University w Budapeszcie i Państwowego Uniwersytetu Białorusi w Mińsku postanowili zorganizować wspólnie konferencję dla uczniów szkół średnich będących w wieku 14 do 18 lat. Celem organizatorów było stworzenie nowego typu konkursu, który pozwoliłby uczniom szkół średnich zapoznać się z metodami badań naukowych. Założeniem prac konkursowych było przedstawienie różnych faz pracy badawczej od samego początku, czyli od sformułowania tematu aż po ostatni krok, podsumowujący wyniki badań, a wszystko to przedstawione w języku angielskim. Konferencja, jak co roku stanowiła wyzwanie dla młodych naukowców poprzez uzyskanie informacji do realizacji pracy, z którymi próbują sobie poradzić, by potem przedstawić wyniki na arenie międzynarodowej.
        Pierwszy ICYS odbył się na Węgrzech w Wyszehradzie. Węgierscy organizatorzy zawsze wracają do Wyszehradu, konkurs stał się powszechnie znany jako „Konferencja Wyszehradzka”.
        Grupa Twórcza QUARK od 20 lat reprezentuje Polskę w międzynarodowych zawodach ICYS.
        W tegorocznej edycji młodzież Grupy Twórczej Quark z Pracowni Fizyki Pałacu Młodzieży w Katowicach po raz kolejny reprezentowała Polskę na Międzynarodowej Konferencji Młodych Naukowców. Konferencja odbyła się od 19 – 25 kwietnia 2019 w Kuala-Lumpur w Malezji. Były to już 19 zawody, w której młodzież GT QUARK wzięła udział!
        W tegorocznej edycji Złoty medal w kategorii Fizyka zdobył Jakub Kaszowski ze Śląskich Technicznych Zakładów Naukowych w Katowicach - za projekt: „Dynamics of chain shooter - Wyrzutnia sznurka"”
        Paweł Miera z II LO im. Andrzeja Frycza Modrzewskiego w Rybniku za projekt: "Cheap photovoltaic cell-solar energy for everyone.- Tanie ogniwa fotowoltaiczne - energia słoneczna dla każdego"”zdobył brązowy medal w kategorii inżynieria.
        Natomiast Katarzyna Juszczyszyn z Zespołu Szkół nr 1 im. Adama Mickiewicza w Lublińcu w kategorii inżynieria zdobyła brązowy medal za projekt:"Ultrasonic 3D scaner. - Ultradźwiękowy skaner 3D".
        Wszystkie te osiągnięcia obrazują plakaty zamieszczone podczas sesji.
        Autorka i pomysłodawczyni Grupy Twórczej Quark.

        Speaker: Urszula Woźnikowska - Bezak (Pałac Młodzieży Katowice, Stowarzyszenie Z Nauką w Przyszłość)
      • 16:40
        MEDALE ICYS GRUPY TWÓRCZEJ QUARK- plakat 2 20m

        W tegorocznej edycji Międzynarodowej Konferencji Młodych Naukowców ICYS 2019 w Malezji,złoty medal w kategorii Fizyka zdobył Jakub Kaszowski ze Śląskich Technicznych Zakładów Naukowych w Katowicach - za projekt: "„Dynamics of chain shooter - Wyrzutnia sznurka".
        ” W swojej pracy zbadał właściwości pętli ze sznurka wirującej w powietrzu. Do wytworzenia pętli używał samodzielnie skonstruowanej wyrzutni.

        Speaker: Mr Jakub Kaszowski (Pałac Młodzieży Katowice)
      • 16:40
        MEDALE ICYS GRUPY TWÓRCZEJ QUARK- plakat 3 20m

        W tegorocznej Międzynarodowej Konferencji Młodych Naukowców ICYS 2019 w Malezji, Paweł Miera z II LO im. Andrzeja Frycza Modrzewskiego w Rybniku,zdobył brązowy medal w kategorii inżynieria, za projekt: ”Cheap photovoltaic cell-solar energy for everyone.- Tanie ogniwa fotowoltaiczne - energia słoneczna dla każdego". Skoncentrował się w swojej pracy badawczej na pozyskiwaniu prądu z energii słonecznej. W tym celu zbudował bardzo tanie ogniwo mające dobrą sprawność, do budowy którego wykorzystał ogniwa III generacji.

        Speaker: Paweł Miera (Pałac Młodzieży Katowice)
      • 16:40
        MEDALE ICYS GRUPY TWÓRCZEJ QUARK- plakat 4 20m

        Podczas tegorocznej Międzynarodowej Konferencji Młodych Naukowców ICYS 2019 w Malezji, Katarzyna Juszczyszyn z Zespołu Szkół nr 1 im. Adama Mickiewicza w Lublińcu , zdobyła brązowy medal w kategorii inżynieria za projekt: "Ultrasonic 3D scaner. - Ultradźwiękowy skaner 3D"”.
        W swoim projekcie badała głębokości otoczenia za pomocą ultradźwiękowego skanera 3D, który własnoręcznie wykonała. Model składał się z płytki Arduino z programem sterującym wszystkimi elementami skanera. Tak zgromadzone dane były obrazowane przez program analizujący wyniki.

        Speaker: Katarzyna Juszczyszyn (Pałac Młodzieży Katowice)
      • 16:40
        Media w nauczaniu i popularyzowaniu fizyki 20m

        Od zreformowania systemu edukacji w 1999 roku, polityka edukacyjna uwzględnia pozyskiwanie wiedzy naukowej ze źródeł pozaszkolnych, takich jak muzea nauki, zajęcia organizowane przez uczelnie, pikniki i festyny naukowe oraz media i Internet. W założeniu twórców reformy media miały spełniać rolę edukacyjną i popularyzatorską. Tymczasem środki masowego przekazu uległy komercjalizacji i traktują doniesienia naukowe tak, jak ciekawostki lub sensacje, a z naukowców chcą zrobić celebrytów. Jako źródła pozyskiwania wiedzy, medialne informacje naukowe i artykuły popularyzatorskie często nie są wiarygodne, gdyż zawierają wiele błędów świadczących o tym, że ich autorzy posiadają niepełną i ograniczoną wiedzę na tematy naukowe. Dziennikarze mają braki w wiedzy z zakresu nauk przyrodniczych, lecz unikają krytyki korzystając z obecnie wysokiego prestiżu swojego zawodu. Mimo deklaracji, szkoła realizująca wymóg umiejętności nie nauczyła absolwentów selekcji pozyskiwanej wiedzy oraz porównywania informacji z różnych źródeł. Tymczasem na świecie fizycy wykorzystują nowe technologie informatyczne w popularyzacji nauki konstruując gry sieciowe, tworzą nowatorskie przekazy polegające na rozmowie z psem o fizyce kwantowej, czy wykorzystują formę science-fiction. Światowy bestseller chińskiego inżyniera elektryka Cixin Liu pt. „Problem trzech ciał” jest fantastyką opartą na „twardej” nauce rozgrywającą się w środowisku fizyków. Mark Zuckerberg uznał ją za jedną z najwartościowszych książek. Samo środowisko dziennikarskie postanowiło polepszyć jakość medialnego przekazu, czego przykładem jest konkurs „Popularyzator Nauki” organizowany przez portal PAP „Nauka w Polsce” i MNiSW. W konkursie tym nagradzane są osoby i instytucje dzielące się swoją wiedzą z osobami niezwiązanymi ze środowiskiem akademickim. Tegoroczną laureatką nagrody w kategorii Media została dr Paulina Łopatniuk, prowadząca blog „Patolodzy na klatce” z zakresu patologii, onkologii, biologii rozrodu, chorób zakaźnych i pasożytniczych oraz szczepień ochronnych. Można uznać, że konkurs „Popularyzator Nauki” wyznacza wzorce wartościowej popularyzacji, w tym standardy przekazu dla dziennikarzy.

        [1] E. Rydygier, Reforma edukacji a społeczny odbiór fizyki. Fizyka w Szkole z Astronomią 2(2015)46-50.
        [2] E. Rydygier, Dydaktyka i popularyzacja fizyki. Sprawozdanie z 44 Zjazdu Fizyków Polskich we Wrocławiu. Fizyka w Szkole z Astronomią 6(2017)23-27.
        [3] E. Rydygier, Refleksje pozjazdowe. Foton 138, Jesień 2017, str. 46-52.

        Speaker: Dr Edward Rydygier (Urząd m.st. Warszawy)
      • 16:40
        Mikrokalorymetryczne badania surowicy krwi ludzkiej poddanej działaniu promieniowania jonizującego 20m

        Celem prowadzonych badań jest obserwacja wpływu promieniowania jonizującego na zmiany pojemności cieplnej białek zawartych w surowicy krwi ludzkiej podczas ich termicznej denaturacji. Podjęto próby oceny wpływu: 1) dwóch rodzajów promieniowania
        - promieniowanie X oraz neutronowe, 2) dwóch dawek - 5 Gy oraz 10Gy, oraz 3) dwóch rodzajów rozpuszczalników - woda oraz bufor PBS na profile DSC roztworów surowicy krwi ludzkiej.
        Próbki surowicy uzyskano z krwi pobranej od zdrowych, młodych ochotników. Pomiary wykonano za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) w zakresie temperatur 20 – 1000C. Źródłem neutronów o średniej energii 2,35 MeV był radioizotop Californ-252, którego aktywność w czasie eksperymentu wynosiła ~58 MBq. Dawkę promieniowania X dostarczano za pomocą akceleratora medycznego (dwa naprzeciwległe pola, wiązka 6 MV). Napromieniowywanym próbkom zawsze towarzyszyły odpowiednie próbki kontrolne, przebywające (poza samą ekspozycją) w takich samych warunkach. Pomiary DSC wykonano dla roztworów wyjściowych, zaraz po zakończeniu napromieniania, a następnie co tydzień dla próbek przechowywanych w temperaturze około 4 0C przez 2-4 tygodni, w celu obserwacji zmian w czasie.
        Zaobserwowano tendencję do przyspieszonego procesu starzenia się białek surowicy krwi ludzkiej dla napromieniowanych roztworów w porównaniu z grupą kontrolną, niezależnie od wybranego rozpuszczalnika oraz rodzaju i dawki promieniowania. Nie stwierdzono istotnych różnic pomiędzy dawkami 5 Gy i 10 Gy dla analizowanych parametrów przejść termicznych białek w roztworach surowicy. Obserwowane metodą DSC efekty pochodzące od promieniowania jonizującego okazały się podobne do tych związanych ze starzeniem się białek. Wkłady od obydwu procesów nakładają się i są trudne do rozdzielenia.

        Speaker: Ms Agnieszka Kiełboń (Uniwersytet Śląski, Instytut Fizyki im. A. Chełkowskiego, Zakład Fizyki Medycznej)
      • 16:40
        Monte Carlo simulation of proton-proton collisions at the LHC 20m

        The LHC offers an unprecedented insight into the largely unexplored region of TeV
        physics. It is a great opportunity to get a new understanding of the fundamental nature
        of the Universe. The usefulness of this wealth of forthcoming high-quality data is, however,
        strongly dependent on the availability of theoretical predictions with matching accuracy.
        In practice, there is a huge gap between a one-line formula of a fundamental theory, like
        the Lagrangian of the SM, and the experimental reality that it implies. General Purpose
        Monte Carlo (GPMC) event generators are designed to bridge that gap. They are widely
        used by theorists and experimenters to simulate the physics of future experiments and
        help to define their operational requirements. It is therefore crucial to continue increasing
        the precision and improving phenomenological models included in the GPMC tools. The
        recent developments in one of the three exisitng GPMC Herwig 7 [1] is the topic of my
        contribution. First, I will brie?y describe the building blocks of general-purpose Monte
        Carlo event generators for the full simulation of the proton-proton collisions at the LHC.
        Then, I will focus on recent and the future developments in Herwig 7.

        Speaker: Andrzej Siodmok (IFJ PAN)
      • 16:40
        Multifraktalne własności kanałów BK 20m

        Kanały BK są bramkowanymi napięciem kanałami potasowymi, które wykazują duże jednokanałowe przewodnictwo. Są zaangażowane w szereg ważnych procesów fizjologicznych, w tym także patogenezę wielu chorób, takich jak choroba Parkinsona, epilepsja, autyzm czy rozwój procesu nowotworowego.
        W pracy analizujemy złożoność dynamiczną kanałów BK ludzkiego glejaka mózgu poprzez badanie ich własności multifraktalnych. Analizowane są sekwencje prądów jonowych w zróżnicowanych warunkach naprężeń mechanicznych błony komórkowej. Ponadto uwzględnia się także różne etapy "zmęczenia" błony uzyskiwane przez powtarzaną stymulację błonową. Naprężenia membrany oraz jej "zmęczenie" zmniejszają dynamiczną złożoność aktywności kanałów, co sugeruje zmiany w strukturze fraktalnej badanych szeregów czasowych, które charakteryzują ich dynamikę.

        Speaker: Mrs Paulina Trybek (Uniwersytet Śląski)
      • 16:40
        Niespójność w szczególnej teorii względności 20m

        Szczególna teoria względności składa się z dwóch części. Część kinematyczna wymaga stosowania układów inercjalnych, a część elektrodynamiczna już niekoniecznie.
        Einstein w części elektrodynamicznej swojej teorii, stosując transformację Lorentza, próbował wyprowadzić wzory na masę „podłużną” i „poprzeczną. Jednak zastosował niewłaściwą drugą zasadę dynamiki w formie F = ma i nie otrzymał poprawnego wyniku.
        Planck, który przyjmował pracę Einsteina do publikacji w Annalen der Physik, zauważył, że formuła F = ma nie nadaje się do opisu zmieniającej się masy elektronu. Na posiedzeniu Niemieckiego Towarzystwa Fizycznego 23 marca 1906 roku wygłosił referat, w którym problem ruchu elektronu w polu elektrycznym i jego energii kinetycznej rozwiązał zupełnie inaczej. Zastosował drugą zasadę dynamiki w formie $F= dp/dt$. Założył, że masa elektronu zmienia się zgodnie z formułą wcześniej postulowaną przez Lorentza, ale nie wyjaśnił przyczyny tej zmiany: „To prawda, że kwestia wyjaśnienia masy elektrodynamicznej pozostaje nierozstrzygnięta” [1]. Ponadto Planck założył, że elektron porusza się ze zmienną prędkością $q ⃗$, której składowe $x ̇, y ̇, z ̇ $ powiązał bezpośrednio ze składowymi siły X, Y, Z, i otrzymał dynamiczne równania ruchu elektronu. Następnie stosując funkcję Lagrangeʹa otrzymał formułę opisującą zmianę energii kinetycznej elektronu jako funkcję szybkości.
        Einstein w lutym 1907 roku ponownie przepisał swoją teorię i poprawił ją, wykorzystując rozwiązanie Plancka. Zręcznie przeszedł od równań, które otrzymał w drodze błędnego rozumowania, do równań Plancka, twierdząc bezpodstawnie, że są one równoważne. Tak poprawioną teorię opublikował w mało znanym piśmie niemieckim dla elektryków [2].
        Działanie Einsteina pozostawiło wrażenie, że formuła opisująca zmianę masy elektronu podczas jego przyspieszania w polu elektrycznym wynika z jego teorii względności, i że ma charakter relatywistyczny, co nie jest prawdą.
        Autorzy współczesnych podręczników akademickich nie wyprowadzają zależności masy elektronu od jego prędkości, a jedynie dowodzą jej zgodności z doświadczeniem Kaufmanna i że spełnia zasadę zachowania energii-pędu. Żaden z nich nie powtarza rozumowania Einsteina. Aby otrzymać tę zależność odwołują się do myślowego doświadczenia Tolmana, które jest falsyfikatem.
        W prezentacji zostanie zaproponowane nowe rozwiązanie całego problemu.

        [1] M. Planck, Verhandl. Dtsch. Phys. Ges., (1906), 136
        [2] A. Einstein, Jahrb. Radioak.,4,411 (1907)

        Speaker: Kazimierz Turzyniecki (Kolegium KSW, Warszawa)
      • 16:40
        Niestandardowe spontaniczne łamanie symetrii w sektorze skalarnym w skalach eV i TeV 20m

        Odkrycie skalarnego neutralnego bozonu w LHC w 2012 roku potwierdziło przewidywany teoretycznie model generowania mas w Modelu Standardowym. Jednocześnie obserwacja ta nie wyklucza konstruowania bardziej złożonych modeli z rozszerzonym sektorem skalarnym. W mojej prezentancji będę rozważać niestandardowe modele z dodatkowymi trypletami pól Higgsa, bez modyfikacji grupy cechowania (Higgs Triplet Model - HTM) oraz z jej rozszerzeniem do grupy $SU(2)_R\times SU(2)_L\times U(1)_Y$ (model o symetrii lewo-prawej - LRSM). W ramach HTM możemy wprowadzić dodatkowy tryplet związanyc z lewoskrętną grupą cechowania $SU(2)_L$ o oczekiwanej wartości próżniowej (VEV) maksymalnie rzędu GeV. W naszych badaniach jesteśmy zainteresowani szczególnie przypadkiem bardzo niskich wartości próżniowych, rzędu elektronowoltów. W drugim modelu (LRSM) do spontanicznego złamania symetrii potrzebne są nie jeden, a dwa tryplety, w tym jeden tryplet względem prawoskrętnej grupy cechowania $SU(2)_R$ którego wartości próżniowe muszą być odpowiednio wysokie (rzędu kilku TeV) dla zapewnienia odpowiednio wysokich mas niestandardowych bozonów cechowania.
        Oba powyższe modele przewidują istnienie podwójnie naładowanych cząstek skalarnych. Ich produkcja i kanały rozpdów będą analizowane z punktu widzenia możliwości rozróżnienia tych modeli. W naszych obliczeniach bierzemy pod uwagę ograniczenia niskoenergetyczne na procesy łamiące liczbę leptonową oraz parametry oscylacji neutrin. Procesy te szczególnie wpływają na ograniczenia w modelu HTM.

        Speaker: Magdalena Kordiaczyńska (University of Silesia)
      • 16:40
        Nowe poprawki na fazony i rozpraszanie wielokrotne w dekagonalnym kwazikrysztale AlCuRh 20m

        Intrygującą cechą współczesnych wyników udokładnień kwazikryształów jest charakterystyczne odchylenie ("ogon") w zakresie niskich pików na wykresie log-log obliczonych do zmierzonych natężeń pików dyfrakcyjnych [np. 1,2]. Przyczyna tego niedoszacowania obliczonych natężeń nie jest do tej pory w pełni zrozumiała. Najbardziej prawdopodobne wydają się 2 efekty: (i) niewłaściwa korekta na fazony w postaci eksponencjalnego czynnika Debye'a-Wallera [3] i/lub (ii) efekt wielokrotnego rozpraszania [4]. W naszych obliczeniach modelowych pokazaliśmy, że nowa korekta na fazony opracowana w ramach podejścia statystycznego jest potencjalnie przydatna do wyjaśnienia "ogona" [3]. Korekta na fazony (rozumiane jako przeskok/zmiana układu płytek w pokryciu Penrose'a) dokonywana jest na etapie obliczania współczynnika struktury i zakłada fragmentację rozkładów prawdopodobieństwa pozycji atomowych (zwanego również średnią komórką elementarną, ang. average unit cell, AUC, który jest ekwiwalentem powierzchni atomowej w opisie wielowymiarowym; więcej o metodzie AUC w [5]). Transformata Fouriera „pofragmentowanego” (pod wpływem fazonów) AUC daje obraz dyfrakcyjny z już zawartą informacją o fazonach. Jedynym parametrem, który należy dopasować, jest prawdopodobieństwo pojedynczego przeskoku płytek w strukturze. Niedawno opracowaliśmy również fenomenologiczne podejście do efektu rozpraszania wielokrotnego na etapie analizy danych dyfrakcyjnych [6]. Opiera się ono na teorii Rossmanith [7 i późniejszych prac] i zakłada redystrybucję natężeń między wszystkimi pikami dyfrakcyjnymi z pewnym jednakowym dla wszystkich pików prawdopodobieństwem (jako parametr dopasowania). Dwie poprawki są zawarte w naszej procedurze udokładniania opracowanej w ramach metody statystycznej. W prezentacji pokażemy zastosowanie nowych poprawek do danych dyfrakcyjnych (z różnymi strategiami udokładniania) dla dekagonalnego kwazikryształu AlCuRh, analizowanego wcześniej w pracy [1]. Wyniki opublikowano w [6].

        [1] P. Kuczera, J. Wolny, W. Steurer, Acta Cryst. B 68, 578 (2012).
        [2] H. Takakura, C.P Gomez, A. Yamamoto, M. de Boissieu, A.P. Tsai, Nature Mater. 6, 58 (2007).
        [3] J. Wolny, I. Buganski, P. Kuczera, R. Strzalka, J. Appl. Cryst. 49, 2106 (2016).
        [4] H. Takakura, R. Mizuno, Mater. Struct. 22, 281(2015).
        [5] R. Strzalka, I. Buganski, J. Wolny, Crystals 6, 104(2016).
        [6] I. Bugański, R. Strzalka, J. Wolny, Acta Cryst. A 75, 352 (2019).
        [7] E. Rossmanith, J. Appl. Cryst. 32, 355 (1999).

        Speaker: Radosław Strzałka (Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie)
      • 16:40
        Od obliczeń wychodzących z zasad pierwszych do opisu kształtów linii widmowych dla spektroskopych baz danych 20m

        Cząsteczka wodoru w swoim podstawowym stanie elektronowym zaburzona przez atom helu jest przykładem najprostszego układu zaburzającego cząsteczka-atom. Z racji swojej prostoty, umożliwia ona wiarygodne powiązanie wyników obliczeń teoretycznych wychodzących z zasad pierwszych z wynikiem eksperymentu.

        Wykorzystaliśmy precyzyjną spektroskopię strat we wnęce (CRDS) [1,2] do badania oddziaływań układu H2-He [3]. W przeciwieństwie do poprzednich podejść, nie dopasowujemy żadnego parametru kształtu linii widmowej, a bezpośrednio [4] nakładamy nasze teoretyczne obliczenia ab initio na dane eksperymentalne. W ramach naszego podejścia nie tylko kształt linii może być odtworzony z dużą dokładnością, ale i możliwe jest zbadanie fizyki odpowiadającej za zderzenia wewnątrz mieszaniny. Ponadto, oprócz analizy podstawowych efektów kształtów linii (jak relaksacja czy zmiany fazowe wewnątrz molekuły) badamy także bardziej zaawansowane efekty, jak efekty zależne od prędkości czy zderzenia zmieniające prędkość (w ujęciu zespolonego parametru zwężenia Dickego) [5,6], które są szczególne zauważalne dla układu H2-He [3,7,8,9]. Osiągnęliśmy zgodność obliczeń teoretycznych ab initio z danymi eksperymentalnymi na poziomie 1%, co do tej pory nie zostało osiągnięte.

