XV OGÓLNOPOLSKA SESJA KÓŁ NAUKOWYCH FIZYKÓW W …osknf.amu.edu.pl/BookOfAbstract.pdf ·...

XV OGÓLNOPOLSKA SESJA KÓŁ

NAUKOWYCH FIZYKÓW W POZNANIU

„EKSPERYMENTATOR, TEORETYK, DYDAKTYK,

CZYLI ZAWÓD FIZYKA W PRAKTYCE”

18–21 listopada 2016

Wydział Fizyki

Uniwersytet im. Adama Mickiewicza

w Poznaniu

kolorowe kredki

XV OSKNF, Poznań, 18 – 21 listopada 2016 r.

Drodzy Uczestnicy XV Ogólnopolskiej Sesji

Kół Naukowych Fizyków!

Szanowni Państwo! Cieszymy się, że zechcieliście wziąć udział w organi-

zowanej przez nas konferencji. Mamy nadzieję, że w trakcie najbliższych

czterech dni wysłuchają Państwo wielu interesujących referatów, pogłębią

swoją wiedzę oraz nawiążą nowe kontakty, które zaowocują współpracą

w przyszłości.

Powzięliśmy starania, aby dopiąć kwestie organizacyjne na ostatni gu-

zik. Mamy nadzieję, że ostatni rok, który poświęciliśmy na przygotowania

zapewni uczestnikom konferencji dogodne warunki wzajemnej wymiany in-

formacji i poszukiwaniom inspiracji do dalszego rozwoju.

XV Ogólnopolska Sesja Kół Naukowych Fizyków nie odbyłaby się, gdy-

by nie wsparcie finansowe, sprzętowe, poświęcony czas i pomoc wielu osób.

Głównymi sponsorami konferencji są: Uniwersytet im. Adama Mickiewicza

w Poznaniu, Wydział Fizyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Po-

znaniu oraz Parlament Samorządu Studentów UAM. Finansowo wsparli

nas także: Polskie Towarzystw Fizyczne, Odział Poznański Polskiego To-

warzystwa Akustycznego, RHL Service, Browar Fortuna oraz Szkoła Języ-

ków Obcych KONTAKT.

Nieustające podziękowania należą się także dr Magdalenie Grajek, opie-

kunowi Studenckiego Koła Naukowego Fizyków Fusion, za mnóstwo cen-

nych rad oraz nieocenioną pomoc przy organizacji konferencji.

Dziękujemy także profesorom, którzy uświetnili naszą konferencję swo-

ją obecnością oraz wykładami proszonymi, które zgodzili się dla nas prze-

prowadzić; są to: prof. Maciej Krawczyk, prof. Aleksander Sęk oraz prof.

Antoni Wójcik.

Podziękowania kierujemy także do wszystkich, których tu nie wymie-

niono, ale przyczynili się do podniesienia poziomu merytorycznego naszej

konferencji oraz wspierają nas w kwestiach organizacyjnych.

3 z 75


Skład Komitetu Organizacyjnego (kolejność alfabetyczna):

– Anna Krzyżewska,

– Katarzyna Pydzińska,

– Jędrzej Tepper,

– Paweł Wojciechowski,

– Michalina Wróblewska,

– Ignacy Zgrajek.

mgr Mateusz Zelent

Przewodniczący Komitetu Organizacyjnego

XV OSKNF

4 z 75


Informacje o organizatorze XV OSKNF

Organizatorem XV Ogólnopolskiej Sesji Kół Naukowych Fizyków jest Stu-

denckie Koło Naukowe Fizyków Fusion (SKNF Fusion). SKNF Fu-

sion zrzesza studentów fizyki oraz nauk pokrewnych na Wydziale Fizyki

Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

Jako koło naukowe, zajmujemy się m. in. organizacją seminariów wygła-

szanych przez członków koła oraz osoby z nim sympatyzujące. Istotną czę-

ścią naszej działalności jest organizacja, a także przeprowadzanie pokazów

popularnonaukowych, głównie dla szkół i przedszkoli. W ostatnim czasie

rozpoczęliśmy także prace nad studenckimi projektami naukowymi, mają-

cymi na celu rozwój oferty pokazów popularnonaukowych oraz wdrożenie

studentów w nich uczestniczących w działalność naukową.