        Pokazujemy także, że mierzone kształty linii widmowych mogą być odtworzone z podobną dokładnością [7,10] za pomocą profilu Hartmann-Tran (HTP) [11], który został zaimplementowany jako standard dla spektroskopowej bazy danych HITRAN [12]. Warunkiem takiej zgodności jest wykorzystanie poprawki beta do profilu HTP [10].

        Bibliografia:
        [1] S. Kassi i in., JCP, 137, 234201 (2012), doi:10.1063/1.4769974,
        [2] Y. Tan i in., JMS, 300, 60-64 (2014), doi:10.1016/j.jms.2014.03.010,
        [3] F. Thibault i in., JQSRT, 202, 308-320 (2017), doi:10.1016/j.jqsrt.2017.08.014,
        [4] A. D. May i in., CJP, 91, 879-895 (2013), doi:10.1063/1.3675903,
        [5] S. Hess, Physica, 61, 80-94 (1972), doi:10.1016/0031-8914(72)90035-3,
        [6] R. Ciuryło i in., PRA, 65, 012502 (2002), doi:10.1103/physreva.65.012502,)
        [7] P. Wcisło i in., JCP, 141, 074301 (2014), doi:10.1063/1.4892414,
        [8] F. Thibault i in., EPJD, 70, 236 (2016), doi:10.1140/epjd/e2016-70114-9,
        [9] R. Z. Martinez i in., JRS, 49, 1339-1349 (2018), doi:10.1002/jrs.5391,
        [10] M. Konefał i in., (w przygotowaniu),
        [11] N. H. Ngo i in., JQSRT, 129, 89-100 (2013), doi:10.1016/j.jqsrt.2013.05.034,
        [12] J. Tennyson i in., PAC, 86, 1931-1943 (2014), doi:10.1515/pac-2014-0208.

        Speaker: Michał Słowiński (Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu)
      • 16:40
        Oddziaływanie grawitacyjne antymaterii w eksperymencie ALPHA-g 20m

        Wiele pomiarów dotyczących antymaterii zostało wykonanych do tej pory, m.in. masy i momentu magnetycznego dla antyprotonu, a także energii pierwszego stanu wzbudzonego w atomie antywodoru$^{[1]}$ i przejście optyczne Lyman-$\alpha$$^{[2]}$. Grawitacyjne oddziaływanie antymaterii jest jednak nadal nieznane. Ze względu na fakt, że oddziaływanie grawitacyjne jest zdecydowanie słabsze od oddziaływania elektromagnetycznego, jakiekolwiek zewnętrzne pola magnetyczne i elektryczne uniemożliwiają test z wykorzystaniem antycząstek posiadających ładunek. Odkąd jednak opracowano metody produkcji i pułapkowania neutralnych atomów antywodoru$^{[3]}$, obserwacja oddziaływania grawitacyjnego pomiędzy materią i antymaterią oraz fundamentalny test Zasady Równoważności stają się osiągalne.
        Wybudowany w ubiegłym roku eksperyment ALPHA-g planuje pomiar przyspieszenia grawitacyjnego $\overline{H}$ uwolnionych z pułapki Penninga. Pomysł tego eksperymentu został zademonstrowany w starej aparaturze ALPHA$^{[4]}$, gdzie neutralne atomy antywodoru uwięzione w pułapce Ioffe-Pritcharda zostały następnie uwolnione, by swobodnie dryfować ku wewnętrznym ścianom aparatury, gdzie ulegają procesowi anihilacji. Rozkład przestrzenny tych zdarzeń i czas dryfu umożliwić ma wyznaczenie stosunku masy grawitacyjnej do masy inercjalnej $F=\frac{M_g}{M}.$
        Wykorzystanie wysokiej pionowej pułapki pozwoli zredukować błędy systematyczne i po pierwsze wyznaczyć kierunek oddziaływania grawitacyjnego pomiędzy materią i antymaterią, a po drugie umożliwi wyznaczenie przyspieszenia grawitacyjnego $\overline{H}$ w ziemskim polu grawitacyjnym $\overline{g}$ z dokładnością do 1-10%$^{[5]}$. Do detekcji atomów $\overline{H}$ wykorzystanie zostanie radialna Komora Projekcji Czasowej o wysokości 3 metrów, która zarejestruje trajektorie naładowanych pionów powstających w procesie anihilacji $p-\overline{p}$.
        $^{[1]}$ Ahmadi, M. et al. Observation of the 1S–2S transition in trapped antihydrogen. Nature 541, 506–510 (2017)
        $^{[2]}$ Ahmadi, M. et al. Observation of the 1S–2P Lyman $\alpha$ transition in antihydrogen. Nature 561, 211-215 (2018)
        $^{[3]}$ Andresen G. B.; et al. Trapped antihydrogen Nature 468, 673 (2010).
        $^{[4]}$ Amole et al. Description and first application of a new technique to measure the gravitational mass of antihydrogen. 2013 Nat. Commun. 4, 1785
        $^{[5]}$ Bertsche WA. 2018 Prospects for comparison of matter and antimatter gravitation with ALPHA-g. Phil. Trans. R. Soc. A 376: 20170265.

        Speaker: Joanna Peszka (CERN)
      • 16:40
        Oddziaływanie idealnych polimerów z małymi koloidalnymi cząsteczkami. 20m

        Biorąc pod uwagę dobrze znaną analogię pomiędzy magnetykami a polimerami opracowaną przez de Gennesa [1] obliczono potencjał zubożenia i siłę zubożenia z wykorzystaniem modelu Gaussowskiego przy wymiarowości przestrzeni $d=3$ dla przypadku długiego elatystycznego idealnego liniowego oraz pierścieniowego łańcucha polimerowego zanurzonego w rozcieńczonym roztworze małych koloidalnych cząstek lub nanocząstek z różnymi adsorbująco-odpychającymi właściwościami w stosunku do polimeru. Nasze obliczenia koncentrują się na przypadku małej koloidalnej cząstki o rozmiarze $R$, który jest mniejszy niż promień bezwładności $R_{g}$ polimeru pierścieniowego ($R\ll R_{g}$). Uzyskane wyniki są w dobrym stopniu zgodne z wcześniejszymi badaniami teoretycznymi przeprowadzonymi dla liniowych polimerów [2].

        [1] P.G. de Gennes, Scaling Concepts in Polymer Physics (Cornell University Press, Ithaca, NY, 1979).

        [2] E.Eisenriegler, A. Bringer, and R. Maassen, J. Chem. Phys. 118, 8093, (2003).

        Speaker: Joanna Hałun (Institute of Nuclear Physics PAN)
      • 16:40
        Ogólnopolski Konkurs Fizyczny "Lwiątko" 20m

        Treść streszczenia oraz rysunki w załączonych plikach.

        Speaker: Witold Zawadzki (Instytut Fizyki, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ)
      • 16:40
        Określenie zmian kształtu i elastyczności erytrocytów poddanych działaniu oksysteroli 20m

        Określenie zmian kształtu i elastyczności erytrocytów poddanych działaniu oksysteroli
        Agata Kubisiak, Marta Targosz-Korecka
        Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński,
        ul. Prof. Stanisław Łojasiewicza 11, 30-348 Kraków, Polska

             Erytrocyty jako elementy morfotyczne krwi mają za zadanie transport tlenu i dwutlenku węgla między płucami i pozostałymi tkankami w organizmie. U ludzi pozbawione są one jądra, i posiadają charakterystyczny kształt okrągłych, dwuwklęsłych w środku struktur o rozmiarach w granicach 6-9 μm. Specyficzna budowa jest ściśle związana z funkcjami erytrocytów, dzięki czemu zwiększa się ilość hemoglobiny wiążącej tlen.
              W badaniach obserwowano wpływ oksysteroli (pochodnych cholesterolu): 7-ketocholesterolu (7-K), 7α-hydroksysterolu (7α-OH) oraz 7β-hydroksysterolu (7β-OH) na strukturę i elastyczność czerwonych ciałek krwi. Pomiary przeprowadzono przy użyciu mikroskopii sił atomowych z wyznaczeniem krzywych siła-odległość z zastosowaniem modelu Hertza-Sneddona.
              Przeprowadzone pomiary wykazały zmiany w kształcie erytrocytów, przy czym największa deformacja miała miejsce przy zastosowaniu 7-ketocholesterolu. Próbka traktowana 7α-hydroksysterolem także wykazywała zmiany w kształcie, jednak były one zupełnie odmienne od zmian kształtu w przypadku 7-ketocholesterolu. Przebadano także zmiany modułu elastyczności krwinek, które wykazały zwiększoną sztywność dla zastosowania oksysteroli typu 7-K i 7β-OH oraz zmniejszenie sztywności przy traktowaniu 7α-OH. Powyższe wyniki pokrywają się pomiarami chemicznymi modelu błony erytrocytu. Uzyskane wyniki są zgodne z literaturą która wskazuje na proces wbudowywania się oksysteroli 7-K oraz 7β-OH w miejsca występowania cholesterolu w błonie komórkowej, powodując wzrost jej sztywności i zmniejszenie płynności tej struktury. Owa przebudowa dwuwarstwy lipidowej wpływa także na organizację cytoszkieletu znajdującego się pod błoną. Odwrotny efekt obserwuje się dla 7α-OH, który powoduje „rozluźnienie” błony zwiększając jej płynność. Skutkuje to depolimeryzacją podbłonowego cytoszkieletu i utratą połączenia między cytoszkieletem a błoną komórki.
        
        Speaker: Mrs Agata Kubisiak (Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Opis polaryzacji cząstek w ramach hydrodynamiki ze spinem 20m

        Dokonane ostatnio przez kolaborację STAR pomiary hiperonów Lamda produkowanych w relatywistycznych zderzeniach ciężkich jonów wskazują, że cząstki te podlegają globalnej polaryzacji spinu względem osi zgodnej z osią początkowej rotacji produkowanej materii. Sformułowany niedawno formalizm hydrodynamiki relatywistycznej ze spinem, będący uogólnieniem standardowej hydrodynamiki, stanowi naturalne narzędzie opisu ewolucji takich układów. Podejście to oparte jest na prawach zachowania oraz szczególnej formie tensora energi-pędu oraz tensora spinowego zapostulowanych przez de Groot'a, van Leeuwen'a oraz van Weert'a. Wykorzystując tak zwaną symetrię Bjorkena pokazujemy w jaki sposób formalizm ten może być wykorzystany do wyznaczenia obserwabli opisujących polaryzację cząstek mierzonych w eksperymencie.

        Speaker: Rajeev Singh (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences)
      • 16:40
        Parametry transportu plazmy kwarkowo-gluonowej w modelu kwasicząstek 20m

        Szczególne własności transportowe plazmy kwarkowo-gluonowej sugerują, że jest ona najbardziej idealnym płynem znanym dotychczas. Korzystając z równania Boltzmanna w przybliżeniu czasu relaksacji, obliczamy parametry lepkości oraz przewodność elektryczną plazmy w zależności od liczby zapachów kwarków w układzie. Kwarki lekkie i dziwne oraz głuony posiadają masy efektywne wyprowadzone w modelu kwazicząstek. Nietrywialna zależność mas od temperatury jest zakodowana w stałej sprzężenia, którą uzyskaliśmy z równań stanu obliczonych w kwantowej chromodynamice kratowej. By zbadać własności plazmy w zależności od liczby zapachów kwarków, porównujemy wyniki dla czystej teorii Yanga-Millsa $(N_f=0)$ z wynikami dla plazmy o liczbie zapachów $N_f= 2 + 1$.

        Speaker: Valeriya Mykhaylova (University of Wrocław)
      • 16:40
        Pierwsze obserwacje emisji wielu cząstek $\beta$-opóźnionych w egzotycznych izotopach $^{23}$Si i $^{31}$Ar 20m

        Charakterystyczną cechą niestabilnych izotopów neutrono-deficytowych jest wysoka energia dostępna w przemianie $\beta^+$. Powoduje to, że powstające jądro-córka może znajdować się w stanie wzbudzonym leżącym powyżej energii separacji protonu, z którego możliwa jest emisja tzw. protonów opóźnionych po rozpadzie $\beta$ ($\beta$p). O ile emisja $\beta$p jest zjawiskiem występującym wśród takich jąder powszechnie, o tyle już $\beta$2p zachodzi wyraźnie rzadziej, natomiast jeszcze bardziej egzotyczne sposoby rozpadu - na przykład emisja trzech protonów opóźnionych - zostały do tej pory odkryte w zaledwie kilku izotopach.

        Z powodu niezwykle niskiego prawdopodobieństwa zachodzenia opisanych zjawisk, do ich badania potrzebne jest narzędzie o bardzo dobrej wydajności i wysokiej czułości. Warunki te spełnia zbudowany na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego detektor OTPC [1] (ang. optical time projection chamber), który ponadto nie ma tła pochodzącego od cząstek beta, pozwala więc na identyfikację nowych kanałów rozpadu na podstawie pojedynczych przypadków.

        W moim wystąpieniu zaprezentuję wyniki najnowszych badań przeprowadzonych z pomocą detektora OTPC, poświęconych badaniu egzotycznych kanałów rozpadu średnio-masowych izotopów neutrono-deficytowych: od emisji $\beta$3p w $%{23}$Si i $^{31}$Ar [2,3], po niezwykle rzadki kanał $\beta\alpha$p w $^{23}$Si - zaobserwowany wcześniej w tylko jednym jądrze.

        [1] A. A. Ciemny et al., Eur. Phys. J. A 52, 89 (2016)

        [2] A. A. Ciemny et al., Progress in Research (01.04.2017-31.03.2018) Cyclotron Institute, Texas A&M University, College Station, TX, USA, p. IV-67 (2018)

        [3] A. A. Lis et al., Phys. Rev. C 91, 064309 (2015)

        Speaker: Aleksandra Ciemny (Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego)
      • 16:40
        Podwójna jonizacja atomów trójelektronowych 20m

        Na podstawie symulacji numerycznych badamy efekt korelacji elektronowych w atomach poddanych jonizacji w silnym polu. Zależne od czasu równanie Schroedingera zostało rozwiązane dla modelu atomu o trzech aktywnych elektronach poddanemu femtosekundowemu impulsowi laserowemu. Rozwiązanie zostało otrzymane z wykorzystaniem sieci przestrzennej oraz dekompozycji Suzuki-Trottera. Pokazujemy, że zarówno oddziaływania spinowe, jak i kulombowskie odgrywają istotną rolę w dynamice jonizacji. Przedstawiamy także dyskusję stosowalności standardowych modeli dwuelektronowych do badania podwójnej jonizacji atomów wieloelektronowych.

        Speaker: Dr Dmitry Efimov (Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Porównanie badań ERP (sLORETA)oraz fMRI w obszarze kory czuciowo - ruchowej u osób zdrowych. 20m

        Wstęp: Zarówno Elektroencefalografia (EEG) jak i funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) są podstawowymi, nieinwazyjnymi badaniami pozwalającymi na analizę czynności mózgu. Badania potencjałów wywołanych (ERP) sprawdzają się w diagnozowaniu chorób związanych z demencją oraz neurologią poznawczą natomiast fMRI z powodzeniem stosowane jest w diagnostyce zarówno przed jak pooperacyjnej.
        Celem naszych badań jest porównanie aktywności mózgu oraz oszacowanie wartości diagnostycznej na przykładzie analizy ośrodków ruchowych, wywołanych tymi samymi paradygmatami metodą ERP (ang. Event related potentials, potencjały wywołane mózgu) oraz fmri (ang. Functional magnetic resonance imaging). Ponadto analiza oraz zaobserwowanie potencjałów egzogennych i towarzyszących im potencjałów endogennych z uwzględnieniem zjawiska lateralizacji oraz wpływ parametrów w analizach SPM badań fMRI w obszarze kory czuciowo – ruchowej.
        Materiał i metodyka. Badania ERP zostały przeprowadzone w Śląskim Międzyuczelnianym Centrum Edukacji i Badań Interdyscyplinarnych w Chorzowie na Zakładzie Fizyki Medycznej stosując 32- kanałowy układ pomiarowy ASA-LAB (Advanced Source Analysis, ANT) w systemie 10-20 wykorzystując analizę sLORETA. Pomiary badań funkcjonalnych (fMRI) zostały wykonane w Helimed Diagnostic Imaging Sp. z o.o. Sp. Komandytowa – w Pracowni Rezonansu Magnetycznego. Analizę funkcjonalną wykonano przy użyciu MATLAB oraz spm 12 z zastosowaniem poprawki FWE. Wszystkie badane osoby były zdrowe, praworęczne.
        W pracy przedstawiamy analizę badań fMRI ze statystyką FWE oraz wpływ parametrów tj. „p”, „kernel” oraz „ilość voxeli” w obszarach pierwszo- (MCI) i drugorzędowej (MCII) kory ruchowej. Ponadto przedstawiamy analizę grupową badań ERP. Dokonaliśmy porównania dwóch metod ERP i fMRI z uwzględnieniem różnych parametrów dla każdej z technik. Porównaliśmy wartość diagnostyczną uwzględniając pierwszo-, i drugorzędową korę ruchową. Odnieśliśmy się do lateralizacji, wyników grupowych oraz podziału ze względu na płeć. Zwizualizowaliśmy najciekawsze rezultaty uwzględniając podział na pierwszo- i drugorzędową korę ruchową.

        Speaker: Ilona Karpiel (Uniwersytet Śląski)
      • 16:40
        Porównanie wpływu treningu wytrzymałościowego na termoregulację u elitarnych sportowców i sportsmenek. 20m

        Wprowadzenie
        Trening wytrzymałościowy jest bardzo ważną częścią przygotowania do sezonu dla sportowców którzy uprawiają sporty nastawione na długotrwały wysiłek.
        Celem pracy było zbadanie różnic w termoregulacji elitarnych sportowców uprawiających biegi narciarskie ze względu na płeć w oparciu o obrazowanie termograficznego podczas tego samego eksperymentalnego biegowego.
        Materiał badawczy i metodyka
        Grupę badawczą stanowiło 10 biegaczy narciarskich i 6 biegaczek, zawodników Polskich kadr narodowych A i B, będących studentami Katowickiego AWF-u. Każde z nich wykonywało eksperymentalny trening, w ramach którego biegali oni na bieżni przy obciążeniu progowym, określonym wcześniej dla każdego indywidualnie, przez 60 minut. Przed treningiem, bezpośrednio po nim oraz 10 minut później, każdemu z uczestników zrobiona została seria zdjęć termograficznych przy pomocy kamery FLIR E50. Obrazy termowizyjne były analizowane z wykorzystaniem programu ThermaCAMResarcherPro 2.10, a analiza statystyczna została przeprowadzano w programie Statistica13.
        Wyniki
        Obrazowanie termograficzne wykazało że u kobiet temperatura poszczególnych stref mięśniowych zarówno kończy górnych jak i dolnych jest ogólnie niższa niż u mężczyzn, zarówno przed wykonaniem treningu jak i po nim. Szczególnie przed zastosowaniem treningu różnice te są duże i istotne statystycznie. 10 minut po wykonaniu treningu zróżnicowanie temperaturowe między kobietami i mężczyznami maleje.
        Zmiany temperatury mierzone w następujący sposób ΔT2-1=Tpo treningu-Tprzed treningiem, oraz ΔT3-1=Tpo 10 minutach-Tprzed treningiem , wskazują iż u kobiet temperatura mięśni po wykonaniu treningu zmienia się bardziej niż u mężczyzn i w obu przypadkach jest on dodatnia. 10 minut po wykonaniu treningu u mężczyzn obserwujemy wyraźny powrót temperatury do stanu początkowego, podczas gdy u kobiet powrót ten jest jeszcze nie zauważalny. Analiza że różnice temperatur kończyn górnych i dolnych, miedzy kobietami a mężczyznami są statystycznie istotne.
        Porównując parametry fizjologiczne kobiet i mężczyzn wykonujących eksperymentalny trening, możemy zauważyć iż puls przy obciążeniu progowym jest na podobnym poziomie w obu przypadkach w przeciwieństwie do WR (Work Rate) i VO2max(Maksymalna Objętość Tlenowa). Korelacje miedzy zmianami temperatury i parametrami fizjologicznym ze względu na płeć są dyskutowane .
        Wnioski
        Termoregulacja u kobiet różni się od procesów termoregulacyjnych u mężczyzn w zadanych warunkach eksperymentalnych.

        Speaker: Mr Mariusz Binek (Uniwersytet Śląski w Katowicach)
      • 16:40
        Poszukiwanie jąder mezonowych $^{3}He-\eta$ w reakcjach fuzji protonu i deuteronu za pomocą układu detekcyjnego WASA-at-COSY 20m

        Hipoteza o istnieniu jądra mezonowego została po raz pierwszy opublikowana przez amerykańskich fizyków Heidera i Liu [1]. Od ponad 30 lat podejmowane jest wiele prób odkrycia takich stanów w licznych laboratoriach na świecie. Do tej pory jednak nie potwierdzono eksperymentalnie ich istnienia.
        Trzy eksperymenty w celu poszukiwania jąder $\eta$-mezonowych helu przeprowadzono na akceleratorze COSY w Centrum Badawczym w Jülich (Niemcy) z wykorzystaniem detektora WASA [2-10]. Obecnie analizowane są dane z pomiaru wykonanego w 2014 roku z wykorzystaniem deuteronowej tarczy i wiązki przyspieszonych protonów [6-10]. Unikalność otrzymanych danych w stosunku do innych eksperymentów przejawia się zwłaszcza w możliwości analizy danych przyjmując co najmniej trzy różne hipotezy rozpadu jądra mezonowego: (i) poprzez absorpcję mezonu $\eta$ w jednym z nukleonów, wzbudzenie rezonansu N*(1535), który następnie rozpada się do pary nukleon-pion, np. $pd \rightarrow (^{3}He-\eta)_{bound} \rightarrow ppp\pi^{–}$; (ii) rozpad mezonu $\eta$, który ciągle "orbituje" wokół jądra, np. $pd \rightarrow (^{3}He-\eta)_{bound} \rightarrow$ $^{3}He 2\gamma$ i (iii) kilkunukleonowa absorpcja mezonu $\eta$, np.: $pd \rightarrow (^{3}He-\eta)_{bound} \rightarrow ppn$ [10]. Sygnatury stanu związanego poszukiwane są jako maksimum w funkcji wzbudzenia dla badanych reakcji poniżej progu na produkcję mezonu $\eta$.
        Plakat będzie prezentować podstawowe informacje teoretyczne o jądrach mezonowych, koncepcję i plan badań za pomocą układu detekcyjnego WASA-at-COSY oraz otrzymane wyniki.