Opiekun naukowy: dr Magdalena Grajek

Kontakt: [email protected]

5 z 75


Patronaty honorowe

Prof. dr hab. Ryszard Naskręcki

Przewodniczący Komisji Nauczania Fizyki

Polskiego Towarzystwa Fizycznego

Prof. dr hab. Rufin Makarewicz

Dyrektor Instytutu Akustyki

Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

Dr hab. Arkadiusz Józefczak

Przewodniczący Poznańskiego Oddziału

Polskiego Towarzystwa Akustycznego

Prof. dr hab. Maciej Kozak

Prezes Polskiego Towarzystwa

Promieniowania Synchrotronowego

Prof. dr hab. Stefan Jurga

Dyrektor Centrum NanoBiomedycznego


Patronaty merytoryczne

Prof. dr hab. Antoni Wójcik

Dziekan Wydziału Fizyki


Prof. dr hab. Katarzyna Chałasińska-Macukow

Prezes Polskiego Towarzystwa Fizycznego

JM Prorektor ds. studenckich


Dr hab. Arkadiusz Józefczak

Przewodniczący Poznańskiego Oddziału

Polskiego Towarzystwa Akustycznego

6 z 75


Sponsorzy

Sponsorzy instytucjonalni

7 z 75

Plan konferencji

Piątek, 18.11.2016

Plan budynku Wydziału Fizyki UAM w Poznaniu.

11:30 – 12:00 Rejestracja

Blok B, I piętro, korytarz.

12:30 – 12:40 Powitanie uczestników i otwarcie XV Sesji Kół naukowych fizyków.

Blok B, I piętro, Audytorium Maximum.

12:40 – 13:10 Wykład proszony

Prof. dr hab. Antoni Wójcik


13:15 – 14:30 Studencka sesja referatowa 1.

(20 minut na wystąpienie + 5 minut na pytania).


14:30 – 15:20 Obiad.

Blok C, parter, Klub profesorski

15:30 – 16:45 Dojazd na Franowo tramwajem nr 16.

Na dojazd do Kompanii Piwowarskiej mamy 75 minut. Prosimy

wszystkich uczestników o punktualne zebranie się o godzinie

15.30 przed wydziałem Fizyki i przejście na pętlę tramwajową

Os. Sobieskiego. O godzinie 15:53 lub 16:03 wszyscy wsiądziemy

do tramwaju nr 16 i udamy się na przystanek Szwajcarska.

17:00 – 20:00 Zwiedzanie kompanii piwowarskiej

20:00 - … Czas wolny


8 z 75

Sobota, 19.11.2016

09:00 – 09:40 Śniadanie


09:40 – 10:10 Wykład proszony

Blok I, parter, Audytorium Wschodnie.

10:15 – 11:35 Sesja kół naukowych fizyków cz. 1.


(7 minut na prezentację działalności koła naukowego + 2 min

na pytania).

11:35 – 12:10 Przerwa kawowa


12:15 – 13:10 Sesja kół naukowych fizyków cz. 2.


13:10 – 14:00 Obiad.


14:00 – 15:40 Doktorancka sesja referatowa 1.


(20 minut na wystąpienie + 5 minut na pytania)

15:40 – 16:10 Przerwa kawowa.


16:15 – 17:25 Doktorancka sesja referatowa 2.



18:15 – 21:00 Wycieczka wynajętym tramwajem z przewodnikiem.

Wszystkich uczestników chcących wziąć udział w zwiedzaniu

Poznania w środku wynajętego tramwaju prosimy o punktualne

stawienie się o godzinie 18:00 na pętli tramwajowej Os.

Sobieskiego. Tramwaj odjedzie z pętli punktualnie o godzinie

18:15.


9 z 75

Niedziela, 20.11.2016

09:00 – 10:00 Śniadanie


10:00 – 10:30 Wykład proszony.










14:05 – 15:00 Obiad.





17:10 – 19:00 Sesja posterowa.


W tym dniu nie ma kolacji. Po sesji posterowej każdy uczestnik

otrzyma posiłek na wynos.

20:00 – … Spotkanie integracyjne w klubie.


10 z 75

Poniedziałek, 21.11.2016

09:00 – 10:00 Śniadanie


10:00 – 12:05 Studencka sesja referatowa cz. 5.





12:50 – 14:05 Studencka sesja referatowa cz. 6.



14:05 – 14:35 Wykład proszony 4.