        Bibliografia:
        [1] Q. Haider, L. C. Liu, Phys. Lett. B 172, 257 (1986).
        [2] P. Adlarson et al., Phys. Rev. C 87, 035204 (2013).
        [3] M. Skurzok et al., Acta Phys. Polon. B 47, 503 (2016).
        [4] P. Adlarson et al., Nucl. Phys. A 959, 102 (2017).
        [5] S. Bass, P. Moskal, Rev. Mod. Phys. 91, 015003 (2019).
        [6] M. Skurzok et al., EPJ Web of Conferences 181, 01014 (2018).
        [7] O. Rundel et al., EPJ Web of Conferences 199, 020 (2019).
        [8] A. Khreptak et al., EPJ Web of Conferences 199, 05026 (2019).
        [9] O. Rundel, arXiv:1905.04544, Ph.D. Thesis, Jagiellonian University, 2019.
        [10] P. Moskal, W. Krzemien, M. Skurzok, COSY Proposal No. 186.3, IKP, FZ Jülich (2014).

        Speaker: Aleksander Khreptak (Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Poszukiwanie nowych radioizotopów dla zastosowań w medycynie nuklearnej 20m

        W ramach niniejszych badań była podjęta próba wytworzenia nowych radioizotopów w reakcjach fotojądrowych i poprzez wychwyt neutronów przy wykorzystaniu liniowych akceleratorów medycznych. Po wstępnych badaniach obiecującym pierwiastkiem wydaje się cyna, która ma bardzo zbliżone właściwości do Tc-99m. Jedną z cech współczesnej cywilizacji jest rosnąca zachorowalność na nowotwory. Zasadniczo do celów diagnostycznych stosowane są radioizotopy technetu Tc-99m, jodu J-123, fluoru F-18 i węgla C-12. Pierwszy z nich, najczęściej stosowany, produkowany jest w reaktorach jądrowych, które zbliżają się do końca swojej żywotności. W konsekwencji, coraz bardziej aktualny staje się regres produkcji Tc-99m.
        Wstępnie przeprowadzone próby we współpracy z Centrum Onkologii w Gliwicach wskazują na możliwość produkcji izomeru jądrowego cyny Sn-117m. Badania testowe przeprowadzono na tarczy z naturalnej cyny. Otrzymane wyniki wskazują na duży zysk uzyskanej aktywności izomeru cyny przy zastosowaniu tarczy wzbogaconej w izotop Sn-116 (naturalna abundancja 14.54%) i Sn-118 (24.23%). Widmo z rozpadu radioizotopu Sn-117m pokazano na rysunku 1. Pik pochodzący od fotonów o energii 158.56 keV wskazuje na łatwość otrzymywania badanego izomeru. Korzystny czas połowicznego zaniku (13,6 dni) oraz energia emitowanego promieniowania gamma sprawiają, że radioizotop Sn-117m może stać się idealną alternatywą dla coraz ciężej dostępnego Tc-99m.
        Cechą charakterystyczną izomeru Sn-117m jest możliwość jego otrzymywania w różnych reakcjach powodowanych zarówno przez neutrony, fotony jak i protony. Co więcej, nie posiada ona zanieczyszczeń, a koszty produkcji są niższe niż wykorzystywanego dotychczas technetu.

        Rysunek 1. Widmo promieniowania gamma z rozpadu stanu Sn-117m zmierzone za pomocą detektora germanowego (HPGe). Tarcza z naturalnej cyny była aktywowana za pomocą liniowego akceleratora elektronów za pomocą wysokoenergetycznej wiązki fotonów i neutronów generowanych w układzie kolimacyjnych akceleratora.

        Speaker: Ms Natalia Młyńczyk (Uniwersytet Śląski w Katowicach)
      • 16:40
        Precyzyjna spektroskopia strat we wnęce pasma B tlenu 20m

        Pasmo B położone w okolicach 689 nm jest jednym z pasm cząsteczkowego tlenu wykorzystywanych w badaniach stanu ziemskiej atmosfery. Mimo że pasmo B jest rzadziej używane w porównaniu do pasma A (ok. 762 nm), wiele ostatnich badań wskazuje, że jednoczesne wykorzystanie w pomiarach pasm A i B prowadzi do znacznie dokładniejszych wyników w zastosowaniach takich jak wyznaczanie stopnia zachmurzenia, monitorowanie stanu wegetacji lub pomiary profili ciśnienia i temperatury w atmosferze. Do niedawna użycie pasma B było mniej powszechne głównie ze względu na znacznie mniejsze natężenie w porównaniu z pasmem A i brak dokładnych spektroskopowych danych laboratoryjnych.
        Zaprezentowane zostaną wyniki pomiarów położeń, natężeń i pozostałych parametrów kształtów blisko 60 samorozszerzonych linii widmowych z pasma B tlenu [1]. W tym celu wykorzystany został spektrometr strat we wnęce (CRDS, cavity ring-down spectrometer) dowiązany do grzebienia częstotliwości optycznych. W analizie danych zastosowano stosunkowo prosty model kształtu linii – zależny od prędkości profil Voigta (SDVP) wykorzystujący kwadratowe przybliżenie efektów zależnych od prędkości absorbera. Uzyskano niepewności położeń linii nawet poniżej 150 kHz oraz subprocentowe niepewności natężeń. Podane zostaną także nowe wartości stałych spektroskopowych dla stanów X oraz b. Przedstawione zostaną także pierwsze wyniki spektroskopii bezdopplerowskiej dla tych linii widmowych.
        Wyjątkowa czułość spektrometru pozwoliła na rejestrację widm charakteryzujących się stosunkiem sygnału do szumu nawet 40000. Umożliwiło to zbadanie subtelnych efektów kształtu linii nawet w zakresie niskich ciśnień. W takich warunkach (ciśnienie zaledwie 1.1 kPa) w modelowaniu tych linii widmowych konieczne było jednoczesnego uwzględnienie zwężenia Dickego i efektów zależnych od prędkości absorbera. Spektrometr CRDS pozwolił na osiągnięcie wystarczająco wysokiej czułości, aby umożliwić pomiary niebadanego wcześniej przejścia kwadrupolowe T5 S6 o natężeniu około 1.4 x 10-30 cm/molekuła.

        [1] J. Domysławska, S.Wójtewicz, P. Masłowski, A. Cygan, K. Bielska, R. S. Trawiński, R. Ciuryło, D. Lisak, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 169, 111 (2016).

        Speaker: Szymon Wójtewicz (Instytut Fizyki UMK)
      • 16:40
        Projekt EarthKAM w praktyce 20m

        Wolnostojące plansza o rozmiarach szer. 150 cm wys. 200 cm zatytułowana "Zdumione dzieciaki patrzą na Ziemię". Zawartość - kilkanaście opisanych zdjęć ilustrujących aktywność nauczycieli oraz ich uczniów w internetowym projekcie Sally Ride EarhKAM& Space Camp, polegającym na fotografowaniu i badaniu wybranych obszarów naszej planety z pokładu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Cel - promowanie projektu wśród nauczycieli szkół wszystkich typów jako znakomitego narzędzia wspomagającego korelację międzyprzedmiotową.

        Speaker: Grzegorz Sęk (Młodzieżowe Obserwatorium Astronomiczne w Niepołomicach)
      • 16:40
        Propagacja plazmono-polarytonu w łańcuchu nanocząstek złota: obliczenia numeryczne 20m

        Efekt propagacji plazmono-polarytonu w łańcuchach metalicznych nanocząstek jest interesujący ze względu na jego bardzo małe tłumienie. Wkład do tłumienia plazmono-polarytonu ma rozpraszanie elektronów w metalu oraz na krawędziach nanocząstek. Każda z nanocząstek wypromieniowuje także energię w wyniku tarcia Lorentza. To ostatnie związane jest ze stratą energii powodowaną wypromieniowaniem fali elektromagnetycznej przez oscylujące ładunki. Analitycznie zostało wykazane [1], że w przypadku nanocząstek ułożonych periodycznie w formie łańcucha zachodzi jednak idealna kompensacja strat powstałych w wyniku tarcia Lorentza w danej cząstce poprzez absorpcję promieniowania pochodzącego od pozostałych nanocząstek tworzących łańcuch. Zjawisko to występuje dla określonych zakresów parametrów łańcucha: rozmiaru nanocząstek (promienia w przypadku nanocząstek sferycznych), odległości pomiędzy nimi oraz częstotliwości fali elektromagnetycznej wzbudzającej plazmono–polaryton. Na plakacie przedstawione zostały wyniki obliczeń numerycznych przeprowadzonych z użyciem programu COMSOL Multiphysics, który umożliwia rozwiązanie równań Maxwella w trzech wymiarach metodą elementów skończonych. Aby uwzględnić kwantowe efekty związane z propagacją plazmono–polarytonu, należy użyć odpowiedniej funkcji dielektrycznej elementów metalowych. Obliczenia zostały wykonane dla nanocząstek złota z zastosowaniem dwóch różnych funkcji dielektrycznych: na podstawie pomiarów eksperymentalnych [2] oraz modelu teoretycznego [1]. Wyniki dla obu funkcji dielektrycznych zostały porównane, przedstawiono rozkład pola elektrycznego w łańcuchu i jego otoczeniu oraz obliczono przekroje czynne absorpcji, rozpraszania i ekstynkcji dla pojedynczej nanocząstki z łańcucha. Została również wyznaczona częstość rezonansowa plazmono–polarytonu w funkcji różnych odległości pomiędzy nanocząstkami.

        [1] Jacak, W.A. Plasmonics (2013) 8: 1317. https://doi.org/10.1007/s11468-013-9528-8.
        [2] Johnson PB, Christy RW. Optical constants of the noble metals. Phys Rev B 1972; 6:4370–9. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.6.4370.

        Speaker: Zofia Krzemińska (Katedra Technologii Kwantowych, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Polska.)
      • 16:40
        Propozycja konstrukcji bramki fazowej w układzie fermionów Majorany, bazująca na fazie geometrycznej. 20m

        Jedna z propozycji budowy topologicznego komputera kwantowego bazuje na zeroenergetyczne modach Majorany (Majorana Zero Modes, MZM). Dzięki ich nieabelowym własnością, część bramek kwantowych można zrealizować za pomocą topologicznie chronionych operacji, opisywanych przez grupę warkoczową. Niestety, zbiór bramek realizowanych w ten sposób nie jest kompletny, to znaczy że nie można zaimplementować dowolnego algorytmu kwantowego bazując tylko na bramkach chronionych topologią. Problemem jest realizacja w takim układzie bramki fazowej. W swojej pracy proponujemy nowe sposób jej implementacji, bez ochrony topologicznej, który bazuje na fazie geometrycznej. W tym celu przebadaliśmy model Kitaeva z oddziaływaniami wielociałowymi.

        Podzękowania Ten projekt został zrealizowany przy wsparciu Narodowego Centrum Nauki, ze środków z grantu Opus, nr 2016/23/B/ST3/00647.

        Speaker: Michał Kupczyński (Katedra Fizyki Teoretycznej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska)
      • 16:40
        Przedszkolaki na Akademii 20m

        Instytut Fizyki Akademii Pomorskiej w Słupsku wychodząc do społeczności regionu (i nie tylko) prowadzi szereg działań popularyzatorskich, w których chętnie biorą udział także studenci. Fizyki możemy uczyć każdego – od przedszkolaka po seniora. Wykorzystujemy do tego inicjatywy społeczne służące upowszechnianiu wiedzy we wszystkich grupach wiekowych – imprezy cykliczne jak Bałtycki Festiwal Nauki, pikniki naukowe, spotkania z nauką.
        Pracownicy i Studenci Instytutu Fizyki uczestniczyli w programie „Mali Badacze Słupskiego Chłopczyka”, skierowanym do dzieci z Przedszkola Miejskiego nr 19 w Słupsku. Ideą wiodącą programu było zaspokojenie naturalnej ciekawości dzieci. Powszechnie wiadomo, że dzieci w wieku przedszkolnym charakteryzuje naturalna ciekawość, potrzeba poznania i zrozumienia otaczającej je rzeczywistości. Tak więc najlepszym sposobem zaspokojenia naturalnej ciekawości dziecka są zabawy badawcze i eksperymenty o charakterze badawczym. Takie zabawy są podstawą wielokierunkowego rozwoju dziecka. Eksperymenty związane z fizyką dają dziecku okazję do odkrywania i zgłębiania fascynującego świata przyrody i techniki, a wiedza i umiejętności zdobyte we wczesnym dzieciństwie staną się inspiracją i pomostem do wiedzy zdobywanej na kolejnych szczeblach edukacji. Przy współpracy pracowników Instytutu Fizyki AP został opracowany program z edukacji poznawczej, zawierający opis szczegółowy doświadczeń z fizyki do samodzielnego wykonania przez dzieci, pod nadzorem osoby prowadzącej. Zajęcia odbywały się cyklicznie raz w miesiącu na terenie przedszkola, były prowadzone przez studentów pod kierunkiem pracowników Instytutu Fizyki. Zajęcia miały za zadanie rozbudzić ciekawość badawczą dzieci oraz ich zdolność do analizowania otaczającego ich świata.
        Zajęcia z dziećmi pozytywnie wpłynęły również na studentów prowadzących. Zauważono większą kreatywność i zaangażowanie wśród studentów biorących udział w projekcie. Umiejętnie wykorzystywali posiadaną wiedzę dostosowując ją do wieku odbiorcy.
        Zajęcia cieszyły się dużym zainteresowaniem i dały dużo radości zarówno dzieciom jak i studentom.

        Speaker: Mrs Anna Kamińska (Akademia Pomorska w Słupsku)
      • 16:40
        Przydatność badań MRI w ocenie atrofii mózgu osób cierpiących na stwardnienie rozsiane 20m

        Wstęp: Atrofia to proces utraty tkanki nerwowej, który występuje u wszystkich organizmów podczas naturalnego procesu starzenia, jednak w niektórych przypadkach proces ten zachodzi szybciej tj. specyficznych chorobach i zaburzeniach np. stwardnieniu rozsianym (SM), które stało się jedną z najczęstszych chorób demielinizacyjnych ośrodkowego układu nerwowego (OUN) u ludzi w wieku 20 – 40 lat. Pierwotne uszkodzenie osłonek mielinowych i ich rozpad powoduje wtórne uszkodzenie włókien nerwowych, co stopniowo zmniejsza jakość życia pacjenta. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) umożliwia obrazowanie zmian w obszarze istoty białej oraz szarej. Ważną rolę w badaniach nad chorobami neurodegeneracyjnymi odgrywają analizy wolumetryczne - pozwalające na ilościową ocenę utraty tkanki nerwowej i wyrażenie jej przy pomocy współczynnika frakcji miąższu mózgu (BPF) czy też morfometryczne - oparte na wokselach (VBM) pozwalające wskazać ogniskowe różnice w anatomii mózgu z wykorzystaniem statystycznego podejścia do mapowania parametrycznego. Celem pracy jest pokazanie przydatności analiz wolumetrycznych i morfometrycznych w badaniach chorób demielinizacyjnymi OUN.
        Metodyka badań: Analiza retrospektywna obrazów MRI została przeprowadzona dla 22 pacjentów (14 kobiet i 8 mężczyzn) o średniej wieku odpowiednio 37,8±7,6 i 43,9±11,9 lat z zdiagnozowanym SM. Badania wykonano przy użyciu 1.5T skanera MRI MAGNETOM Aera w Centrum Diagnostyki Obrazowej Helimed. Analizę VBM wykonano w SPM12 (Statistical Parametric Mapping) w środowisku MATLAB. Współczynnik BPF obliczono jako stosunek sumy objętości istoty szarej i białej oraz całkowitej objętości śródczaszkowej (istota szara, biała i płyn mózgowo-rdzeniowy).
        Wyniki: W przeprowadzonych analizach VBM zaobserwowano zwiększony zanik kory mózgu w obszarze zakrętów: czołowego (górnego, dolnego i środkowego), zaśrodkowego i nadbrzeżnego, wzgórza, ciała prążkowanego i jądra ogoniastego. Obliczone współczynniki BPF pokazują jego spadek wraz z wiekiem (r= -0,34), co odzwierciedla zwiększoną atrofię w obrębie OUN. W porównaniu do danych literaturowych spadek u osób cierpiących na SM jest większy niż u osób zdrowych.
        Wnioski: Analizy wolumetryczne i morfometryczne odgrywają istotną rolę w badaniach nad chorobami demielinizacyjnymi. Możliwe jest określenie dodatkowych parametrów ilościowych co pozwala m.in. na śledzenie postępów choroby i monitorowanie stosowanych terapii oraz wskazanie ogniskowych różnic w anatomii mózgu.

        Speaker: Patrycja Mazgaj (Uniwersytet Śląski, Instytut Fizyki im. A. Chełkowskiego, Zakład Fizyki Medycznej)
      • 16:40
        Pseudorapidity correlations from fluctuating strings at the LHC and RHIC energies 20m

        We examine two particle correlations in pseudorapidity in ultrarelativistic nuclear collisions.
        We found that Glauber models with wounded constituents, which are interpreted as the source of fluctuating strings,
        allow to consistently describe pseudorapidity spectra for both d-Au and Au-Au collisions at RHIC
        as well as for p-Pb and Pb-Pb collisions at the LHC.
        Within these models fluctuations of the strings yield two-particle correlations in pseudorapidity that can be favorably
        compared with available experimental data from ATLAS and ALICE.

        Speaker: Martin Rohrmoser (IFJ-PAN)
      • 16:40
        Read-out system of the STS detector for the CBM experiment at CERN. 20m

        The proposed poster will present read-out system developed for the
        Compressed Baryonic Matter (CBM) experiment by the AGH University and
        the Warsaw University of Technology (WUT).
        SMX2.1 is a 128-channel application-specific integrated circuit (ASIC)
        designed specifically for the digitization of amplitude (5-bit
        resolution) and time (3.125 ns resolution) of charge generated in the
        silicon microstrip detectors of the STS (Silicon Tracking System) and
        Gas Electron Multipliers of the Muon Detector in. The ASIC provides
        flexible configuration of the charge processing chain.
        The data-driver architecture of read-out
        required a custom communication protocol to stream-out the digitized
        hits through a DAQ system. There will be more than 18 000 ICs used for
        the experiment assembly. The chip was designed at AGH University using
        UMC 180 nm CMOS technology.
        Data concentrator boards are an essential part of the CBM readout chain.
        The first version, known as Data Processing Board (DPB) was implemented
        in the MTCA technology as AFCK board developed at WUT, while the new and
        probably final version - Common Readout Interface (CRI) will be
        implemented in PCIe cards developed by CERN for ATLAS experiment. Both
        versions are based on FPGA chips, and the main part of their firmware is
        developed by WUT team.
        DPB/CRIs are responsible for collecting the data streams from the
        front-end electronics (FEE) ASICS (e.g., SMX2.1 in case of STS, or MUCH,
        Spadic in case of TRD). In most detectors, the interface between the FEE
        and concentrator cards are the GBTx ASICs developed at CERN. The
        communication and control are provided by the dedicated protocol
        developed mainly by AGH with cooperation of WUT and GSI. It is predicted
        that the whole CBM experiment uses c.a. 200 CRI boards, concentrating
        data from almost 7 thousand of GBTx ASICs.

        Speaker: Krzysztof Kasińsk (AGH)
      • 16:40
        Rekomendacja Polskiego Towarzystwa Fizycznego dotycząca nauczania o opracowywaniu wyników pomiarów w szkołach (z przykładami). 20m

        Rekomendacja Polskiego Towarzystwa Fizycznego dotycząca nauczania o opracowywaniu wyników pomiarów w szkołach została przyjęta przez Zarząd Główny PTF 16.06.2018 r. We wrześniu 2018 r. Prezes PTF zwrócił się do Ministerstwa Edukacji Narodowej z prośbą o pomoc w udostępnieniu informacji o Rekomendacji nauczycielom fizyki w szkołach.
        W Rekomendacji proponowane jest ujednolicenie stosowanych do tej pory różnych metod wyznaczania i różnych form zapisu niepewności pomiaru. Zawarte w Rekomendacji zapisy uwzględniają zalecenia opracowane przez międzynarodowe gremia (konwencja GUM z 1995 r. - Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, od 2008 r. udostępniona jest online: http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_100_2008_E.pdf).
        W wyniku pracy zespołu powstał projekt rekomendacji, który został poddany publicznej recenzji poprzez kilkumiesięczne konsultacje internetowe. Rezultat tych działań, po zatwierdzeniu przez Zarząd Główny PTF został opublikowany na stronie Towarzystwa: http://www.ptf.net.pl/pl/programy/edukacja/rekomendacja/.
        Opracowane zalecenia podyktowane były troską o poziom nauczania fizyki w szkołach oraz chęcią uniknięcia elementów nadmiernie trudnych.
        Autorzy posteru, uczestniczący w pracach Zespołu, zilustrują zasadnicze elementy i przyjęte rozwiązania przedstawione w Rekomendacji. Odniosą je do przykładów z praktyki szkolnej – przedstawiając opracowanie danych pomiarowych i niepewności pomiaru.

        Speaker: Włodzimierz Natorf (IX Liceum Ogólnokształcące w Warszawie)
      • 16:40
        Response functions and differential cross sections for neutrino scattering off 2H 20m

        Neutrino scattering on light nuclei has been deeply studied for several decades. It has served as a probe for weak interactions and electroweak unification. After the discovery of neutrino masses and oscillations, a good theoretical background on these kind of processes has become of great importance.

        In a recent paper [1] we presented momentum space based results for several neutrino and antineutrino induced reactions on light nuclei, restricting ourselves to neutrino energies up to 300 MeV. The calculation for the inclusive cross section is performed by integrating the differential cross section, i.e.
        \begin{equation}
        \sigma(E) = \int dE' d\Omega'~\frac{d^3\sigma}{d\Omega^{\, \prime} \; d E^{\, \prime}}=2\pi \int dE' \,d\cos\theta~\frac{d^3\sigma}{d\Omega^{\, \prime} \; d E^{\, \prime}}\,,
        \end{equation}
        where $E$ is the incoming neutrino energy, $E'$ the final lepton energy and $\theta'$ the scattering lepton angle. The differential cross section depends on the triad $(E,~E',~\theta')$ but can be expressed in terms of the so-called response functions $R_{ik}$. These functions depend only on two parameters: the internal energy of the nuclear system ($E_{CM}$) and and the magnitude of the transferred three momentum ($Q$). The differential cross section can be rewritten as
        \begin{equation}
        \frac{d^3\sigma}{d\Omega^{\, \prime} \; d E^{\, \prime}} \, = \, \sum\limits_{j,k} v_{jk} \left(E, \theta^{\, \prime} , E^{\, \prime} \right) \, R_{jk} \left( E_{CM} , Q \right)\,,
        \end{equation}
        where the $v_{jk}$ are analytical functions stemming from the leptonic arm.
        Since the $R_{jk}$ functions depend on only two variables, it is more convenient to calculate and store them on a sufficiently dense 2D grid in the $(E_{CM}, Q)$ plane and to evaluate cross sections for various incoming (anti)neutrino energies from the interpolated response functions.