14:40 – 15:10 Przerwa kawowa / obrady komisji.


15:15 – 15:35 Zakończenie konferencji, rozdanie nagród.



11 z 75


Spis wystąpień uczestników

Lp. Autor i tytuł wystąpienia

Sesja doktorancka

1. Dariusz AksamitKREW, POT I ŁZY, ZGRZYTANIE ZĘBÓW, ROZBITY TE-LEFON – CZYLI DOZYMETRIA AWARYJNA

s. 20

2. Rafał BiałekOGNIWA SŁONECZNE OPARTE NA FOTOSYNTETYCZ-NYCH CENTRACH REAKCJI

s. 21

3. Arkadiusz BochniakGEOMETRIA NIEPRZEMIENNA A WSPÓŁCZESNA FI-ZYKA TEORETYCZNA

s. 22

4. Olga MarkowskaDŁUGOFALOWE DETEKTORY PODCZERWIENI Z HgCd-Te PRACUJĄCE W WARUNKACH NIERÓWNOWAGO-WYCH

s. 23

5. Marta MisiaszekPOMIARY WIDM PAR SKORELOWANYCH FOTONÓW

s. 24

6. Michał PalczewskiOBECNY STAN WIEDZY NA TEMAT FIZYCZNYCHWŁASNOŚCI SUPERCIĘŻKICH JĄDER ATOMOWYCH

s. 25

7. Michał PalczewskiNAUCZANIE FIZYKI W PROGRAMIE MATURY MIĘ-DZYNARODOWEJ (IB) Z PERSPEKTYWY METOD NA-UCZANIA FIZYKI STOSOWANYCH W POLSKIM PRO-GRAMIE SZKOLNYM

s. 26

8. Piotr WiniarzWPŁYW DOMIESZKOWANIA NA WŁAŚCIWOŚCISTRUKTURALNE I ELEKTRYCZNE NIOBIANÓW ZIEMRZADKICH

s. 27

9. Paweł WojciechowskiWZMACNIACZ PRĄDÓW NANO-, PIKO- I FEMTOAM-PERWYCH DO ZASTOSOWAŃ W SKANINGOWEJ MI-KROSKOPII TUNELOWEJ

s. 28

12 z 75



Sesja studencka

1. Michał Barej, Kamil WójcikWYKORZYSTANIE DEKONWOLUCJI DO WYZNACZA-NIA CAŁKOWITEGO PRZEKROJU CZYNNEGO W OD-DZIAŁYWANIU PROTON-PROTON PRZY WYSOKICHENERGIACH