        In this seminar I will focus on the $ \nu(\bar{\nu})+{^2}\mathrm{H}\rightarrow \nu(\bar{\nu})+p+n$ reaction and explain basic methods to calculate the $R_{jk}$ functions. Work for several other reactions in the two-nucleon system and corresponding processes with the three-nucleon bound states is in progress.

        References
        [1] J. Golak et al., Phys. Rev. C 98, 015501 (2018).

        Speaker: Alessandro Grassi (Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Search for axion-like particles at the Juelich Cooler Synchrotron 20m

        A particle called the axion has been proposed to explain the small size of the CP violating term ($\theta_{QCD}$) in quantum chromodynamics. It would be light in weight and weakly coupled to nucleons. If sufficiently abundant, it might be a candidate for dark-matter in the universe. Axions or axion-like particles (ALPs) when coupled with gluons introduce an oscillating Electric Dipole Moment (EDM) along the nucleons' spin direction. This can be used in an experiment to search for axions or ALPs in an storage ring.

        At the Cooler Synchrotron (COSY) in Juelich, an experiment to search for ALPs was performed using an in-plane polarized deuteron beam and scanning the frequency space for the resonance between the $g-2$ spin precession frequency and the oscillating field. The revolution frequency, and hence the spin precession frequency, was scanned in order to find the resonance. The signal for axions will be the accumulation of the vertical component of the polarization when this condition is matched. The working principle of this method and preliminary results will be presented.

        Speaker: Swathi Karanth (Jagiellonian University)
      • 16:40
        Search of electric dipole moment using storage ring 20m

        Content-

        The Standard Model (SM) of Particle Physics fails to explain the reason for our very existence since it is not capable to account for the apparent matter-antimatter asymmetry of our Universe. Permanent EDMs of particles violate both time reversal and parity invariance, therefore via CPT theorem CP is violated. Finding an EDM value larger than predicted by SM would be a strong indication for physics beyond the SM. The JEDI collaboration attempts to measure EDM for proton and deuteron using storage ring. Final precision of 10-29 e·cm is expected with the dedicated storage ring.

        The assumed precision level is very high so it is necessary to pay attention to some standard effects which could mimic the investigated EDM. Up to now only the magnetic dipole moment (MDM) and EDM interaction with electromagnetic fields were considered when calculating spin evolution in the storage ring. However, the elements of the storage ring have complicated field distributions, hence the fields gradients are also present. Therefore, the MDM and electric quadrupole moment (EQM) interaction with fields gradients must be considered. This usually neglected effects could mimic EDM signal at the goal precision. The analytical calculations for EQM-gradients interaction [1] confirm the importance of taking into account effects from field gradients in the planned EDM measurements.

        The simulations of these effects have to be performed prior to deciding about the design and construction of the final storage ring. Such calculations could be performed with properly modified BMAD software, equipped with realistic fields for all elements. BMAD software was modified implementing particles tracking in custom defined elements and extending T-BMT equation with MDM and EQM interaction with fields derivatives. Presently the custom elements fields are defined with analytical formula taken from Ref. [2]. This allows easy definition of fields gradients and direct control of fields parameters. Preliminary calculations of spin precession with fields gradients effect included will be presented for the quasi-frozen spin method of EDM measurement described in Ref. [3].

        References:

        1. A. Magiera, Phys. Rev. Accel. Beams 20, 094001 (2017)
        2. B.D. Muratori et al., Phys. Rev. Accel. Beams 18, 064001 (2015)
        3. Y. Senichev et al., in Proc. 6th Int. Particle Accelerator Conf. (IPAC’15), Richmond, VA, USA, May 2015,
          p. 213
        Speaker: Anjali Aggarwal (Marian Smoluchowski Institute of Physics of the Jagiellonian University)
      • 16:40
        Self-testing of unsharp measurements. 20m

        We consider unsharp quantum measurements as a resource in scenarios where one faces the trade-off between information gain and disturbance. We analyze in detail the case of two-outcome qubit measurements and show that generalized measurements allow for a strict advantage over their probabilistic realization with projective measurements. Based on that, we propose a scheme for selftesting of unsharp measurements and show that all binary qubit measurements can be self-tested in a robust way. We apply our results to the analysis of semi-device-independent one-way quantum key distribution and present new monogamy relations for guessing probabilities of the receiver and the eavesdropper for the case of individual attacks. In particular, we find the exact threshold on the critical guessing probability of the receiver for which the security can be still proven.

        Speaker: Jakub Jan Borkała (Uniwersytet Gdański)
      • 16:40
        Skupianie fal spinowych przy wykorzystaniu meta-powierzchni 20m

        Meta-powierzchnie stanowią aktualny i szybko rozwijający się przedmiot badań naukowych w fotonice. Te kwasi-planarne cienkie układy oferują niesamowite możliwości kontroli biegnących fal elektromagnetycznych, kontroli ich ugięcia, skupiania, filtrowania, jak też realizacji innych funkcjonalności, które tradycyjnie związane były z wykorzystaniem makroskopowych obiektów objętościowych. Za tymi właściwościami meta-powierzchni stoi kontrola fazy fali przechodzącej przez powierzchnię, najczęściej udekorowaną małymi, względem długości fali, rezonatorami. Koncepcja metapowierzchni została już przeniesiona na grunt akustyki, fal elastycznych jak i fal plazmonicznych.

        W pracy przedstawiamy propozycję ultra-wąskiej metapowierzchni dla fal spinowych rozchodzących się w cienkiej warstwie materiału ferromagnetycznego. Do kontroli fazy biegnącej fali spinowej wykorzystujemy modulowane sprzężenie wymienne typu RKKY występujące pomiędzy krawędziami dwóch metalicznych warstw ferromagnetycznych. Przy wykorzystaniu modelu analitycznego i symulacji mikromagnetycznych pokazujemy, że zmieniając siłę sprzężenia wymiennego poprzez zmianę separacji między warstwami w zakresie pojedynczych nanometrów, możemy kontrolować fazę fali przechodzącej w szerokim zakresie kątów. Korzystając z równania soczewkowego zaprojektowaliśmy zmiany szerokości obszaru rozdzielającego krawędzie warstw, w taki sposób, że fala przechodząca skupia się w ściśle określonym miejscu. W efekcie zademonstrowaliśmy numerycznie meta-soczewkę dla fal spinowych [1], co może otworzyć nowy kierunek badań w magnonice.

        Autorzy dziękują za wsparcie finansowe otrzymane w ramach projektu finansowanego przez Unię Europejską W programie Horyzont 2020, grant nr 644348 (MagIC) oraz przez Narodowe Centrum Nauki, grant nr UMO-2015/17/B/ST3/00118 (Metasel).


        [1] M. Zelent, M. Mailyan, V. Vashistha, P. Gruszecki, O. Gorobets, Y. Gorobets, M. Krawczyk, Spin wave collimation using a flat metasurface, Nanoscale 11, 9743 (2019).

        Speaker: Prof. Maciej Krawczyk (Wydział Fizyki, Uniwersytet im. A. Mickiewicza w Poznaniu)
      • 16:40
        Spontaniczne łamanie ciągłej symetri translacyjnej w domenie czasowej 20m

        W analogii do spontanicznego łamania ciągłej symetrii translacyjnej w przestrzeni prowadzącej do powstawania kryształów przestrzennych, zaproponowano, że spontaniczne łamanie ciągłej symetrii translacyjnej w czasie może prowadzić do powstania kryształów czasowych. Innymi słowy, oczekuje się, że niezależny od czasu system przygotowany w stanie podstawowym ujawni okresowy ruch w wyniku nieskończenie słabego zaburzenia. Jednakże w układzie zaproponowanym pierwotnie przez Wilczka nie można zaobserwować spontanicznego łamania symetrii translacyjnej w domenie czasowej, gdy jest on przygotowny w stanie podstawowym. Zwracamy uwagę na to, że łamanie symetrii może mieć miejsce, jeśli system jest przygotowany w pewnym specyficznym wzbudzonym stanie własnym. Proces taki może być zrealizowany eksperymentalnie. Prezentujemy symulujacje numeryczne procesu spontanicznego łamania ciągłej symetrii w czasie indukowanego poprzez pomiar pozycji cząstek i analizujemy czas życia powstałego stanu ze złamaną symetrią.

        Speaker: Andrzej Syrwid (Jagiellonian University in Kraków)
      • 16:40
        Statystyczne symetrie przestrzenne jako determinanty termodynamicznej strzałki czasu – teoria oraz symulacje metodą dynamiki molekularnej (MD) 20m

        W nierównowagowych układach termodynamicznych wymieniających energię wskazano czynniki statystyczne – symetrie przestrzenne w rozkładach prędkości, które decydują o asymetrii czasowej (strzałce czasu) charakteryzującej ewolucję układu. Jako przedmiot badania wybrano dwa zmieszane gazy o różnych temperaturach (średnich energiach kinetycznych) oddziałujące na zasadzie zderzeń kul bilardowych. Według założeń teorii, „naturalne” symetrie są spełnione dla normalnej ewolucji czasowej, co pozwala wyprowadzić prawo przewodnictwa cieplnego oraz prawo w rodzaju twierdzenia H Boltzmanna (H-theorem). Z kolei ewolucja odwrócona w czasie (antytermodynamiczna) wymagałoby łamania owych symetrii. Symulacje komputerowe przeprowadzone metodą dynamiki molekularnej dowodzą spełnienia rozważanych symetrii w normalnych warunkach oraz łamania tychże symetrii w przebiegach odwróconych w czasie (Rys.), co tłumaczy niezachodzenie antytermodynamicznych przebiegów w naturalnych procesach fizycznych.

        J. Lebowitz, “Boltzmann’s entropy and time’s arrow,” Phys. Today 46(9), 32–38 (1993).
        J. Lebowitz, “Macroscopic laws, microscopic dynamics, time’s arrow and Boltzmann’s entropy,” Physica A 194, 1–27 (1993).
        R. H. Swendsen, “Explaining irreversibility,” Am. J. Phys. 76, 643–648 (2008).
        F. C. Perez-Cardenas, “Thermal noise and the emergence of the arrow of time: A simple model,” Am. J. Phys. 77, 451–457 (2009).
        B. L. Holian, W. G. Hoover, and H. A. Posch, “Resolution of Loschmidt’s paradox: The origin of irreversible behavior in reversible atomistic dynamics,” Phys. Rev. Lett. 59, 10–13 (1987).
        K. Rębilas, “Origin of the thermodynamic time arrow demonstrated in a realistic statistical system”, American Journal of Physics 80, 700-707 (2012).

        Speaker: Dr Krzysztof Rębilas (Zakład Fizyki, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie)
      • 16:40
        Struktura elektronowa i sprzężenie elektron-fonon w niecentrosymetrycznym $ThCoC_{2}$ oraz $ThCo_{1-x}Ni_{x}C_{2}$ 20m

        Nadprzewodniki pozbawione symetrii środka inwersji w swojej strukturze krystalicznej są znane ze wzlędu na niekonwencjonalne własności. W niedawno zbadanym nadprzewodniku $ThCoC_2$ odkryto odstępstwa od wykładniczej zależności ciepła elektronowego od temperatury oraz zależność drugiego pola krytycznego, która odbiegała od przewidywań teorii BCS. Kolejne badanie wykazało, że podstawienie $Ni$ za $Co$ znacząco zwiększa temperaturę krytyczną (z 2.6 K do 12.9 K dla x=0.4).
        W tej pracy zbadano strukturę elektronową, fonony i oddziaływanie elektron-fonon, bazując na metodach ab anitio, z wykorzystaniem metody pseudopotencjału i metody KKR-CPA. Zbadano wpływ sprzężenia spin-robita i sprzężenie elektron-fonon.

        Speakers: Mr Gabriel Kuderowicz (Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie), Bartłomiej Wiendlocha (Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie)
      • 16:40
        Symulacje dynamiki molekularnej dla pojedynczego łańcucha polimerowego pomiędzy dwiema ścianami - jedną przyciagającą i jedną odpychającą 20m

        Rozcienczone roztwory polimerowe w ograniczonej przestrzeni zachowują się w ciekawy sposób z przyczyn entropowych [1-3]. Ich właściwości zależą od warunków brzegowych ograniczających ścian, geometrii i struktury topologicznej łańcuchów polimerowych.
        Bardziej splątany polimer posiada mniejszą liczbę stopni swobody. W związku z tym interesujące jest sprawdzenie właściwości krytycznych łańcuchów polimerowych o różnej topologii w ograniczonej przestrzeni pomiędzy dwiema równoległymi ścianami z mieszanymi warunkami brzegowymi. Odpowiada to sytuacji kiedy jedna powierzchnia jest odpychająca względem polimeru a druga jest przyciągająca. Badania wykonaliśmy z wykorzystaniem metody dynamiki molekularnej dzięki której byliśmy w stanie otrzymać rozkład gęstości monomerów w poprzek szczeliny oraz zależność siły oddziaływania polimeru ze ściankami względem szerokości szczeliny. Indeks polimeryzacji wynosił $N=360$ monomerów w łańcuchu. Badania przeprowadzono dla linowego oraz kołowych polimerów o różnej topologii ze stopniem splątania $3_1$ oraz $9_1$. Uzyskane wyniki sugerują, że wraz ze zwiększaniem się stopnia splątania polimeru, mniejsza liczba monomerów jest w bezpośrednim kontakcie ze ścianką, co powoduje zmianę profilu gęstości monomerów w szczelinie. Oprócz tego przeprowadzono badania wskazują na to, że siły rosną w miarę zwężania się szczeliny co jest wyraźniejsze dla łańcuchów o strukturze z bardziej skomplikowaną topologią.

        Literatura
        [1] Rudhardt D, Bechinger C and Leiderer P 1998 Phys.Rev.Lett. 81 1330.
        [2] D. Romeis, Z. Usatenko, Phys. Rev. E, 80 041802 (2009)
        [3] Z. Usatenko, et al. EPJ, 226 4,pp.651-665

        Speaker: Piotr Kuterba (Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Symulacje konfiguracji gwiazdy w detektorze BINA 20m

        Anomalia gwiazdy przestrzennej (Space Star Anomaly) jest jednym z najbardziej intrygujących, wciąż nierozwiązanych problemów w fizyce układów wielonukleonowych, dla której obserwuje się znaczące rozbieżności między przewidywaniami teoretycznymi a danymi eksperymentalnymi [1,2]. W przypadku rozbicia proton-deuteron, konfigurację gwiazdy definiuje się w układzie środka masy, w którym to wszystkie pędy produktów reakcji mają tą samą wartość. W zależności od kąta $\alpha$ będącego odchyleniem między płaszczyzną rozpinaną przez wektory pędu a osią wiązki, wyróżnia się konfigurację on-Plane Star ($\alpha$=0° lub $\alpha$=180°), Space Star ($\alpha$=90°) oraz off-Plane Star (wszystkie kąty pośrednie). Niestety, przeprowadzone do tej pory eksperymenty skupiały się głównie na niskich energiach, dlatego ważne jest, aby kontynuować badania w zakresach pośrednich energii.

        Nadchodzący eksperyment w CCB (Centrum Cyklotronowe Bronowice) z wykorzystaniem detektora BINA (Big Instrument for Nuclear Polary Analysis) będzie doskonałą okazją uzupełnienia danych dla pośrednich energii wiązki protonów (108 MeV, 135 MeV i 160 MeV) [3]. Detektor BINA składa się z dwóch segmentów: części tylno-centralnej (Ball) oraz przedniej (Wall), które razem obejmują zakres akceptancji kątowej bliski $4\pi$. W celu określenia wydajności detekcji dla poszczególnych konfiguracji gwiazdy, stworzona została symulacja z wykorzystaniem oprogramowania GEANT4. Ze względu na różną rozdzielczość kątową dwóch segmentów detektora, badanie akceptancji konfiguracji gwiazdy dla koincydencji dwóch protonów w "Wall", lub jednego w "Wall" z drugim w "Ball" powinno być rozpatrywane oddzielnie. Interesującym etapem jest również zbadanie akceptancji rejestrowanych w koincydencji protonów dla różnych konfiguracji gwiazd w zależności od obrotu płaszczyzny rozpadu o kąt $\beta$ wokół prostopadłej do niej osi. Analiza obróconych konfiguracji jest nowym podejściem w dziedzinie badań tej anomalii.

        [1] J. Strate et al., Nucl. Phys. A 501 (1989) 51

        [2] K. Ohnaka et al., Few-Body Syst. 55 (2014) 725

        [3] A. Łobejko et al., Acta Phys. Polon. B 50 (2019) 361

        Speaker: Albert Szadziński (Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski, Chorzów, Polska)
      • 16:40
        Teoria ekscytonu w monowarstwie MoS2 20m

        Dichalkogenki metali przejściowych MX2 (M=Mo, X=S, Se, Te) stanowią rodzinę nowych półprzewodników 2D [1-3], w których ze względu na zmniejszone ekranowanie oddziaływania elektron-elektron, odpowiedź optyczna charakteryzuje się silnie związanymi, aktywnymi optycznie kompleksami [4,5]. Na uwagę zasługuje także nowy stopień swobody (tzw. dolina) [6], który może być adresowany optycznie za pomocą kołowo spolaryzowanego światła [7], oraz silne oddziaływania elektron - fonon [8].

        W niniejszej pracy przeanalizowane zostanie spektrum ekscytonu w monowarstwie MoS2. Analiza oparta będzie na modelu ciasnego wiązania [2] oraz numerycznych rozwiązaniach równania typu Bethe-Salpetera [9], wyprowadzonego z formalizmu oddziałujący konfiguracji. Zaprezentowane zostaną wpływy struktury pasmowej (w szczególności tzw. punktów Q) [2], topologii oddziaływań elektron-dziura [10-12] oraz roli ekranowania na strukturę subtelną ekscytonu. Następnie przedyskutowany zostanie wpływ oddziaływania wymiennego oraz rozszczepień spinowo - orbitalnych w pasmie przewodnictwa na stan podstawowy ekscytonu.

        [1] E. S. Kadantsev and P.Hawrylak, Solid State Commun. 152, 909 (2012).
        [2] M. Bieniek, M. Korkusiński, L. Szulakowska, P. Potasz, I. Ozfidan, and P. Hawrylak, PRB 97, 085153 (2018).
        [3] G. Wang, A. Chernikov, M.M. Glazov, T.F. Heinz, X. Marie, T. Amand, B. Urbaszek, Rev. Mod. Phys. 90, 021001 (2018).
        [4] A. A. Mitioglu, P. Plochocka, J. N. Jadczak, W. Escoffier, G. L. J. A. Rikken, L. Kulyuk, and D. K. Maude, PRB 88, 245403 ( 2013)
        [5] J. Jadczak, A. Delgado, L. Bryja, Y. S. Huang, and P. Hawrylak, PRB 95, 195427
        [6] T. Scrace, Y. Tsai, B. Barman, L. Schweidenback, A. Petrou, G. Kioseoglou, I. Ozfidan, M. Korkusiński, and P. Hawrylak, Nat. Nanotechnol. 10, 603 (2015).
        [7] D. Xiao, G.-B. Liu, W. Feng, X. Xu and W. Yao, PRL 108, 196802 (2012)
        [8] J. Jadczak, L. Bryja, J. Kutrowska-Girzycka, P. Kapuściński, M. Bieniek, Y.-S. Huang & P. Hawrylak, Nat. Comm. 10, 107 (2019)
        [9] M. Rohlfing, S. Louie, PRB 62, 4927 (2000)
        [10] H. Yu, G.-B. Liu, P. Gong, X. Xu and W. Yao, Nat. Comm. 5, 3876 (2014)
        [11] J. Zhou, W.-Y. Shan W. Yao and D. Xiao, PRL 115, 166803 (2015)
        [12] A. Srivastava and A. Imamoglu, PRL 115, 166802 (2015)

        Speaker: M. Bieniek (Katedra Fizyki Teoretycznej, Politechnika Wrocławska / Department of Physics, University of Ottawa)
      • 16:40
        The application of chiral forces to the deuteron photodisintegration process 20m

        The improved chiral nucleon-nucleon (NN) interaction with the semi-local regularization in the momentum space was derived recently [1] up to the fifth order of the chiral expansion (N4LO) and even some contributions from the next order have been tested in so-called N4LO+ model. In comparison to the first generation of the chiral potential [2] the regularization of the potential is now performed in a semi-local way what leads to a much better control of finite-cutoff artifacts. Such a semi-local regularization has been already proposed in the [3] where it was applied in coordinate space. In recent work [1] an alternative approach for semi-local regularization performed directly in momentum space was derived and used to construct the NN interaction. The new force leads in the nucleon-nucleon (nucleon-deuteron) scatterings to very precise description of observables up to 300 (200) MeV and delivers only tiny dependence on the regularization parameter.
        The chiral interaction of Ref. [1] has been never applied to study the electromagnetic processes in two-nucleon system. We will present such first applications especially focusing on the dependence of predictions on the regularization parameters and on the chiral order used. It is well known, that the non-local regularization of the chiral forces lead to a strong dependence of the predictions on regularization parameters already at N2LO [4,5,6]. Using the semi-local regularization in the coordinate space improves the data description both for the electromagnetic as well as for the weak processes [7]. The comparison of predictions with the data and the predictions based on older chiral models will be presented.

        [1] P.Reinert, H.Krebs, and E.Epelbaum, Eur. Phys. A54, 86 (2018).
        [2] E.Epelbaum, W.Glöckle, Ulf-G.Meißner, Nucl. Phys A637, 107 (1998); Nucl. Phys. A671, 295 (2000).
        [3] E.Epelbaum, H.Krebs, and Ulf-G.Meißner, Phys. Rev. Lett. 115, 122301 (2015).
        [4] R.Skibiński, J.Golak, H.Witała, W.Glöckle, A.Nogga, and E.Epelbaum, Acta Phys. Polon. B37, 2905 (2006).
        [5] R.Skibiński, J.Golak, D.Rozpędzik, K.Topolnicki, and H.Witała, Acta Phys. Polon. B46, 159 (2015).
        [6] D.Rozpędzik, J.Golak, S.Kölling, E.Epelbaum, R.Skibiński, H.Witała, H.Krebs, Phys. Rev. C83, 064004 (2011).
        [7] R.Skibiński, J.Golak, K.Topolnicki, H.Witała, E.Epelbaum, H.Kamada, H.Krebs, Ulf-G.Meißner, and A.Nogga, Phys. Rev. C93, 064002 (2016).

        Speaker: Mr Vitalii Urbanevych (mgr)
      • 16:40
        The differential cross section and nucleon analyzing power for the n(d,nn)p process at 65 MeV as a tools to improve the JISP16 potential 20m

        The JISP16 nucleon-nucleon potential [1] is applied to investigate the nucleon induced deuteron breakup reaction at energy E=65 MeV. We use the formalism of Faddeev equation [2] and proceed like in the case of the application of the JISP16 potential to the elastic scattering process [3].
        Our study reveals that this force delivers, in general, qualitatively a similar description of the exclusive cross section and analyzing power for the studied reaction to the one based on the standard realistic nucleon-nucleon AV18 interaction [4]. However, in some regions of the phase space the differential cross sections based on the JISP16 and on the AV18 forces differ by more than 50% at E=65 MeV. In case of analyzing power – there is difference almost 49% at E=65 MeV. Such specific parts of the phase space can be used to fine-tune the JISP16 potential parameters.

        [1] A. M. Shirokov, J. P. Vary, A. I. Mazur, and T. A. Weber, Phys. Lett. B644, 33 (2007)
        [2] W. Glöckle et al., Phys. Rept. 274, 107 (1996)
        [3] R. Skibiński et al., Phys. Rev. C97, 014002 (2018)
        [4] R. B. Wiringa, V. G. J. Stoks, and R. Schiavilla, Phys. Rev. C51, 38 (1995)

        Speaker: Volodymyr Soloviov (Jagiellonian University, Marian Smoluchowski Institute of Physics)
      • 16:40
        Transverse momentum spectra of hadrons in p+p collisions at CERN SPS energies from the UrQMD transport model 20m

        The UrQMD transport model, version 3.4, is used to study the new experimental data on total yields, rapidity distributions and transverse momentum spectra of π±, K±, p and p¯ produced in inelastic p+p interactions at SPS energies, recently published by the NA61/SHINE Collaboration.

        The comparison of model predictions to these new measurements is presented as a function of collision energy for central and forward particle rapidity intervals. In addition, the inverse slope parameters characterising the transverse momentum distributions are extracted from the predicted spectra and compared to corresponding values obtained from experimental distributions, as a function of particle rapidity and collision energy.

        A complex pattern of deviations between the experimental data and the UrQMD model emerges. For charged π mesons, the fair agreement visible at top SPS energies deteriorates with decreasing energy. For charged K mesons, UrQMD significantly underpredicts positive kaon production at lower beam momenta. It also underpredicts the central rapidity proton yield at top collision energy and overpredicts antiproton production at all considered energies.

        We conclude that new experimental data at SPS energies still constitute a challenge for specific transport models, at least as far as the present version of the UrQMD code is concerned. In view of the importance of the RHIC BES and SPS energy regime which is claimed to host the onset of deconfinement from hadronic matter to quark-gluon plasma in heavy ion collisions, a further discrimination and tuning of model assumptions seems highly indicated as a new step towards a better understanding of the strong interaction at high energy.

        Speaker: Vitalii Ozvenchuk (IFJ PAN)
      • 16:40
        W kierunku trzypętlowych poprawek do rozpadu bozonu Z w ramach modelu standardowego 20m

        Kluczem do rozwoju większości dziedzin współczesnej fizyki jest precyzja. Pozwala nam ona na poznawanie i odkrywanie nieznanych nam jeszcze obszarów badań oraz sprawdzanie wyników eksperymentów. Z tego właśnie powodu, potrzebne jest lepsze zrozumienie podstawowej i dobrze ugruntowanej teorii cząstek elementarnych, znanej jako Model Standardowy (SM) [1,2]. Jego przewidywania zgadzają się w bardzo dużym stopniu z danymi eksperymentalnymi. W 2012 roku porównanie danych eksperymentalnych z bardzo dokładnymi obliczeniami teoretycznymi w ramach SM pozwoliło na długo wyczekiwane odkrycie bozonu Higgs'a w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) w CERN-ie [3], co potwierdziło spójność Modelu Standardowego. Jednakże, istnieje wiele dowodów na niekompletność SM, z tego powodu prowadzonych jest wiele badań mających na celu lepsze zrozumienie SM oraz poszukiwania fizyki wykraczającej poza Model Standardowy.

        FCC-ee jest jedym z planowanych zderzaczy leptonowych nowej generacji, dzięki którym możliwe będzie dokonanie bardzo dokładnych testów SM, podobnie jak ILC, CLIC oraz CEPC. Pracując w rezonansie bozonu Z FCC-ee będzie w stanie wytworzyć ~10^12 tych cząstek.

        Ta ogromna statystyka czyni FCC najbardziej wymagającym projektem nowego zderzacza leptonowego z punktu widzenia teorii i pozwoli na zmniejszenie błędów pomiarowych elektrosłabych obserwabli (np. szerokości rozpadu bozonu Z) o co najmniej jeden rząd wielkości. Te niepewności eksperymentalne będą o 10-30 razy mniejsze niż aktualne niepewności teoretyczne, stąd konieczność dokładniejszych obliczeń teoretycznych. W tym celu konieczne jest obliczenie 3-pętlowych poprawek elektrosłabych do rozpadu bozonu Z.

        Poster przedstawia trudność obliczenia tych poprawek, bazując na porównaniu diagramów i całek na poziomie trzech pętli z przypadkami jedno- i dwu-pętlowymi. Przykładowe obliczenia 3-pętlowe metodą Mellin Barnes'a oraz Sector Decomposition, jako testy w przygotowaniu do przyszłych obliczeń automatycznych, zostały przedstawione.

        [1] A. Salam, Weak and Electromagnetic Interactions, originally printed in: Svartholm (ed.),
        Elementary Particle Theory, Proceedings of the Nobel Symposium held 1968 at Lerum,
        Sweden ( Stockholm 1968), p. 367-377, (1968).
        [2] S. Weinberg, A Model of Leptons, Phys. Rev. Lett. 19 (1967) 1264–1266.
        [3] G. Aad, et al., Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs
        boson with the ATLAS detector at the LHC, Phys. Lett. B716 (2012) 1–29.

        Speaker: Krzysztof Grzanka
      • 16:40
        WERYFIKACJA DAWKI PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO NA GRANICY OŚRODKÓW 20m

        Sukces lub niepowodzenie radioterapii w ogromnej mierze zależy od dokładności, z jaką zostanie dostarczona dawka do określonej objętości w ciele pacjenta. W wielu przypadkach zmiana tej wielkości o 3-4% może powodować niepowodzenie całej terapii. Zarówno wytyczne krajowe jaki i międzynarodowe dotyczące spójności i dokładności w dozymetrii promieniowania jonizującego, skupią się na jednorodnych ośrodkach (np. woda), jednakże ludzkie ciało złożone jest z elementów różniących się pod względem gęstości (kości, płuca, zęby, mięśnie). W obecnych czasach, oprócz naturalnych heterogenicznych struktur, mogą pojawiać się również ciała obce np. protezy biodra, nóg i ramienia, pręty chirurgiczne, stenty i wypełnienia stomatologiczne.
        W niniejszym opracowaniu analizie zostały poddane implanty stawu biodrowego. Od ponad 40 lat rozwija się implantologia i protetyka stawu biodrowego. Całkowita bądź częściowa endoprotezoplastyka, należy do najczęściej przeprowadzanych zabiegów. Zabieg wykonywany jest zarówno u ludzi starszych, jak i młodych. Choroby zwyrodnieniowe, urazy, kontuzje, lub po prostu zmiany związane z procesem starzenia się, powodują konieczność zastąpienia uszkodzonych elementów stawów sztucznymi implantami. Rozwiązanie takie jest dobrodziejstwem dla tysięcy pacjentów, przywracając im możliwość funkcjonowania w otaczającym świecie.
        Wspomniane wyżej urządzenia są zwykle wykonane z materiałów o wysokiej liczbie atomowej Z. Ze względu na wykorzystanie wysokoenergetycznego promieniowania jonizującego, w trakcie procesu leczenia radioterapeutycznego pacjentów po przebytym zabiegu implantacji protezy stawu biodrowego, dawka dostarczona w trakcie sesji terapeutycznej może ulec znacznej zmianie w porównaniu do pierwotnie założonej. Wiąże się to ze zmianą ilości deponowanej energii w strukturze napromienianych organów – najczęściej z jej obniżeniem. Jednocześnie na powierzchni struktur znacząco różniących się gęstością, ma miejsce zjawisko wtórnego narastania dawki, a tym samy podniesienie jej na granicy ośrodków – nawet do około 20%. Tak duża zmiana deponowanej energii w tkankach leczonych pacjentów może doprowadzić do zmian kośćca (prowadzących do złamań w obrębie stawu biodrowego) lub nawet martwicy i osłabienia utrwalenia implantu.
        W niniejszej pracy przedstawione zostały przykładowe metody pomiaru dawki deponowanej wewnątrz pacjenta, w trakcie procesu leczenia radioterapeutycznego, na strukturach znacząco różniących się gęstością – na granicy proteza-kość.

        Speaker: Bartosz Kiełtyka (Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University in Krakow, Poland)
      • 16:40
        What shall we do with the spectator system \\in ultrarelativistic heavy ion collisions ? 20m

        Przedstawimy nowe metody badania czasoprzestrzennej ewolucji jąder (układu obserwatora) wytworzonych w ultrarelatywistycznych zderzeniach jonów ciężkich w energiach CERN SPS. Podczas zderzenia Pb + Pb przy 158 ~ GeV / u jądro spektatora oddziałuje elektromagnetycznie z pionami utworzonymi w plazmie kwarkowo-gluonowej. Dlatego też niezwykle ważna jest informacja o czasie życia takiego spektatora a także jego energii wzbudzenia. Pokazaliśmy, że część jąder spektatorów, emituje cząstki: protony, neutrony i inne a pozostałe zimne jądro może być zaobserwowane w detektorach. Pokażemy dwie metody szacowania energii wzbudzenia jąder pozostałych po zderzeniu się jonów ołowiu z energiami ultrarelatywistycznymi oraz modele pochodzące z fizyki jadrowej niskich energii do de-ekscytacji takich jąder.

        Speaker: Katarzyna Mazurek (IFJ PAN)
      • 16:40
        Wpływ ciśnienia na procesy relaksacyjne zachodzące w ceramice Bi-Mn-O 20m

        Ceramiki manganianu bizmutu (Bi-Mn-O) przez wiele lat były postrzegane jako materiały multiferroiczne. Otrzymywane metodą spiekania wykazują niehomogeniczną, dwufazową strukturę, na którą składają się obszary o symetrii kubicznej I23 oraz ortorombowej Pbam. Ze względu na swe ciekawe właściwości fizyczne, jak np. przełączanie rezystywne, manganian bizmutu stanowi obiekt licznych badań elektrycznych [1]. Do tej pory ceramika Bi-Mn-O nie była przedmiotem badań ciśnieniowych. Z tego względu podjęto próbę określenia wpływu ciśnienia na procesy relaksacyjne, zachodzące w tym materiale. W badaniach wykorzystano technikę szerokopasmowej spektroskopii dielektrycznej (BDS).
        Przeprowadzone pomiary w ciśnieniu atmosferycznym wykazały, iż w ceramice Bi-Mn-O występują dwa procesy relaksacyjne, które widoczne są na widmach strat elektrycznych. Zależności temperaturowe czasów relaksacji tych procesów nie są stałe w całym analizowanym przedziale temperatur. Spełniają one prawa: Arrheniusa, Vogel’a–Fulcher’a–Tammann’a (VFT) oraz Voigt’a-Reuss’a-Hill’a (VRH). Poddanie ceramiki działaniu podwyższonego ciśnienia hydrostatycznego w warunkach izotermicznych powoduje stopniowe przesuwanie się maksimów obu procesów relaksacyjnych w stronę wyższych częstotliwości. Wykonane pomiary wskazują ponadto, iż granice przedziałów o odmiennych zależnościach temperaturowych czasów relaksacji przesuwają się pod wpływem ciśnienia. Znalazło to swoje odzwierciedlenie w postaci zmian objętości aktywacji.

        [1] A. Molak, A. Leonarska, A. Szeremeta; Ferroelectrics, 485: 161–172, 2015

        Speaker: Mr Andrzej Nowok (Uniwersytet Śląski)
      • 16:40
        Wpływ domieszkowania Cu na strukturalną przemianę fazową w związku [(CH3)2NH2][Zn(HCOO)3] 20m

        Związki metalo-organiczne (ang. Metal Organic Frameworks, MOF) zalicza się do klasy polimerów koordynacyjnych. Otrzymano związki MOF krystalizujące w strukturze podobnej do perowskitu, które dzięki porowatości, a także atrakcyjnych właściwościach magnetycznych, elektrycznych, dielektrycznych, a nawet multifferoicznych stały się niezwykle interesujące dla naukowców [1,2,3]. Związki te zbudowane są z oktaedrów metal-tlen bądź metal-azot połączonych organicznymi ligandami, tworząc trójwymiarowe struktury. Charakterystyczną cechą powstałych szkieletów jest obecność porów (wnęk) zajmowanych przez organiczne kationy. W pracy skupiono się na związku metalo-mrówczanu o ogólnym wzorze [AminaH+][M(HCOO)3] (M= Cd, Mg, Zn, Mn, Co, Fe, Cu, Ni). Dotychczas z powodzeniem wykorzystywano 11 różnych kationów amin do syntezy owych sieci metalo-organicznych, jednak właściwości ferroelektryczne zauważono tylko dla kilku z nich. Najlepiej przebadanym związkiem z tej rodziny jest mrówczan dimetyloaminy cynku. Wykazuje przemianę fazową porządek-nieporządek w Tc ~ 166 K, uważanej za przemianę ferroelektryczną, bez bezpośredniego dowodu potwierdzającego tą tezę. Mechanizm przejścia fazowego przypisuje się uporządkowaniu wiązań wodorowych między [(CH3)2NH2]+(DMA+) i grupami mrówczanowymi, jak również zaburzeniem struktury metalo-mrówczanowej. Przedstawiona zostanie analiza wpływu substytucji metalu (domieszki Cu) na przejście fazowe typu porządek-nieporządek. Na podstawie wyników spektroskopii dielektrycznej pokazano, że domieszkowanie jonami Cu prowadzi do zmniejszenia Tc i zmiany charakteru przejścia fazowego.

        Literatura
        [1] S.T. Meek, J.A. Greathouse, M.D. Allendorf, Adv. Mater., 23, 249-267 (2011)
        [2] W. Li, Z. Wang, F. Deschler, S. Gao, R.H. Friend, A.K. Cheetham, Nat. Rev. Mat., 2, 166099 (2017)
        [3] P. Jain, V. Ramachandran, R.J. Clark, H.D. Zhou, B.H. Toby, N.S. Dalal, H.W. Kroto, A.K. Cheetham, J. Am. Chem. Soc., 131, 13625-13627 (2009)

        Speaker: Paulina Peksa (Katedra Fizyki Doświadczalnej, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska)
      • 16:40
        Wpływ oddziaływań międzycząsteczkowych na dynamikę molekularną wybranych aromatycznych tiaeterów 20m

        W ostatnich latach szczególnym zainteresowaniem cieszą się badania zjawiska przejścia szklistego. Zrozumienie fenomenologii procesów zachodzących na granicy faz ciecz przechłodzona- szkło, takich jak spowolnienie dynamiki molekularnej, pozwala bowiem na kontrolowanie i modyfikację niektórych właściwości fizycznych różnych substancji. Przykładem związków chemicznych ulegających przechłodzeniu i witryfikacji są aromatyczne tiaetery. Są one powszechnie stosowane jako czynniki kompleksujące metale ciężkie, katalizatory reakcji chemicznych oraz prekursory do syntez tiaeterów koronowych1,2. Pomimo szeroko opisywanych zastosowań, związki te nigdy nie były przedmiotem badań kalorymetrycznych oraz dielektrycznych.
        Badaną grupę związków stanowił zbiór sześciu aromatycznych tiaeterów: 2-bis(2-hydroksyetylotio)-4-metylobenzen wraz z estrami acetylowym, propionowym i masłowym oraz jego halogenowe analogi strukturalne zawierające atomy chloru lub bromu. W pomiarach wykorzystano techniki różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) oraz szerokopasmowej spektroskopii dielektrycznej (BDS).
        Wykazano, że zarówno temperatura przejścia szklistego, jak i kinetyka procesów relaksacji analizowanych tiaeterów zależy od siły i profilu oddziaływań międzycząsteczkowych. Badania kalorymetryczne ujawniły ponadto, iż stałe w temperaturze pokojowej pochodne halogenowe występują w kilku odmianach polimorficznych różniących się zarówno temperaturą topnienia, jak i stabilnością termodynamiczną. Analiza dynamiki molekularnej w stanie szklistym oraz w cieczy przechłodzonej wykazała, iż obecność wiązań wodorowych przyczynia się do znacznego spowolnienia kinetyki procesów relaksacji strukturalnej oraz drugorzędowej. Oddziaływania te przyczyniają się jednocześnie do znaczącego wzrostu wysokości bariery energetycznej dla ruchu bocznych łańcuchów tiaeterowych pierścienia benzenowego.

        Literatura
        [1] J. Traeger, J. König, A. Städtke, H.-J. Holdt, Hydrometallurgy, 2012, 127–128, 30–38.
        [2] J. Traeger, T. Klamroth, A. Kelling, S. Lubahn, E. Cleve, W. Mickler, M. Heydenreich, H. Müller, H.-J. Holdt, Eur. J. Inorg. Chem., 2012, 2012, 2341–2352.

        Speaker: Andrzej Nowok (Uniwersytet Śląski)
      • 16:40
        Wpływ rozpraszania spin-orbita na oddziaływanie elektron-fonon w nadprzewodnikach. 20m

        Materiały, w których obecne są ciężkie pierwiatki, takie jak bizmut czy ołów, charakteryzują sie silnym oddziaływaniem spin-orbita (SOC). Jest ono zjawiskiem kluczowym w materiałach topologicznych, cieszących się w ostatnich latach dużym zainteresowaniem. W niemniej ważny sposób wpływa ono na inne własności materiałów, m. in. na nadprzewodnictwo.
        Zjawisko to, choć dawno już odkryte, wciąż nie jest do końca poznane, a szansa realnych zastosowań powoduje nieprzerwane prace nad nadprzewodnikami.

        Na konferencji omówię wpływ SOC na oddziaływanie elektron-fonon, które jest podstawą nadprzewodnictwa wielu materiałów. Rozważania te przeprowadzę na podstawie obliczeń ab initio funkcji Eliashberga, która pozwala wyznaczyć siłę oddziaływania elektron-fonon w badanych materiałach oraz przewidzieć temperaturę przejścia w stan nadprzewodzący.

        W szczególności omówię rolę SOC w nadprzewodniku I rodzaju CaBi${}_2$ [1] o strukturze rombowej, którą można widzieć jako zdystortowaną strukturę fcc. W omawianym materiale SOC zmienia topologię powierzchni Fermiego, co skutkuje zmniejszeniem oddziaływania elektron-fonon o połowę. Innym przykładem jest LiBi, którego struktura również jest strukturą kubiczną zdystortowaną w jednym z kierunków. W tym nadprzewodniku, zbudowanym z najlżejszego i najcięższego nieradioaktywnego pierwiastka metalicznego, SOC tylko subtelnie wpływa na oddziaływanie elektron-fonon poprzez niewielką zmianę spektrum fononowego. Ostatnim przykładem będą stopy Pb-Bi, w których oddziaływanie elektron-fonon jest szczególnie silne i wzmacniane przez SOC.

        [1] Sylwia Gołąb and Bartłomiej Wiendlocha ”Electron-phonon superconductivity in CaBi${}_2$ and the role of spin-orbit interaction” Phys. Rev. B 99 (2019) 104520

        Speaker: Sylwia Gutowska (Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie)
      • 16:40
        Wpływ silnego pola elektrycznego na działanie półprzewodnikowych tranzystorów AlGaN/GaN HEMT 20m

        Na powierzchni międzyfazowej AlGaN/GaN w wyniku bilansu ładunków pochodzących ze stanów powierzchniowych oraz efektów piezoelektrycznych dochodzi do uformowania się trójkątnej studni potencjału. Znajdujący się w trójkątnej studni potencjału dwuwymiarowy gaz elektronowy 2DEG (ang. Two-Dimensional Electron Gas) stanowi podstawę działania tranzystorów HEMT (ang. High Electron Mobility Transistors). Ze względu na obecność m. in. silnego pola elektrycznego tranzystory HEMT mają zniekształcone charakterystyki prądowo napięciowe (I-V). Jest to spowodowane tym, że prędkość unoszenia elektronów w silnym polu elektrycznym ulega nasyceniu, a gorące elektrony powodują zmniejszenie prądu drenu tranzystora. Zostaną przedstawione wyniki badań związane z elektryczną charakteryzacją heterostruktur AlGaN/GaN typu HEMT.

        Słowa kluczowe AlGaN/GaN, 2DEG, HEMT, silne pole elektryczne, gorące elektrony

        Podziękowania
        Praca była współfinansowana w ramach projektu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju TECHMATSTRATEG nr 1/346922/4/NCBR/2017, projektu Narodowego Centrum Nauki nr DEC-2015/19/B/ST7/02494, badań statutowych Politechniki Wrocławskiej oraz słowacko-polskiego programu współpracy międzynarodowej. Jej powstanie było możliwe dzięki wskaźnikom produktu i wskaźnikom rezultatu osiągniętym w ramach projektów współfinansowanych przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Fundusz Rozwoju Regionalnego, poprzez dotację z Innowacyjnej Gospodarki (POIG.01.01.02-00-00-008 / 08-05) oraz w ramach projektu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach Programu Badań Stosowanych nr 178782 oraz LIDER nr 027/533/L-5/13/NCBR/2014.