s. 30

2. Anna DawidKONTROLOWANE MOLEKULARNE UKŁADY KWANTO-WE

s. 31

3. Piotr GładyszŹRÓDŁA TERAHERCOWE UZYSKIWANE PRZY POMO-CY NANOSTRUKTUR METALICZNYCH

s. 32

4. Wojciech GlajcarBADANIA STRUKTURALNE NANOCZĄSTECZEK PAL-LADU, PLATYNY I SREBRA

s. 33

5. Michał KamińskiSYMULACJA ROZPRASZANIA PROMIENIOWANIARENTGENOWSKIEGO W ZASTOSOWANIU DO BADAŃSTRUKTURY NANOMATERIAŁÓW

s. 34

6. Karol KarpińskiOPTYCZNA KONTROLA NANOANTEN – SYMULACJEMETODĄ FDTD

s. 35

7. Maciej KościelskiPOSZUKIWANIE ROZPADU Λ+c → pµ+µ− ZA POMOCĄWIELOWYMIAROWEJ ANALIZY DANYCH

s. 36

8. Piotr KrasuńKWANTOWE UCZENIE MASZYNOWE

s. 37

9. Monika KubekTĘCZA – ZJAWISKO NIE TAK PROSTE, JAK SIĘ WYDA-JE

s. 38

10. Patryk ŁakomiecTATUAŻE, CZY TAK STRASZNE JAK JE MALUJĄ,CZYLIANALIZA PIERWIASTKOWA TUSZY OD ICH WYKONA-NIA

s. 39

11. Aleksandra LewandowskaWŁAŚCIWOŚCI OPTYCZNE I MIKROSTRUKTURALNENANOWARSTW Au

s. 40

13 z 75



12. Michał LipkaOPTYMALNA STABILIZACJA WOLNO REAGUJĄCYCHLASERÓW

s. 41

13. Jędrzej MichalczykPROGRAMOWANIE W PRACY FIZYKA,PRZYKŁADPROBLEMU

s. 42

14. Jarosław MichalikDYNAMIKA DOTYKU JAKO CECHA BIOMETRYCZNA

s. 43

15. Mateusz NarożnikMODEL RUCHU SATELITY WOKÓŁ NIEREGULARNEJASTEROIDY

s. 44

16. Katarzyna PydzińskaPEROWSKITOWE OGNIWA SŁONECZNE PRZYSZŁO-ŚCIĄ FOTOWOLTAIKI?

s. 45

17. Marta RomanWPŁYW DOMIESZKOWANIA NA WŁAŚCIWOŚCISTRUKTURALNE I FIZYCZNE ZWIĄZKU NbSeI

s. 46

18. Martyna StańczukZASTOSOWANIE SPEKTROSKOPII RAMANA DO BA-DAŃ MATERIAŁÓW KOSMETYCZNYCH

s. 47

19. Nikodem StolarczykOPTYMALIZACJA PARAMETRÓW ANALIZY WIELUZMIENNYCH DLA SEPARACJI TŁA W ROZPADACH BO-ZONU HIGGSA NA DWA KWARKI PIĘKNE

s. 48

20. Andrzej WięckowskiSTANY MAJORANY W MODELU KITAEVA Z ODDZIA-ŁYWANIAMI

s. 49

21. Sylwia ZiębaBADANIA SPEKTROSKOPOWE ORTOKRZEMIANÓWLUTETU I GADOLINU DOMIESZKOWANYCH JONAMIMETALI ZIEM RZADKICH

s. 50

14 z 75



Sesja posterowa

1. Joanna BławatSYNTEZA I WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKU POTRÓJNEGOLa5NbGe3

s. 52

2. Tomasz BonusANALIZA PIERWSZYCH DANYCH FIZYCZNYCH ZE-BRANYCH PRZEZ DETEKTORY AFP

s. 53

3. Karolina CiuraWIDMA ELEKTRONOWE ANTYWITAMIN B12. BADA-NIA METODĄ DFT I TDDFT

s. 54

4. Agnieszka Domalewska, Marcin SubotowiczPORÓWNANIE WIDM FOTOLUMINESCENCJI I TRYBO-LUMINESCENCJI N IZOPROPANO KARBAZOLU

s. 55

5. Kacper DzierzgowskiKOMPOZYTY LANBO4-CENBO4: SYNTEZA I WŁAŚCI-WOŚCI

s. 56

6. Karolina GórnickaFIELD INDUCED SUPPRESSION OF CHARGE DENSITYWAVE IN GdNiC2

s. 57

7. Aleksandra HinzWYSOCE UPORĄDKOWANE WARSTWY NANORUREKTiO2 NA SZKLE PRZEWODZĄCYM JAKO FOTOELEK-TRODA W BARWNIKOWYM OGNIWIE FOTOWOLTA-ICZNYM

s. 58

8. Agata Jóźwiak, Anita FrajnyDYNAMICZNE ORAZ STATYCZNE WŁAŚCIWOŚCI STO-PU KOPOLIMERÓW OTRZYMANE ZA POMOCĄ SYMU-LACJI KOMPUTEROWYCH

s. 59

9. Marlena KwiatkowskaCZTEROKANAŁWY POLARYMETR DO BADANIA WY-BRANYCH ELEMENTÓW OPTYCZNYCH

s. 60

11. Daria LarowskaCHARAKTERYSTYKA FOTOCHEMICZNA I FOTOFI-ZYCZNA UKŁADU TMAP-GO I JEGO ROLA W PROCE-SIE FOTOKATALITYCZNEGO ROZKŁADU WODY