        Speaker: Mateusz Glinkowski (Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Wydziałowy Zakład Mikroelektroniki i Nanotechnologii)
      • 16:40
        Wpływ wysokiego ciśnienia na właściwości elektryczne ferroelektrycznego kryształu 1,4-diaminobutanu 20m

        Diaminobutan z cynkiem jest związkiem organicznym wykazującym strukturę nikolitu. Związek ten jest przykładem związku metaloorganicznego typu MOF (ang. Metal Organic Framework). Dotychczasowy stan badań dostarcza informacji, że materiały te charakteryzują się uporządkowaną strukturą porów na skutek odpowiedniego ułożenia atomów dzięki wiązaniom koordynacyjnym metal-ligand organiczny. Związki typu MOF cechują się również właściwościami multiferroicznymi cieszących się dużym zainteresowaniem ze względu na ich możliwości aplikacyjne m.in. w komponentach pamięci [1].
        Wykonano pomiary impedancji w zakresie częstotliwości 101 – 106 Hz oraz temperatur 200 – 350 K. Wyniki pomiarowe przedstawiono w zależności do temperatury oraz od częstotliwości w oparciu o reprezentację rzeczywistej, ε', oraz urojonej, ε", części przenikalności elektrycznej. Analiza danych pozwoliła zidentyfikować ferroelektryczną przemianę fazową tego związku w okolicy 240 K jak również występowanie procesu relaksacyjnego. Do opisania tego procesu zastosowany został model Havriliak-Negami’ego, jako odstępstwo od modelu Debye’a. Wyznaczona energia aktywacji wynosiła Ea = 0.50 eV. Wykonane badania wysokociśnieniowe pokazały wpływ ciśnienia na przemianę fazową oraz proces relaksacyjny badanego związku. Wyznaczona została energia aktywacji dla izobary 905 MPa oraz objętość aktywacji dla izoterm: 303 K oraz 321 K.

        [1]. Mirosław Mączka, Maciej Ptak, Sebastian Pawlus, Waldeci Paraguassu, Adam Sieradzki, Sergejus Balciunas, Mantas Simenas, Juras Banys, Temperature- and pressure – dependent studies of niccolite-type formate frameworks of [NH3(CH2)4NH3][M2(HCOO)6] (M = Zn, Co, Fe), Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 27613-27622 (2016).

        Speaker: Dr Anna Szeremeta (Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski)
      • 16:40
        Wpływ zasad zachowania energii i pędu na produkcję cząstek w zderzeniach jądrowych. 20m

        Celem prezentowanych tutaj badań było przestudiowanie zasadności stosowania modelu ,,smug ogniowych", opartego w całości na lokalnych zasadach zachowania energii i pędu, do opisu ultra-relatywistycznych zderzeń Pb+Pb i p+p przy energii wiązki równej 40 GeV/nukleon na akceleratorze Super Proton Synchrotron (SPS) w CERN. Model ten w prosty sposób stara się opisać podłużną ewolucję układu egzotycznego stanu materii, jakim jest plazma kwarkowo-gluonowa. Dane doświadczalne: rozkłady pospieszności pionów, które zostały użyte w prezentowanej pracy pochodzą z eksperymentów NA49 oraz NA61/SHINE w CERN. Aby określić parametry zderzenia dla modelu odpowiadające eksperymentalnym klasom geometrii zderzenia (tzw. centralności) przeprowadzona została symulacja Glauberowska. Następnie, poprzez odpowiednie metody aproksymacji, wyznaczono wartości czterech parametrów użytej w modelu funkcji fragmentacji smugi ogniowej, które najlepiej opisują dane eksperymentalne. Dopasowanie modelu do danych dla energii 40 GeV/nukleon jest zauważalnie gorsze od wcześniej przeprowadzonych, analogicznych analiz dla energii 158 GeV/nukleon. Powodem może być postulowana ad hoc funkcja fragmentacji. Jednocześnie biorąc pod uwagę niepewności pomiarowe należy podkreślić, że model zachowuje się konsystentnie, jest bardzo prosty w użyciu, i dobrze opisuje dane eksperymentalne w dotychczas testowanym zakresie energii wiązki. Uwzględniając efekty przejścia od zderzenia p+p do Pb+Pb, takie jak efekt ,,hamowania barionów" oraz wzmocnienia produkcji dziwności, udało się uzyskać spójny opis modelowy dla reakcji p+p oraz Pb+Pb. Pozwala to wnioskować, że o ile w zderzeniu Pb+Pb tworzą się liczne smugi ogniowe, w zderzeniu p+p tworzy się tylko jedna, pojedyncza smuga ogniowa.

        Speaker: Łukasz Rozpłochowski (Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Wpływ β-cyklodekstryny na złóg cholesterolowy- symulacje metodą dynamiki molekularnej. 20m

        Cholesterol jest lipidem z grupy steroidów zaliczanym także do alkoholi. Pochodne cholesterolu występują w błonie każdej komórki zwierzęcej, działając na nią stabilizująco i decydując o wielu jej własnościach. Jest on także prekursorem licznych ważnych związków, takich jak kwasy żółciowe czy hormony steroidowe. Chociaż cholesterol jest niezbędny do funkcjonowania organizmu, jego nadmiar jest niezdrowy. Zaburzenia gospodarki lipidowej, których miarą jest wzrost stężenia cholesterolu w surowicy krwi, są istotnym czynnikiem ryzyka wystąpienia miażdżycy i chorób układu sercowo-naczyniowego, takich jak choroba wieńcowa, zawał serca, udar mózgu i miażdżyca zarostowa kończyn dolnych. Mimo ciągłych postępów w zapobieganiu i leczeniu miażdżycy tętnic, choroby sercowo-naczyniowe nadal są główną przyczyną zgonów na całym świecie. Dlatego też poszukiwanie nowych metod usuwania złogów cholesterolowych we wczesnej fazie choroby miażdżycowej, jest istotnym zagadnieniem medycyny molekularnej.
        Celem naszych badań jest poznanie wpływu β-cyklodekstryny na złogi cholesterolowe zalegające na wewnętrznej powierzchni naczyń krwionośnych. Badania są prowadzone metodą dynamiki molekularnej (MD) w warunkach zbliżonych do fizjologicznych za pomocą pakietu oprogramowania do symulacji i wizulizacji NAMD i VMD. Symulacje komputerowe umożliwią bezpośrednie zbadanie wzajemnego oddziaływania β-cyklodekstryny i cholesterolu na poziomie molekularnym. Mają one dać odpowiedź na pytanie, czy wymienione cząsteczki są w stanie związać molekuły cholesterolu tworzące złóg, doprowadzając do jego redukcji. β-cyklodekstryna i jej pochodne są uważane za jedne z najbardziej obiecujących kandydatów na leki przeciwmiażdżycowe nowej generacji. Przedstawione symulacje mogą stanowić dobry punkt wyjścia dla poszukiwania nowych metod leczenia arteriosklerozy, poprzez działania w nanoskali, na poziomie molekularnym.

        Speaker: Damian Makieła (Śląskie Międzyuczelniane Centrum Edukacji i Badań Interdyscyplinarnych)
      • 16:40
        Wtórne promieniowanie jako efekt uboczny terapii nowotworowej 20m

        Choroby nowotworowe to jedna z najczęstszych przyczyn zgonów. Wraz z rozwojem technologicznym powstają nowe metody leczenia nowotworów a jedną z najbardziej obiecujących i najprężniej się rozwijającą jest hadronoterapia. Jest to bardzo złożona metoda leczenia, oparta na procesie oddziaływania ciężkich cząstek naładowanych z materią, w której nadal pozostaje wiele nierozwiązanych kwestii. Celem tego projektu jest zbadanie produkowanej podczas terapii promieniotwórczości wtórnej oraz określenie jej skutków ubocznych.
        Do testów, a tym samym wstępnego odtworzenia warunków terapeutycznych, wykorzystano wiązkę protonów dostarczoną z cyklotronu AIC-144, o energii maksymalnej 60 MeV. Wiązka protonowa indukuje reakcje jądrowe, w których tworzą się niestabilne izotopy (np. $^{11}$C, $^{13}$N, $^{42}$K), ulegające rozpadowi $\beta$, a także cząstki wtórne takie jak protony i neutrony. Eksperyment polegający na pomiarze radioaktywności wzbudzonej w tkance pochodzenia zwierzęcego, jak również aktywacji tarczy metalowej znajdującej się wokół próbek realizowane są we współpracy z IFJ PAN w Krakowie. Pomiar promieniotwórczości wzbudzonej w tkance wymaga specjalnego układu spektrometrycznego, który pozwala na umieszczenie w nim do 16 próbek. Cząstki wtórne są mierzone metodą aktywacji tarczy metalowej (np. Al). Do oszacowania narażenia wykorzystano kod Monte Carlo GATE/Geant4. Podczas prezentacji zostaną przedstawione wyniki przeprowadzonych eksperymentów oraz symulacji.

        Speaker: Przemysław Sękowski (Uniwersytet Warszawski)
      • 16:40
        Wzmocniona wnęką spektroskopia molekularnego deuteru asystowana obliczeniami ab initio 20m

        Molekuła wodoru, jako najprostsza istniejąca cząsteczka, jest idealnym kandydatem do testowania kwantowej elektrodynamiki (QED) na poziomie cząsteczek, a także do szukania nowej fizyki, wykraczającej poza Model Standardowy [1]. Przewidywania teoretyczne na wartość energii przejść oscylacyjno-rotacyjnych dla izotopów wodoru sięgają wartości $4\cdot 10^{-5}~\mathrm{cm}^{-1}$ ($1.2~\mathrm{MHz}$) [2,3,4]. Jednakże w limicie Dopplerowskim położenie linii H2, HD czy D2 jest silnie zależne od parametrów kształtu linii wraz z uwzględnieniem jej asymetrii [5]. Nasz eksperyment korzysta z zalet spektroskopii wzmocnionej wnęką optyczną i dzięki temu uzyskał dokładność wyznaczenia pozycji słabej linii kwadrupolowej na poziomie poniżej MHz [4]. Jest to wynik porównywalny z typowymi eksperymentami bezdopplerowskimi.

        By osiągnąć poziom kilkuset kHz, do opisu efektów zderzeniowych na kształt linii widmowej skorzystaliśmy z obliczeń rozproszeniowych wychodzących z zasad pierwszych. Dodatkowo zmniejszyliśmy zakres ciśnień użytych we wcześniejszych analizach [4], by zredukować błędy systematyczne spowodowane błędnym opisem kształtu linii. Analizę wykonano dla linii molekularnego deuteru S(2) 2-0 z wykorzystaniem pomiarów wykonanych spektrometrem strat we wnęce ze stabilizacją częstotliwości (FS-CRDS) wspomaganą grzebieniem częstotliwości optycznych (OFC) [6,7]. Układ opisywany został w referencjach [8,9].

        Bibliografia:
        [1] W. Ubachs i in., JMS 320, 1-12 (2016), doi: 10.1016/j.jms.2015.12.003
        [2] M. Puchalski i in., PRA 95, 052506 (2017), doi: 10.1103/physreva.95.052506
        [3] L.-G. Tao in., PRL 120, 153001 (2018), doi: 10.1103/physrevlett.120.153001
        [4] P. Wcisło i in., JQSRT 213, 41-51 (2018), doi: 10.1016/j.jqsrt.2018.04.011
        [5] P. Wcisło i in., PRA 93, 022501 (2016), doi: 10.1103/physreva.93.022501
        [6] J. Domysławska i in., JCP 136, 024201 (2012), doi: 10.1063/1.3675903
        [7] D. A. Long i in., CPL 536, 1-8 (2012), doi: 10.1016/j.cplett.2012.03.035
        [8] A. Cygan i in., MST 27, 045501 (2016), doi: 10.1088/0957-0233/27/4/045501
        [9] M. Zaborowski i in., JPCS 810, 12042 (2017), doi: 110.1088/1742-6596/810/1/012042

        Speaker: Michał Słowiński (Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu)
      • 16:40
        Wzrost prądu krytycznego w YBCO poprzez zastosowanie metod chemicznych 20m

        Wcześniejsze prace prowadzone dla nadprzewodnika wysokotemperaturowego YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-d}$ (YBCO) pokazały, że Mo podstawiony do łańcuchów CuO tworzy podwójne oktaedry Mo$_2$O$_{11}$, które działają jak dodatkowe centra kotwiczenia nici wirowych (centra pinningu) i skutecznie zwiększają krytyczną gęstość prądu ($j_c$); 4-krotnie (10-krotnie) w temperaturze 50 (60) K w polu 7 T [KR i in., PRB 73 (2006) 224518]. Prace te dotyczyły materiałów proszkowych i nie uwzględniały anizotropii $j_c$, która dla nadprzewodnika YBCO wynosi ponad 10. W prezentowanej pracy opisano wpływ podstawienia Mo i/lub wygrzania w czystym tlenie pod wysokim ciśnieniem na anizotropowe właściwości jc dla monokryształów YBa$_2$Cu$_{3-x}$Mo$_x$O$_{7-d}$ o zawartości Mo do $x$ = 0.06. Właściwości $j_c$ badano poprzez pomiar magnetyzacji i wyliczenie temperaturowych i polowych zależności $j_c$ w płaszczyźnie $ab$ i wzdłuż osi $c$, w zakresie temperatur od 2 do 90 K i w polach do 14 T. Dla różnych rodzajów monokryształów (niepodstawionych, z podstawionym Mo, wygrzewanych w czystym tlenie pod niskim lub wysokim ciśnieniem), różne rodzaje efektywnych centrów pinningu zostały określone w oparciu o analizę przeprowadzoną w ramach połączonych modeli Dew-Hughes’a i Kramer’a.

        Speaker: Prof. Krzysztof Rogacki (Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN)
      • 16:40
        Własności fizykochemiczne fibroblastów płucnych na podłożach o kontrolowanej elastyczności 20m

        Choroby śródmiąższowe płuc (ILD, z ang. interstitial lung diseases) to niejednorodna grupa około 200 nieinfekcyjnych i nienowotworowych jednostek chorobowych, w większości o nieznanej etiologii. Zachodzące w ich przebiegu zmiany obejmują przede wszystkim miąższ płucny, powodując zaburzenia wentylacji układu oddechowego o typie restrykcji oraz upośledzenie wymiany gazowej. W bardzo wielu przypadkach postępujące zmiany prowadzą do procesów włóknienia, które mogą też stanowić istotę schorzenia, jak na przykład w idiopatycznym włóknieniu płuc (IPF, z ang. idiopathic pulmonary fibrosis).
        Podstawowym problemem w leczeniu chorób śródmiąższowych płuc jest brak efektywnej metody diagnostycznej. Obecnie rozpoznanie stawiane jest przez konsylium złożone z pulmonologa, radiologa i patomorfologa na podstawie obrazu radiologicznego, histopatologicznego i danych klinicznych z wywiadu. Ponieważ jednak obraz ten w wielu jednostkach chorobowych ILD jest podobny, rozpoznanie jest obarczone dużą niepewnością a podejmowana terapia często nie jest skuteczna.
        Dane literaturowe wykazują różnice w organizacji cytoszkieletu oraz różną kurczliwość fibroblastów w różnych chorobach śródmiąższowych płuc, co sugeruje, że także ich właściwości mechaniczne powinny być różne. Głównym celem badań była analiza chemicznych i mechanicznych właściwości fibroblastów na podłożach elastomerowych (polidimetylosiloksan, PDMS) o różnej elastyczności oraz określenie zestawu parametrów fizykochemicznych, pozwalających na jednoznaczne rozróżnienie fibroblastów pochodzących z różnych jednostek chorobowych. Aby dogłębniej zrozumieć skomplikowane mechanizmy prowadzące do włóknienia, wykorzystano także podłoża elastomerowe modyfikowane chemicznie za pomocą organosilanów oraz białek macierzy zewnątrzkomórkowej. Uzyskane wyniki wskazują na różnice zarówno we właściwościach mechanicznych fibroblastów pochodzących z różnych jednostek chorobowych ILD jak i w sposobie ich oddziaływania z otoczeniem o różnej elastyczności.
        Określenie zestawu parametrów pozwalających na jednoznaczne rozróżnienie fibroblastów z IPF i NSIP może stanowić podstawę nowej metody diagnostycznej, która pozwoli na szybkie i jednoznaczne diagnozowanie pacjentów z chorobami śródmiąższowymi płuc, zwiększając ich szansę na wyleczenie i jednocześnie obniżając koszty terapii.
        Praca powstała w wyniku realizacji projektu badawczego o nr UMO-2017/25/B/ST5/00575 finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki.

        Speaker: Dr Joanna Raczkowska (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Własności hydratacyjne Heterodermia leucomelos i Ramalina tigrina z Pustyni Atacama 20m

        Pustynia Atacama to jeden z najbardziej niesprzyjających życiu ekosystemów, w którym występują porosty - w tym regionie odnotowano setki gatunków porostów [1]. Grzyby zlichenizowane (porosty) są organizmami rozwijającymi się w ekstremalnych warunkach, temperatury i suszy [2]. Zrozumienie molekularnego mechanizmu odporności na wysuszenie wymaga wiedzy na temat tworzenia frakcji wody i jej mobilności dla różnych poziomów hydratacji [3-5]. Celem naszych badań była analiza molekularnego mechanizmu wiązania wody w pustynnych grzybach zlichenizowanych Heterodermia leucomelos i Ramalina tigrina pochodzących z mieszanego siedliska. Wpływ poziomu uwodnienia zbadano przy użyciu pomiarów kinetyki hydratacji, relaksometrii i spektroskopii protonowego magnetycznego rezonansu jądrowego (1H-NMR).
        Sygnał wolnego zaniku swobodnej precesji 1H-NMR rozłożono na składowe: stałą dobrze opisaną przez funkcję Gaussa i dwie eksponencjalnie zanikające frakcje od wody ściśle związanej i od wody luźno związanej . Widma 1H-NMR składają się z trzech składowych szerokiego komponentu Gaussa ze stałej matrycy plechy i dwóch węższych składowych Lorentza z postaci związanej wody. Pomiary 1H-NMR wykonane zarówno w domenie czasu jak i częstotliwość pozwalają wyodrębnić sygnał frakcji cieczowej pochodzący od obu gatunków. Dla tras hydratacyjnych niewielka różnica w wilgotności względnej między 97% a 100% powoduje dwukrotny wzrost maksymalnie uzyskanego poziomu hydratacji próbki z Δm/m0 = 0,35 ± 0,02 do 0,75 ± 0,05.
        Bibliografia:
        [1] Santiago, I.F., Gonçalves, V.N., Gómez-Silva, B. et al., Fungal diversity in the Atacama Desert, Antonie van Leeuwenhoek (2018) 111: 1345-1360.
        [2] Harańczyk H., On water in extremely dry biological systems, Wyd. UJ, Kraków 2003.
        [3] Bacior M., Nowak P., Harańczyk H., Patryas S., Kijak P., Ligęzowska A., Olech M.A., Extreme dehydration observed in Antarctic Turgidosculum complicatulum and in Prasiola crispa, Extremophiles 21, 331-343 (2017)
        [4] Nowak P., Harańczyk H., Kijak P., Marzec M., Fitas J., Lisowska M., Baran E., Olech M.A., Bound water behawior in Cetraria aculeata thalli during freezing, Polar Biology, 1-12 (2018)
        [5] Nowak, A. Krupa, K. Kubat, A. Węgrzyn, H. Harańczyk, A. Ciułkowska, R. Jachowicz (2019), Water vapour sorption in tadalafil-Soluplus co-milled amorphous solid dispersions, Powder Technology 346, 383-384

        Speaker: Karol Kubat (Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Własności substancji molekularnych z fazami plastyczno-krystalicznymi i stanami szklistymi 20m

        Polarne substancje molekularne, szczególnie o globularnej budowie cząsteczek (jak również czasem i o wydłużonym kształcie molekuł), wykazują tendencję do tworzenia faz plastyczno-krystalicznych. Ze względu na swobodę rotacji molekuł, których środki ciężkości znajdują się w ustalonych pozycjach (wykazując uporządkowanie translacyjne), fazy plastyczno-krystaliczne, przy odpowiednich warunkach, mogą ulec witryfikacji – osiągnąć stan szklisty, który jest kinematycznie zamrożonym stanem niestabilnym termodynamicznie. Opis dynamiki molekuł w okolicy powstawania szkła z dalekozasięgowym uporządkowaniem [1] jest wciąż przedmiotem rozważań naukowych, między innymi ze względów aplikacyjnych.
        Komplementarne metody eksperymentalne, wsparte obliczeniami teoretycznymi, pozwalają na określenie własności fizykochemicznych badanych substancji, tj. określenie dynamiki ich molekuł w różnych fazach termodynamicznych. Odpowiednie wartości funkcji termodynamicznych, otrzymanych z pomiarów kalorymetrycznych, czy charakterystyczne zachowanie parametrów pasm widm spektroskopowych, pochodzących z pomiarów fourierowskiej spektroskopii w podczerwieni (FT-IR), umożliwiają identyfikację faz w szerokim zakresie temperatur. Jednym z czynników wpływających na badany polimorfizm jest szybkość zmian temperatury. Zastosowanie różnych temp ogrzewania, bądź ochładzania, w badaniach uwidacznia się nie tylko (możliwymi) zmianami temperatur przemian fazowych, stabilności jak i temperaturowego zakresu istnienia faz termodynamicznych, ale także otrzymaniem przechłodzonych faz z różnym stopniem nieuporządkowania molekuł jak i pojawieniem się (lub całkowitym zanikiem) mezofaz. Często w substancjach z fazami plastyczno-krystalicznymi obserwuje się tzw. zimną krystalizację (krystalizację występującą podczas ogrzewania substancji) [2].

        [1] M. Jasiurkowska-Delaporte, E. Juszyńska, Ł. Kolek, J. Krawczyk, M. Massalska-Arodź, N. Osiecka, T. Rozwadowski, Liq. Cryst. 40 (2013) 1436.
        [2] T. Rozwadowski, M. Massalska-Arodz, L. Kolek, K. Grzybowska, A. Bak, K. Chledowska; Crystal Growth & Design 15 (2015) 2891.

        Speaker: Prof. Ewa Juszyńska-Gałązka (Instytut Fizyki Jądrowej PAN)
      • 16:40
        Właściwości elektromagnetyczne pasma zbudowanego na stanie izomerycznym o spinie 3/2+ oraz czas życia stanu 11/2- w 45Sc 20m

        Badania promieniowania elektromagnetycznego jąder pozwalają skonfrontować przewidywania modeli teoretycznych z wynikami eksperymentów. Wzbudzenie kulombowskie jest doskonałą metodą badania struktury jądrowej. Odpowiednio dobrana energia wiązki sprawia, że oddziaływanie pomiędzy zderzającymi się jądrami tarczy i wiązki jest czysto elektromagnetyczne. Proces wzbudzenia może być zatem opisany w sposób modelowo-niezależny, przy użyciu równań elektrodynamiki, bez wprowadzania założeń dotyczących sił jądrowych. Wyznaczone w ten sposób elementy macierzowe przejść elektromagnetycznych pozwalają na wyliczenie m.in. czasów życia, stosunków rozgałęzień, współczynników zmieszania, prawdopodobieństw przejść, momentów kwadrupolowych. Znajomość pełnego zestawu elementów macierzowych pozwala także na określenie kształtu badanego jądra w każdym stanie niezależnie, tworząc tym samym rodzaj „mikroskopu jądrowego”. Wzbudzenia kulombowskie stanowią silny test istniejących modeli struktury jądra, gdyż w analizie uzyskiwanych tą metodą danych nie stosuje się założeń co do sił jądrowych.
        Obiektem naszych badań jest jedyny stabilny izotop skandu - 45Sc. Jądro to leży na tablicy nuklidów w pobliżu podwójnie magicznego 40Ca. Struktura tego jądra zbudowana na stanie podstawowym o spinie 7/2- ma kształt bliski kształtowi sferycznemu. Jedynie 12.4 keV powyżej stanu podstawowego znajduje się długo żyjący stan izomeryczny (318 ms) o parzystości dodatniej i znacznej deformacji „prolate” [1]. Nasza uwaga skierowana jest w stronę pasma poziomów zbudowanego na wspomnianym stanie izomerycznym.
        W celu zbadania właściwości nisko położonych stanów wzbudzonych w 45Sc, przeprowadziliśmy dwa pomiary wzbudzenia kulombowskiego z użyciem wiązki 32S o energii 70 MeV. Pierwszy wykonaliśmy w ŚLCJ UW, drugi w IUAC, New Delhi w Indiach.
        Zebrane dane analizowane są programem GOSIA w celu określenia zestawu elementów macierzowych dla zaobserwowanych przejść elektromagnetycznych. Zmierzone intensywności przejść gamma pozwolą nam określić własności elektromagnetyczne wszystkich kulombowsko wzbudzonych stanów w tym jądrze, a także wyznaczyć czas życia stanu 11/2- o energii 1237 keV, dla którego wartości literaturowe różnią się w zakresie od 0.12 ps do 2.4 ps.
        Podsumowując, w wystąpieniu tym przedstawione zostaną wyniki łącznej analizy obu zestawów danych pochodzących z ostatnio przeprowadzonych pomiarów wzbudzenia kulombowskiego 45Sc.

        [1] M. Avgoulea et al., J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 38, (2011) 025104.

        Speaker: Dr Magdalena Matejska-Minda (Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego PAN, Kraków, Polska)
      • 16:40
        WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE CHELATÓW HO-EDTA: ANALIZA AB-INITIO I PORÓWNANIE WYNIKÓW TEORETYCZNYCH Z DOŚWIADCZALNYMI 20m

        Układy typu Single Ion Magnet (SIM) składają się z jonu metalu umieszczonego w polu oddziaływania ligandów, które moduluje właściwości magnetyczne jonu [1, 2]. Dotychczas przebadane doświadczalnie układy SIM utrzymują swoją magnetyzację w zakresie temperatur poniżej temperatury ciekłego azotu, co bardzo ogranicza ich potencjalne zastosowania, np. jako środki kontrastujące w badaniach MRI. Aktualny rekord temperatury, przy której zostaje zachowana magnetyzacja, wynosi 60K i został zaobserwowany w 2017 roku w układzie SIM, w którego centrum znajduje się dysproz [3].

        Jony holmu budzą zainteresowanie jako komponent w układach SIM, ponieważ wykazują właściwości magnetyczne nawet bez obecności pola ligandów. Co więcej, pokazano, że pojedynczy jon holmu adsorbowany na cienkich warstwach tlenku magnezu utrzymuje magnetyzację do temperatury sięgającej 30K [4]. Dlatego zdecydowaliśmy się w sposób teoretyczny przeanalizować kompleks złożony z jonu Ho(3+) oraz kwasu EDTA(4-), a uzyskane wyniki porównaliśmy z doświadczalnymi.

        Wokół badanego układu znajduje się otoczka solwatacyjna. Dzięki metodom obliczeniowym ab-initio mogliśmy sprawdzić wpływ jakie mają otaczające molekuł wody na właściwości magnetyczne związku. W tym celu wykonaliśmy obliczenia dla wspomnianego układu w dwóch kombinacjach: z otoczką solwatacyjną oraz bez otoczki. Elektronową korelację statyczną wyznaczyliśmy za pomocą metody RASSCF (restricted active space self-consistent field), oddziaływanie spin-orbita za pomocą metody RASSI-SO (restricted active space spin interaction with spin-orbit coupling), natomiast właściwości magnetyczne za pomocą metody SINGLE ANISO. Rachunki były wykonywane pakietem programów MOLCAS.

        Literatura:
        [1] N. Ishikawa, M. Sugita, T. Ishikawa, S. Koshihara, Y. Kaizu, Journal of the American Chemical Society. 125 8694-5 2003
        [2] Bi, Y., Guo, Y., Zhao, L., Guo, Y., Lin, S., Jiang, S., Tang, J., Wang, B., Gao, S. Chem. Eur. J. 17: 12476-12481 2011
        [3] C. Goodwin, F. Ortu, D. Reta, N. Chilton, D. Mills, Nature. 548. 439-442 2017
        [4] F. Donati, S. Rusponi, S. Stepanow, C. Wäckerlin, A. Singha, L. Persichetti, R. Baltic, K. Diller, F. Patthey, E. Fernandes, J. Dreiser, Ž. Šljivančanin, K. Kummer, C. Nistor, P. Gambardella, H. Brune, Science. 352 318-321 2016

        Speaker: Mr Marek Eggen (Instytut Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki, Wydział Matematyki Fizyki i Informatyki, Uniwersytet Gdański)
      • 16:40
        Właściwości optyczne i strukturalne azotku boru otrzymywanego metodą MOVPE 20m

        Azotek boru (BN) to związek półprzewodnikowy z grupy III-V. Najpopularniejszą z jego odmian jest BN o hybrydyzacji sp2, którego pojedyncze płaszczyzny są zbudowane z sześcioczłonowych pierścieni naprzemiennie poukładanych atomów azotu i boru [1]. Taki materiał wykazuje przerwę energetyczną około 6 eV [2], jednocześnie będąc materiałem dwuwymiarowym, którego pojedyncze warstwy mogą wchodzić w skład heterostruktur van der Waalsa [3]. To wszystko czyni BN materiałem dobrym do zastosowań między innymi w optoelektronice w dalekim ultrafiolecie (Deep UV) oraz ogólnie pojętej elektronice – również tam, gdzie przydatna będzie elastyczność i wytrzymałość tego materiału.

        Epitaksja z fazy gazowej przy wykorzystaniu związków metaloorganicznych (MOVPE) pozwala otrzymywać jednorazowo materiał o dużej powierzchni. Azotek boru w naszym laboratorium hodowany jest w dwóch modach – ciągłym (Continuous Flow Growth – CFG) i modulowanym (Flow-rate Modulated Epitaxy – FME). Głównymi parametrami wzrostu, które możemy zmieniać są temperatura oraz ciśnienie w reaktorze oraz przepływy prekursorów azotu (amoniak) i boru (trójetylobor). W zależności od tego jak przeprowadzony zostanie proces, BN może przyjąć jedną z trzech form: ciągła warstwa epitaksjalna, materiał składający się z cienkich, różnie zorientowanych płatków o dużej powierzchni lub materiał gęsto zarodkowany, polikrystaliczny. Niezależnie od jakości strukturalnej, bardzo często wykazuje on luminescencję w zakresie 540 – 800 nm, pobudzaną światłem laserowym o długości fali 532 nm. Jest ona związana z obecnością w strukturze defektów punktowych lub ich kompleksów. Pomiary efektu Ramana, dyfrakcji rentgenowskiej i skaningowej mikroskopii elektronowej są niezbędne do określenia struktury krystalograficznej, zidentyfikowania charakterystycznych drgań i określenia uporządkowania materiału względem podłoża. Wszystkie otrzymane za pomocą tych badań informacje, wzbogacone o parametry procesu i wyniki pomiarów fotoluminescencji wewnątrzprzerwowej, umożliwiły uzyskanie kontroli zarówno nad strukturą azotku boru jak i nad powstawaniem defektów. Otrzymane wyniki zostaną zaprezentowane razem z rozważaniami na temat obecności w azotku boru defektów punktowych związanych z obecnością węgla, wodoru, nadmiaru boru i niedoboru azotu.

        [1] N. Ohba et al., Phys. Rev. B 63, 115207 (2001)
        [2] K. Watanabe et al., Phys. Stat. Sol. (a) 201, No. 11, 2561–2565 (2004)
        [3] K. S. Novoselov et al., Science vol. 353, aac9439 (2016)

        Speaker: Prof. Andrzej Wysmołek (Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski)
      • 16:40
        Z boson production in proton-lead collisions at the LHC accounting for transverse momenta of initial partons 20m

        W referacie przedstawię wyniki obliczeń przekroju czynnego na inkluzywną produkcję bozonu Z
        w zderzeniu proton-ołów. Obliczenia są wykonane w ramach k-t faktoryzacji która uwzględnia dokładną kinematykę zderzenia poprzez nie zaniedbywanie pędów poprzecznych partonów.
        Aby wykonać obliczenia przekroju czynnego skonstruowano rozkłady partonowe parametryzujące jądro ołowiu przy użyciu metody "branching".
        Wyniki obliczeń porównane są z danymi z eksperymentu CMS gdzie analizowano dane zebrane dla energii zderzenia √s= 5.02 TeV. Otrzymano bardzo dobry opis widma rapidity i pędu poprzecznego bozonu Z.

        Speaker: Etienne Blanco (IFJ PAN)
      • 16:40
        Zastosowanie kryształów LiF do fluorescencyjnej detekcji śladów cząstek jądrowych 20m

        Fluorek litu (LiF) jest materiałem wykazującym szereg efektów luminescencyjnych szeroko stosowanym w dozymetrii. Jednym z tych efektów jest fotoluminescencja związana z defektami struktury krystalicznej generowanymi przez promieniowanie jonizujące. Cząstki naładowane przechodząc przez kryształ LiF powodują tworzenie się w nim centrów F (wakancje anionowe z wychwyconym elektronem), które następnie mogą grupować się w bardziej złożone centra barwne $F_2$ (dwie wakancje związane z dwoma elektronami) i $F_3^+$ (trzy wakancje związane z dwoma elektronami). Wzbudzenie tych centrów barwnych światłem niebieskim (o długości fali około 445 nm) wywołuje ich fotoluminescencję. Widmo emitowanego światła ma dwa maksima, odpowiadające centrom $F_2$ (długość fali 670 nm) oraz $F_3^+$ (długość fali 525 nm).

        Badania prowadzone w ostatnim czasie w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN (IFJ PAN) doprowadziły do wykorzystania powyższych zjawisk do obrazowania pojedynczych śladów cząstek jądrowych w kryształach LiF.

        Kryształy fluorku litu zostały wytworzone w IFJ PAN metodą Czochralskiego, a następnie pocięte na małe próbki o standardowej wielkości 4x4x1 mm. Po odpowiedniej obróbce kryształy napromieniane były różnymi rodzajami promieniowania jonizującego, w tym promieniowaniem gamma, cząstkami alfa, beta, neutronami i ciężkimi jonami. Przy użyciu mikroskopu fluorescencyjnego szerokiego pola Nikon Eclipse Ni-U otrzymane zostały obrazy fotoluminescencji kryształów LiF. Prezentowane badania skupiały się wokół analizy właściwości radiofluorescencyjnych fluorku litu, a także eksploracji potencjalnych zastosowań, między innymi do dozymetrii neutronów oraz spektrometrii gęstości jonizacji.

        Prezentowany projekt jest finansowany przez Narodowe Centrum Nauki (Numer umowy: UMO-2015/17/B/ST8/02180).

        Speaker: Małgorzata Sankowska (Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk)
      • 16:40
        Zastosowanie modelu warstwowego do określenia elastyczności układów biologicznych 20m

        Właściwości fizyczne układów biologicznych można badać przy użyciu mikroskopii sił atomowych. Szczególnie użyteczna jest wersja spektroskopowa tej metody. Dzięki dokładnym pomiarom sił wyznacza się zarówno topografię próbki, jak i jej właściwości fizyczne. Wyjątkowo istotna jest elastyczność, gdyż jest ona związana ze zmianami funkcjonalnymi lub patologicznymi. Głębokie zrozumienie elastyczności komórek jest kluczowe dla prawidłowego opisu ich funkcjonowania.
        Ważnym krokiem w badaniach elastyczności jest interpretacja danych eksperymentalnych. Dwa najczęściej stosowane modele teoretyczne, wprowadzone przez Hertza i Sneddona, to modele jednoparametrowe, które spełniają silne założenia, m.in. o jednorodności materiału, małych odkształceniach, specyficznej geometrii sondy, itp. Układy biologiczne o złożonej strukturze są dalekie od jednorodności. Analiza pomiarów krzywych siła-odległość ujawnia zmiany lokalnej sprężystości wraz z głębokością indentacji. W konsekwencji modele wieloparametrowe są niezbędne do prawidłowej interpretacji danych.
        Zmiany w elastyczności komórek są związane z ich budową warstwową. W komórkach śródbłonka zewnętrzną warstwą jest powłoka glikoprotein zwana glikokaliksem, następną jest błona komórkowa wspierana przez cytoszkielet, który otacza organelle komórkowe. Aby zbadać tak złożone struktury, wyznaczono na podstawie krzywych siła-indentacja lokalny parametr sprężystości. Uzyskane dane zinterpretowano przy użyciu modelu materiału warstwowego opisanego przez Kovaleva i in. Otrzymany parametr elastyczności jest opisywany funkcją schodkową ze strefami przejściowymi, w których występuje gradient elastyczności. W wyniku analizy oszacowano parametry sprężystości kolejnych warstw.

        Speaker: Mrs Magdalena Rusaczonek (Uniwersytet Jagielloński)
      • 16:40
        Zastosowanie wielokonfiguracyjnej metody Diraca-Hartree-Focka do oszacowania wpływu elektronów swobodnych na elektryczny moment dipolowy atomu ksenonu 20m

        Elektryczny moment dipolowy (EDM) ma w atomach diamagnetycznych kilka źródeł: oddziaływania typu tensor-pseudotensor między elektronami a jądrem atomowym, pseudoskalar-skalar między elektronami a nukleonami, twierdzenie Schiffa oraz moment dipolowy elektronów. Wypadkowy moment dipolowy atomów jest znikomo mały, ale jego istnienie jest przewidziane w modelu standardowym, jest manifestacją łamania zasady zachowania parzystości i inwersji czasu. Doświadczalnie zmierzone są tylko górne oszacowania wielkości EDM dla wybranych atomów, dzisiejsza aparatura jest zbyt mało precyzyjna, aby dokonać pomiarów bezwzględnych wartości.

        Teoretyczne wartości EDM obliczano do tej pory wieloma metodami (m.in. wielociałowym rachunkiem zaburzeń, przybliżeniem RPA, metodą Diraca-Focka i innymi). Wkład do EDM elektronów kontinuum i korelacji między nimi był w nich albo pomijany, albo nie był bezpośrednio wyodrębniany z sumarycznego wyniku. Od pewnego czasu do obliczeń EDM wykorzystuje się również wielokonfiguracyjną metodę Diraca-Hartree-Focka (MCDHF). W serii trzech publikacji [1–3] zademonstrowano wykorzystanie metody MCDHF do obliczeń EDM dla wybranych atomów diamagnetycznych, jednak ponownie bez uwzględniania wpływu elektronów kontinuum.

        W niniejszej pracy wykorzystano metodę MCDHF do obliczenia wartości EDM w atomie ksenonu. Obliczenia przeprowadzono przy użyciu pakietu GRASP2K – dla stanów związanych, oraz własnym programem COWF – dla stanów z widma ciągłego, dla poszczególnych oddziaływań w systematycznie powiększanej aktywnej przestrzeni konfiguracyjnych funkcji stanu. Po raz pierwszy w sposób jawny uwzględniono wpływ elektronów swobodnych, który w przybliżeniu wyniósł ok. 30%. Otrzymane zsumowane wyniki wkładów do EDM od widma dyskretnego oraz ciągłego porównano z wynikami innych autorów, otrzymując bardzo dobrą zgodność. Uzyskane wyniki są bardzo istotne z punktu widzenia badań nad EDM – wykazują, że wpływ elektronów swobodnych na wartość EDM w atomie jest na tyle istotny, że nie może być pomijany w obliczeniach teoretycznych [4].

        Literatura
        [1] J. Bieroń, G. Gaigalas, E. Gaidamauskas, S. Fritzsche, P. Indelicato, and P. Jönsson, Phys. Rev. A 80, 012513 (2009)
        [2] L. Radžiūtė, G. Gaigalas, P. Jönsson, and J. Bieroń, Phys. Rev. A 90, 012528 (2014)
        [3] L. Radžiūtė, G. Gaigalas, P. Jönsson, and J. Bieroń, Phys. Rev. A 93, 062508 (2016)
        [4] P. Syty, J.E. Sienkiewicz, L. Radžiūtė, G. Gaigalas, P. Rynkun, J. Bieroń, Phys. Rev. A 99, 012514 (2019)

        Speaker: Dr Paweł Syty (Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska)
      • 16:40
        Złamanie zasady Kasha – Vavilov w roztworze P5C (N, N' – pirolobenzonitrylu ) w acetonitrylu. 20m

        Procesy przenoszenia ładunku (z ang. Charge Transfer) w stanach wzbudzonych związków organicznych mogą zasadniczo modyfikować właściwości takich systemów. Reakcje СT należą do najczęściej obserwowanych i najszybszych fotoreakcji pierwotnych, dość często przebiegają w skali pikosekundowej i femtosekundowej. Stany CT mogą wykazywać efektywną emisję, która wraz z emisją stanów wzbudzonych lokalnie (z ang. Local Excited) tworzy widma podwójnej fluorescencji. Reakcje CT są wykorzystywane w celu modyfikowania nieliniowych właściwości związków molekularnych. Jako jasny przykład można wymienić sondy molekularne o charakterystykach nieliniowych odpowiednich dla mikroskopii dwufotonowej o rozdzielczości przestrzennej przekraczającej granicę dyfrakcji. Reakcje CT w cząsteczkach organicznych zazwyczaj przebiegają w odstępach porównywalnych z czasami relaksacji wibracyjnej. Dlatego w takich systemach możemy przewidywać złamanie reguły Kasha - Vavilov (K-V).
        Praca dotyczy badań nad popularnym związkiem: N, N’-pirolobenzonitrylu (P5C) - gdzie udało się zauważyć, że zależności względnych intensywności emisji LE/CT od energii kwantów wzbudzenia (d 6,5 do 0,6) są dobrze wyrażone w zakresie 220 – 280 nm. Temperatury obliczone za pomocą stosunku Kennarda-Stepanova wydają się być wyższe niż temperatury eksperymentalne przy krótszych długościach wzbudzenia 290 nm. Jednakże, w niepolarnym rozpuszczalniku jakim jest heksan, gdzie reakcja CT jest nieobecna, rejestrujemy efektywne temperatury bliskie eksperymentalnym. Odkrycia te wskazują, że w polarnym rozpuszczalniku szybka reakcja CT wytwarza w pełni wibracyjny rozkład zależny od warunków fizycznych.
        Przedstawione dane pozwalają stwierdzić, że konkurencja między emisją spontaniczną w paśmie LE a reakcją przeniesienia ładunku CT zależy od wzbudzonego stanu singletowego i nadmiaru energii wibracyjnej, a mianowicie, wydajność emisji w paśmie LE w odniesieniu do wydajności reakcji CT rośnie ze wzrostem energii wibracyjnej. Obliczona w relacji K-S efektywna temperatura w roztworach heksanu i acetonitrylu jest dość ważnym argumentem, że emisja występuje z nieaktywnych termodynamicznie poziomów. To odkrycie nie jest zgodne z zasadą K-V w badanym układzie. Powyższe badania jak i inne dane eksperymentalne wskazują, że modulacja fluorescencji w P5C, DMABN i prawdopodobnie niektórych innych systemach CT poprzez selektywne wzbudzanie wysoką energią jest możliwa gdy reakcja CT przebiega szybciej lub przebiega z podobną szybkością.

        Speaker: Agnieszka Włodarkiewicz (Akademia Pomorska w Słupsku)
    • 17:00 18:00
      Wykład otwarty: O Prawach Podobieństwa i Symetrii w Przyrodzie 1h Aula Duża (Auditorium Maximum)

      Aula Duża

      Auditorium Maximum

      ul. Krupnicza 33

      W 1611r. Johannes Kepler opublikował swój esej o sześciokątnym śniegu . Dwadzieścia cztery lata potem Pierre Gassendi w jednym ze swoich filozoficzno-przyrodniczych listów do pisał:

      Rozumiem, że szczególnie duże bryły - czy to sześcian, ośmiościany,
      czy inne, składają się z mniejszych o tym samym kształcie i że formy
      tych mniejszych —dopóki nie zostaną rozdzielone na bardzo małe — są
      prawie niezmienne i pozostają ukształtowanymi w ten sam sposób; z tego
      dochodzę do wniosku, że można je rozdzielać aż do ich składowych
      “atomów”, które z jakiegoś powodu muszą mieć ten sam kształt.

      W ten sposób zrodził się dział nauki zajmującej się powstawaniem ciała materialnych, ich strukturą i właściwościami starający się powiązać je z podstawowymi ich właściwościami symetrii i podobieństwa.
      W 1638 r Galileusz w swoich "Rozmowach i dowodzeniu matematycznym w zakresie dwóch nowych umiejętności” zawarł argument, zwany teorią 2/3, tłumaczący dlaczego drzewa nie mogą osiągać dowolnej wysokości. W ten sposób zrodził się dział nauki starający się nie tylko udzielić odpowiedzi na pytanie czy wielkość ma znaczenie? ale i na to czy “materia ożywiona” w swych procesach rozwoju i wzrostu korzysta z tych samych praw, które starali się sformułować fizycy i chemicy zajmujący się zjawiskami wzrostu kryształów, powstawania struktur geologicznych itp.
      Mój wykład poświęcony będzie poglądowemu przedstawieniu związków pomiędzy rolami jaki symetrie i prawa podobieństwa odgrywają dziś w zrozumieniu zjawisk wzrostu w szeroko rozumianej przyrodzie.

      Speaker: Łukasz Turski
    • 18:00 18:45
      Theatrum Experimentorum Physicorum 45m

      Szybki rozwój fizyki rozpoczął się, gdy stała się nauką eksperymentalną. Często badacze prezentowali publicznie swoje eksperymenty przeczące zakorzenionej intuicji (zdrowemu rozsądkowi). Zazwyczaj pokazy doświadczeń fizycznych odbywały się przed obliczem władców (co skutkowało mówiąc dzisiejszym językiem sponsoringiem), gościły w salonach XVIII - wiecznej Francji czy też wiktoriańskiej Anglii. Bywały też masowe pokazy, z których najbardziej znany jest eksperyment magdeburski z 1657 roku. Współcześnie eksperyment pokazowy jest ważnym elementem zarówno dydaktyki jak i popularyzacji fizyki.

      Podczas pokazów zaprezentowane zostaną doświadczenia związane z ruchem obrotowym bryły sztywnej, powietrzem i próżnią oraz z wykorzystaniem składników skroplonego powietrza.