s. 61

15 z 75



12. Joanna ŁataSKUTKI OSIĄGNIĘCIA MASY KRYTYCZNEJ NA POD-STAWIE WYPADKÓW Z UDZIAŁEM IZOTOPÓW ROZSZ-CZEPIALNYCH

s. 62

13. Iga LewandowskaNANOPROSZKI TLENKU CERU (IV) – SYNTEZA, WŁA-ŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIA

s. 63

14. Natalia MajewskaSYNTEZA I BADANIA WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNYCHCuxMoO3

s. 64

15. Adam MizeraBADANIA WŁASNOŚCI OPTYCZNYCH TLENKU GRA-FENU METODAMI CHEMII KWANTOWEJ

s. 65

16. Mikhail PadniukGLOBALNA SIEĆ MAGNETOMETRÓW OPTYCZNYCHSŁUŻĄCYCH DO WYKRYCIA EGZOTYCZNYCH SPRZĘ-ŻEŃ SPINOWYCH

s. 66

17. Marta RomanWŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE ZWIĄZKU NbSeI

s. 67

18. Małgorzata RudnickaANALIZA METODĄ SPEKTROSKOPII RAMANA WY-BRANYCH KOMPLEKSÓW FE(II) WYKAZUJĄCYCHEFEKT PRZEŁĄCZANIA SPINU

s. 68

19. Karol RytelWARSTWY LANGMUIRA NA GRANICY FAZ CIEKŁYGAL–POWIETRZE

s. 69

20. Michał WajerPRZEKRÓJ CZYNNY NA ROZPAD Z0 → ττ ORAZ POLA-RYZACJA LEPTONÓW τ W DETEKTORZE ATLAS

s. 70

21. Anna WeynaSYNTEZA I WŁAŚCIWOŚCI NADPRZEWODNIKA YBa-CuO

s. 71

22. Agnieszka Anna WiciakFOTOLUMINESCENCJA WŁÓKIEN POLIPROPYLENO-WYCH I ICH KOMPOZYTÓW JEDNOPOLIMEROWYCH

s. 72

16 z 75



23. Andrzej WięckowskiSZTYWNOŚĆ ŁADUNKU I STANY MAJORANY W MO-DELU KITAEVA Z WIELOCIAŁOWYMI ODDZIAŁYWA-NIAMI

s. 73

24. Michalina WróblewskaSTRUKTURA I WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE CIEN-KICH WARSTW MAGNETYTU NA POWIERZCHNI PLA-TYNY (111) ORAZ RUTENU (0001)

s. 74

17 z 75


18 z 75

Abstrakty referatów

w sesji doktoranckiej

19


KREW, POT I ŁZY, ZGRZYTANIE ZĘBÓW, ROZBITY

TELEFON

– CZYLI DOZYMETRIA AWARYJNA

Dariusz Aksamit1

1Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska; [email protected]

Przychodzi pacjent do fizyka medycznego i pyta czy umrze, a fizyk zabiera mu telefon ko-

mórkowy, upuszcza krwi i zabiera przekąski. To nie żart, tylko fizyka medyczna w praktyce,

a dokładniej mówiąc jej dział zwany dozymetrią retrospektywną.

Jeśli rzeczony „pacjent”, czyli osoba z ogółu ludności, został niechcący napromieniony (uszko-

dzenie urządzenia RTG? Ciężka awaria w elektrowni jądrowej? Wojna jądrowa?!), to skąd ma-

my wiedzieć jaką dawkę promieniowania jonizującego pochłonął? Informacja ta jest bardzo

istotna dla lekarzy, żeby z wyprzedzeniem podjęli prawidłowe leczenie choroby popromiennej.

Tyle, że osoba z ogółu ludności nie nosi przy sobie dozymetru... Czyżby?

Okazuje się, że wykorzystując termoluminescencję, optycznie stymulowaną luminescencję,

elektronowy rezonans paramagnetyczny i badania biologiczne jesteśmy w stanie użyć pacjen-

ta jako detektora i post factum oszacować na jak intensywne promieniowanie był narażony.

Co prawda będzie to go kosztowało pożegnanie się z ukochanym iPhonem, i paroma (odna-

wialnymi) kawałkami ciała, ale potencjalnie może uratować mu życie – więc warto oddać się

w ręce naukowców...

W referacie omówię najważniejsze techniki dozymetrii retrospektywnej od strony fizycznej

oraz towarzyszące im problemy praktyczne.

Referencje:[1] http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969806X1100449X

[2] http://rpd.oxfordjournals.org/content/77/1-2/3

[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24671362

20 z 75


OGNIWA SŁONECZNE OPARTE NA

FOTOSYNTETYCZNYCH CENTRACH REAKCJI

Rafał Białek1∗, Michael R. Jones2 i Krzysztof Gibasiewicz1

1Wydział Fizyki, Uniwersytet im. A. Mickiewicza, ul. Umultowska 85, Poznań;∗e-mail: [email protected] of Biochemistry, Medical Sciences Building, University of Bristol, University Walk,

Bristol BS8 1TD, United Kingdom

W ostatnich latach prowadzone jest wiele badań dotyczących alternatywnych źródeł energii.