      Speaker: Marek Gołąb (Instytut Fizyki UJ)
    • 18:45 19:00
      Przerwa kawowa 15m
    • 19:00 20:00
      Wykład otwarty: Czy fizyka jest nauką o materii? 1h Aula Duża (Auditorium Maximum)

      Aula Duża

      Auditorium Maximum

      ul. Krupnicza 33

      Często mówi się, że fizyka jest nauką o materii. Ale jeżeli zgodzić się, że pojęcia fizyczne to takie pojęcia, które odnoszą się do czegoś, co da się zmierzyć, to pojęcie materii nie jest pojęciem fizycznym (nie ma jednostek materii). Chociaż prawdą jest, że fizycy często posługują się terminem „materia”, podobnie jak wielu innymi terminami zaczerpniętymi z języka potocznego. Jednakże pojęcie materii ma także genezę filozoficzną, obrosło ono wieloma odniesieniami do filozofii. Prześledzenie tej genezy i tych odniesień jest wielce pouczające.
      Pojęcia fizyczne najbliższe pojęciu materii to masa i energia (istnieją jednostki masy i energii). Pojęcia te mają wspólny z pojęciem materii rodowód filozoficzny. Zapewne z tego powodu termin „materia” tak zadomowił się w „około-fizycznym” języku.
      Ważniejsze jednak od językowych subtelności jest pytanie: o czym właściwie – jeżeli nie o materii –mówi fizyka?
      „Byłoby cudem, niemal na skalę kosmiczną, gdyby teorie dokonywały tak wiele i tak dokładnych empirycznych predykcji jak, powiedzmy, ogólna teoria względności lub fotonowa teoria światła i gdyby to, co one mówią na temat fundamentalnej struktury świata, było nieprawdziwe, lub 'istotnie' czy 'zasadniczo' nieprawdziwe” (John Worrall). W jakim sensie „prawdziwe” lub „nieprawdziwe”? Odpowiedź na to pytanie wyłania się z dokładnej analizy teorii fizycznych.

      Speaker: Michał Heller
    • 20:00 21:30
      Widowisko muzyczne z muzyką i wykonaniem Józefa Skrzeka i narracją filmową Jerzego Grębosza "NA STYKU DWÓCH NIESKOŃCZONOŚCI” - koncepcja i reżyseria: Adam Maj 1h 30m

      Szczególnym punktem programu Zjazdu Fizyków Polskich będzie widowisko multimedialne, z elementami edukacyjnymi „Na styku dwu nieskończoności”, wyreżyserowane przez prof. Adama Maja z IFJ PAN. Będzie to połączenie muzyki skomponowanej i wykonanej na fortepianie oraz syntezatorach przez Józefa Skrzeka (lidera legendarnej grupy rockowej SBB) i innych artystów, z narracją obrazowaną filmami i animacjami w wykonaniu dr. hab. Jerzego Grębosza z IFJ PAN. Widowisko to przedstawi artystyczną wizję historii Naszego Wszechświata, poczynając od osobliwości tuż przed Wielkim Wybuchem (Bubble Universe), poprzez Wielki Wybuch, wytworzenie pierwiastków wodoru, powstanie gwiazd i nukleosyntezy jądrowej aż do jąder żelaza, wybuchu Supernowej umożlwiającej powstanie pierwiastków cięższych od żelaza, aż do możliwego końca naszego Wszechświata np. w wyniku Wielkiego Rozerwania (Big Rip), ale potem możliwości wytworzenie nowej osobliwości (i być może Nowego Wszechświata). Kulminacyjnym utworem będzie podniosła suita muzyczna „Children of the Stars”.

    • 09:00 11:00
      Plenarna: P6
      • 09:00
        Sto lat to nie wiek, czyli Jubileusz fizyki na AGH 40m Aula (Klub Studio)

        Aula

        Klub Studio

        ul. Budryka 4

        W roku 1919 – decyzją Rządu RP z dnia 8 kwietnia – w Krakowie utworzono Akademię Górniczą. 20 października 1919 r. Naczelnik Państwa Marszałek Józef Piłsudski dokonał jej uroczystego otwarcia. W strukturze organizacyjnej Akademii Górniczej pojawiło się sześć katedr, wśród nich Katedra Fizyki. Jej organizatorem i pierwszym kierownikiem został profesor Jan Stock, którego promotorem pracy doktorskiej był profesor Marian Smoluchowski.
        Przez sto lat fizycy AG (obecnie AGH - w roku 1949 zmieniono nazwę Uczelni na „Akademia Górniczo-Hutnicza”) prowadzili prace badawcze i kształcili przyszłych inżynierów. Niemal wszyscy z ponad dwustu tysięcy absolwentów Uczelni mieli okazję poznawać podstawy wiedzy fizycznej korzystając z sal wykładowych wyposażonych w dziesiątki demonstracji doświadczeń fizycznych i laboratoriów studenckich, podczas których samodzielnie przeprowadzali swoje pierwsze pomiary fizyczne. Ta infrastruktura dydaktyczna zawsze była ważna i z niej nasza Uczelnia zawsze słynęła. Podobnie aparatura naukowa – fizycy AGH z wszystkich pokoleń z wielkim zaangażowaniem ją konstruowali, zdobywali fundusze na jej zakupy, sprowadzali z zaprzyjaźnionych ośrodków krajowych i zagranicznych kolejne przyrządy i aparaty. Dzięki ich wiedzy i pasji, pozycja i ranga środowiska fizyków AGH stale rosła. W roku 1991 powstał Wydział Fizyki i Techniki Jądrowej, grupujący niemal wszystkich fizyków pracujących na Uczelni; od roku 2005 działa on pod nazwą Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej. Jest obecnie jednym z najlepszych wydziałów fizyki w Polsce, o wysokiej pozycji naukowej ugruntowanej w kraju i za granicą; świadczy o tym m.in. dwukrotne otrzymanie kategorii A+ w ministerialnej ocenie parametrycznej, oraz fakt bycia koordynatorem Krakowskiego Konsorcjum Naukowego im. M. Smoluchowskiego „Materia-Energia-Przyszłość”, które – grupując zaprzyjaźnione z WFiIS AGH wydziały Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Instytuty PAN - zdobyło bardzo prestiżowy status Krajowego Naukowego Ośrodka Wiodącego na lata 2012-2017.

        Speaker: Wojciech Łużny (AGH, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej)
      • 09:40
        Obrazowanie optyczne i tomografia rezonansowa (MRI): historia bliskich związków 40m

        Istotny wpływ na rozwój tomografii rezonansowej, czy też MRI (magnetic resonance imaging), jednej z wielkich success stories fizyki XX wieku, miały analogie optyczne. Wynalazcy MRI zauważyli paradoks, że technika posługująca się sygnałem w przedziale megaherzów, a więc dlugością fali rzędu metrów lokalizuje obiekty milimetrowe, znacznie poniżej znanej w optyce granicy dyfrakcyjnej. Rozwiązano go przyjmując, iż „dyfrakcja rezonansowa” dotyczy nie fali radiowej, a modulacji spinów spowodowanej precesjią w gradiencie pola, której długość fali zagdza się z rozdzielczością obrazu. Ten pochodzący z optyki formalizm został doprecyzowany w latach 80-tych i przyczynił się do nagłego skoku w technologii MRI. W jego ujęciu transofrmata Fouriera obrazu próbkowana jest wzdłuż trajektorii w „przestrzeni k” z prędkością daną przez gradient pola. Podczas gdy typowy „radiologiczny” obraz oblicza się z kilkuset odcinków mierzonych po kolejnych pobudzeniach zrelaksowanych spinów, co trwa minuty, nowe systemy gradientowe i zoptymalizowane trajektorie uzyskują obraz z jednym wzbudzeniem w kilka milisekund.

        Kolejna inspiracja dla MRI dotarła z optyki w związku ze spektakularnym rozwojem mikroskopii nadrozdzielczej uwieńczonym nagrodą Nobla w roku 2014. Metody takie jak SIM (structured illumination microscopy) pozwoliły zobaczyć detale mniejsze od długości fali świetlnej dzięki modulacji obiektu (np. przez oświetlenie falą stojącą), która sprawia, że normalnie niedostępne częstotliwości przestrzenne przechodzą przez pasmo systemu optycznego. Choć MRI nie ma w zasadzie limitu dyfrakcyjnego (używając wielu trajektorii można sięgnąć dowolnie daleko w przestrzeń k), istnieją zastosowania, gdzie skan musi się odbyć na jednym sygnale z powodu niestabilnej fazy. Należy do nich DTI (diffusion tensor imaging) – technika MRI pozwalająca odtworzyć przebieg połączeń mózgowych (tzw. konektom) poprzez pomiar dyfuzji wody. Tradycyjne DTI skazane jest na użycie pojedyńczych trajektorii i zwiazną z tym granicę rozdzielczości podobną do optycznej. Zapożyczona z optyki strategia „strukturalnego oświetlenia”, które w MRI przybiera formę harmonicznego nasycenia spinów przed pobudzeniem warstwy (tzw. tagging), pozwala obliczyć sygnał poza obszarem trajektorii i znacznie zwiększyć rozdzielczość obrazu.

        Referat będzie zawierał wprowadzenie do tomografii rezonansowej oparte na analogii dyfrakcyjnej, dyskusję granicy rozdzielczości w optyce i MRI, a także przegląd nowych wyników super-resolution MRI.

        Speaker: Franciszek Hennel (Institute for Biomedical Engineering, ETH and University of Zurich)
      • 10:20
        From Agent based models to quantitative trading 40m

        Financial markets are examples of complex systems being driven by both endogenous processes as well as exogenous shocks. One can obtain insight into the dynamics of those systems by assuming market participants (agents) belonging to particular groups and being characterized by a particular demand & supply functions. The agents themselves are likely to switch to a different group under persuasion of their peers (herding behavior). The mathematical description of this phenomenon in terms of a non-trivial Markov model, combined with the clearing of the market by a market maker provides analytical results for the probability distribution of the asset prices and returns. That in turn allows for trading strategies to be designed and implemented in real life. In the course of the talk I will review several agent based models as well as mention the practicalities of quantitative trading.

        Speaker: Przemyslaw Repetowicz
    • 11:00 11:30
      Przerwa kawowa 30m AGH

      AGH

      Kraków

    • 11:30 13:30
      Plenarna: P7
      • 11:30
        Światowe innowacje powstają w Polsce 40m

        PREVAC jest bardzo dobrze znany na świecie ze swej elastyczności w opracowywaniu innowacyjnych rozwiązań dostosowanych do indywidualnych potrzeb klienta. Firma koncypuje, projektuje, produkuje i dostarcza kompletne analityczne i depozycyjne aparatury naukowo-badawcze służące głównie do tworzenia nowych materiałów, a tym samym nowych technologii. Komponenty próżniowe, urządzenia elektroniczne oraz oprogramowanie są dedykowane do obsługi produktów własnych, jak również innych producentów.

        Speaker: Andreas Glenz (PREVAC)
      • 12:10
        Metody probabilistyczne w fizyce stosowanej: teoria wyboru społecznego, ekonofizyka i informacja kwantowa 40m

        Techniki matematyczne rozwijane od lat w kontekście fizyki statystycznej znalazły także zastosowanie do opisu układów złożonych, interesujących z punktu widzenia nauk przyrodniczych i społecznych. W szczególności teoria macierzy losowych pozwala przewidywać typowe zachowanie skomplikowanych modeli teoretycznych, które używa się w w wielu problemach o znaczeniu praktycznym.
        Celem referatu będzie przedstawienie kluczowego narzędzia probabilistycznego – twierdzenia o koncentracji miary – oraz przykładów jego zastosowań w problemach fizycznych. Twierdzenie to określa warunki, przy jakich funkcja wielu zmiennych f, przykładowo określona na N-wymiarowej sferze, dla losowego argumentu asymptotycznie przyjmuje wartości bliskie wartości oczekiwanej <f>, uśrednionej po całej jej dziedzinie. Taki wynik pozwala wykazać, że wektory zadane przez dwa losowo wybrane punkty z wielowymiarowej sfery są z dobrym przybliżeniem ortogonalne, a statystyczne własności widma dwóch dużych macierzy losowych wygenerowanych z danego zespołu są do siebie podobne.
        Przedstawioną technikę można stosować w szerokiej gamie zagadnień, w których interesują nas generyczne własności złożonych układów opisywanych statystycznie przy przejściu do granicy termodynamicznej. W ten sposób w teorii społecznego wyboru można oszacować średnią wagę oraz średnia siłę głosu największego gracza w gronie N wyborców [1], opisać typowe korelacje pomiędzy fluktuacjami cen akcji na giełdzie oraz sygnałami encefalografu obrazującymi bioelektryczne czynności mózgu [2].
        Analogiczne metody stosowane w statystycznym opisie układów fizycznych, umożliwiają wykazanie, iż typowy stan czysty układu składającego się z dwóch cząstek o N poziomach każdy jest mocno splątany [3], a pojemność kanału kwantowego jest superaddytywna. Dlatego przesyłając informację kwantową korzystnie jest wykorzystywać równolegle dwa kanały kwantowe podając na wejście stan splątany układu dwucząstkowego. Ten kluczowy wynik Hastigsa [4] dobrze unaocznia znaczenie stanów splatanych i uwypukla zasadnicze różnice pomiędzy przetwarzaniem informacji kwantowej i klasycznej.</f>

        [1] D. Boratyn, W. Kirsch, W. Słomczyński, D. Stolicki and K. Życzkowski, Average weights and power in weighted voting games, preprint arXiv:1905.04261
        [2] J. Kwapień, S. Drożdż, Physical approach to complex systems, Phys. Rep. 515, 115 (2012)
        [3] K. Życzkowski and H.-J. Sommers, J. Phys. A 34, 7111 (2001).
        [4] M. B. Hastings, Nat. Phys. 5, 255 (2009).

        Speaker: Karol Życzkowski (IF UJ / CFT PAN)
      • 12:50
        Perspektywy zahamowania globalnego ocieplenia 40m

        W grudniu ub. roku odbyła się w Katowicach 24 konferencja stron Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych do Spraw Zmian Klimatu (UNFCCC). Celem konferencji było wypracowanie dróg realizacji postanowień Porozumienia Paryskiego z 2015 r, w szczególności ograniczenia wzrostu temperatury globalnej poniżej 2 stopni Celsiusza do końca XXI wieku, w porównaniu z okresem 1850-1900.
        W referacie przedstawione zostaną dane obserwacyjne ilustrujące ewolucję klimatu Ziemi w ostatnich dziesięcioleciach. Przedyskutowane zostaną fizyczne aspekty ingerencji człowieka w ziemski system klimatyczny oraz możliwości zahamowania dalszego wzrostu temperatury globalnej poprzez modyfikację bilansu radiacyjnego Ziemi. Omówione zostaną projekty bezpośredniej kontroli strumienia promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi oraz sposoby kontroli strumienia promieniowania długofalowego emitowanego przez system Ziemia-atmosfera. Przedstawione zostaną główne tezy Raportu Specjalnego Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) dotyczące niezbędnych działań które należy podjąć aby utrzymać wzrost temperatury globalnej Ziemi poniżej 1,5 stopnia Celsiusza do końca XXI wieku.

        Speaker: Kazimierz Różański (Wydział Fizyki i INformatyki Stosowanej AGH)
    • 13:30 15:00
      Przerwa obiadowa (lunch) 1h 30m AGH

      AGH

      Kraków

    • 15:00 17:00
      Fizyka cząstek: S4.3
      • 15:00
        Experimental highlights from heavy-ion physics 30m

        Zderzenia ciężkich jonów otrzymywane są w Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN oraz w akceleratorach RHIC w BNL w USA, czy SPS w CERN. Budowane są również nowe urządzanie – kompleks akceleratorów NICA w ZIBJ w Dubnej oraz FAIR w GSI w Niemczech. W reakcjach tam zachodzących powstaje materia o temperaturze rzędu 160 MeV oraz gęstości nawet o rząd wielkości większej niż gęstość materii jądrowej. Teoria oddziaływań silnych przewiduje, że w tych warunkach powstaje plazma kwarkowo-gluonowa (QGP), egzotyczny stan skupienia materii jądrowej, który ostatnio istniał w kilka mikrosekund po Wielkim Wybuchu. Tak wyprodukowana materia podlega gwałtownym przemianom, w czasie rzędu 10-23 s przyspiesza prawie do prędkości światła i bardzo szybko się ochładza, ostatecznie zamieniając się na hadrony, które docierają do detektorów.
        Zderzenia ciężkich jonów badane są w dedykowanych eksperymentach, takich jak ALICE, CMS i ATLAS przy LHC, NA61/SHINE w SPS, STAR przy RHIC oraz w planowanych eksperymentach MPD i BM@N przy NICA oraz CBM w FAIR. Zaprezentowane zostaną najnowsze wyniki działających eksperymentów oraz planowane możliwości badawcze powstających urządzeń. W szczególności omówione zostaną wyniki dotyczące kolektywnego zachowania materii (przepływów) i wynikających z nich parametrów równania stanu materii jądrowej. Przedstawione będą wyniki dotyczące korelacji między cząstkami, które badają dynamikę reakcji oraz rozmiary czasowo-przestrzenne utworzonego systemu. Podobna technika wykorzystywana jest również do badania oddziaływań pomiędzy barionami, w tym barionami o niezerowej dziwności.
        Na koniec omówione zostaną wyniki badań zderzeń proton-ołów. Służą one za punkt odniesienia dla zderzeń ołów-ołów i pozwalają odróżnić efekty stanu początkowego (initial state) obecne w „zimnych” jądrach, od efektów powstających już po zderzeniu, w gorącym i gęstym systemie powstałym w reakcji.

        Speaker: Adam Kisiel (ZIBJ/Politechnika Warszawska)
      • 15:30
        Signatures of chiral symmetry restoration in dilepton production 30m

        We study the structural change of the vector spectral function and integrated production rates
        of dileptons in the presence of the chiral mixing induced exclusively at finite density. The mixing
        produces multiple bumps and peaks around the vacuum masses of the ρ, ω and φ resonances in the
        spectral function. The arising modification becomes pronounced when the mass difference between
        parity partners decreases. In particular, the emergent peaks around the vacuum φ meson in the
        production rates serves as an excellent signature of the partially-restored chiral symmetry in heavy-
        ion collisions.

        Speaker: Chihiro Sasaki
      • 16:00
        Polaryzacja i wirowość w relatywistycznych zderzeniach ciężkich jonów 20m

        Od czasu zaobserwowania na początku XX wieku efektów Barnetta oraz Einsteina-de Haasa w materiałach ferromagnetycznych wiadomo, że spin cząstek tworzących materię wnosi znaczący wkład do jej całkowitego momentu pędu, wskazując na bezpośredni związek pomiędzy rotacją a polaryzacją w takich układach. Pomiary zrealizowane niedawno przez kolaborację STAR w Brookhaven National Laboratory pokazują, że analogiczne zjawisko występuje w niecentralnych relatywistycznych zderzeniach ciężkich jonów. Okazuje się, że materia wyprodukowana w tychże procesach zachowuje się jak wirujący płyn niosąc ze sobą znaczący globalny moment pędu. Ten ostatni, w wyniku zasady zachowania momentu pędu manifestuje się poprzez globalną polaryzację spinową hiperonów Lambda emitowanych na wymrożeniu. Zrozumienie związku pomiędzy polaryzacją a wirowością stanowi kluczowy element hydrodynamicznego modelowania ewolucji takich układów.

        Speaker: Radosław Ryblewski (IFJ PAN)
      • 16:20
        Pomiary azymutalnej anizotropii w zderzeniach ciężkich jonów w eksperymencie ATLAS. 20m

        Duża statystyka danych eksperymentalnych zebranych w eksperymencie ATLAS podczas zderzeń Pb+Pb oraz Xe+Xe na LHC została wykorzystana do pomiaru azymutalnej anizotropii cząstek naładowanych. Eksperyment ATLAS dokonał pomiaru współczynników Fouriera ($v_n$) w zderzeniach 5.02 TeV Pb+Pb oraz 5.44 TeV w szerokim zakresie pędów poprzecznych ($p_{\mathrm{T}}$ do 60 GeV), pseudopospieszności ($|\eta|<$ 2.5) i centralności zderzenia (0-80%). Harmoniczne wyższego rzędu, wrażliwe na fluktuacje w stanie początkowym, zostały zmierzone do $n$=7 przy użyciu metod dwu- i wielocząstkowych korelacji oraz metody iloczynu skalarnego. Eliptyczne i trójkątne harmoniczne przepływu pokazują interesujące uniwersalne skalowanie $p_\mathrm{T}$. Dynamiczne właściwości plazmy kwarkowo-gluonowej zbadane zostały przy użyciu zmodyfikowanego współczynnika korelacji Pearsona, $\rho(v_n, p_\mathrm{T})$, między średnim pędem poprzecznym, a wielkością wektora przepływu w zderzeniach 5.02 TeV Pb + Pb i p + Pb. Precyzyjne pomiary współczynników azymutalnego przepływu stanowią istotne narzędzie do testów modeli teoretycznych, w szczególnosci w istotny sposób mogą przyczynić się do uzyskania kluczowych informacji o warunkach początkowych układu, a także do zrozumienia dynamicznej ewolucji plazmy kwarkowo-gluonowej.

        Speaker: Klaudia Maj (AGH)
      • 16:40
        Exploring baryon rich QCD matter with HADES and CBM 20m

        Collisions of heavy atomic nuclei at (ultra-)relativistic energies provide a fascinating opportunity to re-create various forms of cosmic matter in the laboratory. For a short moment (10$^{23}~$s), matter under extreme conditions of temperature and density can be produced.

        In the dedicated experiments, one can explore e.g. the microscopic structure of strongly interacting matter, its phase diagram as well as its thermodynamic and transport properties. The temperatures and densities of matter formed in collisions of ions at beam energies of a few GeV per nucleon on stationary targets closely resembles those that prevail in neutron star mergers.
        Indeed, in heavy-ion reactions at SIS18 collision energies, matter is substantially compressed (2-3 times ground state density), although only the moderate temperatures are reached ($T~<~70~$MeV). Matter under such conditions is currently studied at the High Acceptance DiElecton Spectrometer (HADES).
        Important topics of the research program are the mechanisms of strangeness production, the emissivity of matter and the role of baryonic resonances herein.

        In this contribution I will focus on important experimental results obtained by HADES in Au+Au collisions at 2.42 GeV center of mass energy. The multi-differential representations of hadron and dilepton spectra, collective effects and particle correlations will be confronted with results of other experiments as well as with available model calculations. Outlook on physics opportunities with the future CBM experiment, operating at higher collision energies, will also be given.

        Speaker: Szymon Harabasz