Jednym z nich jest pozyskiwanie prądu ze słońca. Rośliny i inne organizmy fotosyntetycz-

ne w wyniku wielu lat ewolucji wyspecjalizowały się w przekształcaniu światła słonecznego

w energię dla siebie użyteczną. Jednym z dobrze opisanych przykładów są fotoautotroficzne

bakterie purpurowe Rhodobacter sphaeroides [1].

Fotosyntetyczne centra reakcji można rozpatrywać jako naturalne ogniwa fotowoltaiczne

w nanoskali o wysokiej sprawności. Problemem jest wykorzystanie wybitego z białka elektro-

nu w obwodzie elektrycznym. Jednym z potencjalnych rozwiązań jest wykorzystanie zmody-

fikowanego ogniwa Graetzela (ang. Dye Sensitized Solar Cell), w którym zamiast barwnika

zaadsorbowanego na warstwie półprzewodnika – dwutlenku tytanu, wykorzystane zostaną

bakteryjne centra reakcji [2,3]. Podczas prezentacji przedstawione zostaną wstępne wyniki

dotyczące absorpcji centrów reakcji na podłożu z dwutlenku tytanu oraz uzyskiwanych foto-

prądów.

Referencje:[1] K. Gibasiewicz, M. Pajzderska, J. Potter et al., J. Phys. Chem. B, 115 (2011) 13037.

[2] E.P. Lukashev, V.A. Nadtochenko, E.P. Permenova et al., Doklady Biochemistry and

Biophysics 415 (2007) 211.

[3] Y. Lu, J. Xu, B. Liu et al., Sensors 5 (2005) 258.

21 z 75


GEOMETRIA NIEPRZEMIENNA A WSPÓŁCZESNA

FIZYKA TEORETYCZNA

Arkadiusz Bochniak1

1Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Jagielloński, Kraków;

e-mail: [email protected]

Znaczna część klasycznych dziedzin fizyki oparta jest na geometrii, w szczególności geome-

trii różniczkowej i teorii wiązek włóknistych. Gelfand i Naimark pokazali, że zamiast badać

obiekty topologiczne można skoncentrować się na rozważaniu odpowiednich przemiennych

C*-algebr. Podążając tą drogą można zastanowić się nad własnościami algebr nieprzemien-

nych i rozumieć je jako funkcje ciągłe na pewnej wyimaginowanej przestrzeni nieprzemiennej.

W swoim referacie omówię podstawowe idee szeroko rozumianej geometrii nieprzemiennej

i przedstawię kilka jej fizycznych zastosowań, począwszy od własności trójek spektralnych,

poprzez rozmaite rachunki różniczkowe a kończąc na roli specjalnych algebr Hopfa w proble-

mach renormalizacji w pQFT. Zdefiniowane algebry Hopfa z dodatkową strukturą C*-algebry

zostaną omówione także w kontekście nieprzemiennych rachunków różniczkowych.

Referencje:[1] W.Nelson, J.Ochoa and M.Sakellariadou, Phys.Rev.Lett. 105, 101602(2010)

[2] A.H.Chamseddine, A.Connes, Comm. Math. Phys. 186 (1997)

[3] M.Sakellariadou, ”Cosmological consequences of the noncommutative spectral

geometry as an approach to unification”, Journal of Physics 283 012031 (2011)

[4] D.Kreimer ”On the Hopf algebra structure of perturbative quantum field theories”,

Adv.Theor.Math.Phys.2:303-334,1998

[5] A.Connes, D.Kreimer ”Renormalization in quantum field theory and the

Riemann-Hilbert problem I: the Hopf algebra structure of graphs and the main

theorem” Commun.Math.Phys. 210 (2000) 249-273

[6] A.Connes, M.Marcoli, ”Noncommutative Geometry, Quantum Fields and Motives”.

USA : American Mathematical Society, 2008.

[7] T.Brzeziński ”Differential and integral forms on non-commutative algebras”,

arXiv:1611.01016v1

[8] T. Brzeziński, N. Ciccola, L. Dąbrowski, A. Sitarz ”Twisted reality condition for

Dirac operators”, arXiv:1601.07404

[9] A. Sitarz, ”A Friendly Overview Of Noncommutative Geometry”, Acta Phys.Pol. B

Vol. 44 12 (2013)

22 z 75


DŁUGOFALOWE DETEKTORY PODCZERWIENI Z HgCdTe

PRACUJĄCE W WARUNKACH NIERÓWNOWAGOWYCH

O. Markowska1∗, M. Kopytko1

1Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Nowych Technologii i Chemii, Instytut Fizyki

Technicznej, S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa,∗e-mail: [email protected]

Detektory fotonowe o długofalowej granicy czułości powyżej 3 µm muszą być chłodzone do

temperatury poniżej 300 K w celu zmniejszenia termicznych procesów wzbudzania nośników.

Wśród mechanizmów generujących prąd ciemny w strukturze detekcyjnej decydującą rolę

odgrywają mechanizmy generacyjno-rekombinacyjne (G-R) Augera, procesy G-R przez cen-

tra pułapkowe Shockley-Read-Halla (SRH), mechanizmy tunelowe międzypasmowe (BtBT

– ang. Band To Band Tunneling) oraz przez poziomy pułapkowe (TAT – ang. Trap As-

sisted Tunneling), a także prądy upływności powierzchniowej. Mechanizmy G-R mogą być

ograniczone przez zastosowanie specjalnej architektury detektora opartej na heterostruktu-

rach. Rozwiązaniem problemu konieczności chłodzenia kriogenicznego są detektory pracujące

w warunkach nierównowagowych. Temperatura pracy detektorów w średniej podczerwieni na

długościach ok. 3-5 µm może być podniesiona z 200 K do temperatury bliskiej pokojowej.

Natomiast dla urządzeń optymalizowanych na daleką podczerwień (ok. 8-12 µm), w miejsce

systemów kriogenicznych, można zastosować chłodziarki termoelektryczne [1].

Większość detektorów podczerwieni z tellurku kadmowo-rtęciowego HgCdTe jest wytwarza-

nych w geometrii typu „mesa” metodą mokrego chemicznego trawienia. Badane struktury

detekcyjne zdefiniowano w procesie fotolitografii, a następnie trawiono chemicznie w roztwo-

rze o składzie: Br:HBr (1:100). Kontakty elektryczne struktur detekcyjnych, wytworzono ze

złota metodą parowania próżniowego.

W celu wyjaśnienia wpływu mechanizmów G-R na charakterystyki prądowo-napięciowe oraz

duże prądy tunelowe w długofalowej strukturze n+BpN+ pracującej w warunkach nierów-

nowagowych, przeprowadzono analizę numeryczną. Porównano przebiegi charakterystyk uzy-

skanych eksperymentalnie oraz w wyniku symulacji. Wyniki potwierdzają, że w przypadku

materiału typu p, wpływ mechanizmów Augera może być zmniejszony poprzez efekty eks-

kluzji i ekstrakcji nośników. Dla przyrządu pracującego w temperaturze 300 K, nierównowa-

gowe warunki pracy powodują spadek koncentracji nośników ładunku w obszarze absorbera.

Koncentracja nośników większościowych maleje o 50% powodując dławienie międzypasmowej

generacji Augera.

Referencje:[1] T. Ashley, C. T. Elliott, and A. T. Harker, “Non-equilibrium modes of operation for

infrared detectors,” Infrared Phys., vol. 26, no. 5, pp. 303–315, Sep. 1986

23 z 75


POMIARY WIDM

PAR SKORELOWANYCH FOTONÓW

Marta Misiaszek1∗, Piotr Kolenderski1

1Krajowe Laboratorium Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej

Instytut Fizyki, Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, ul. Grudziądzka 5, 87-100 Toruń, Polska;∗e-mail: [email protected]

Informatyka kwantowa jest gałęzią fizyki, która zajmuje się badaniem różnych aspektów

przesyłania i przetwarzania informacji z użyciem pojedynczych fotonów. Przygotowując je

w starannie wybranych stanach, możliwe jest poszerzenie zasięgu bezpieczeństwa komuni-

kacji kwantowej, realizowanych przy zastosowaniu standardowych światłowodów telekomu-

nikacyjnych, bądź satelity. W tym celu istotne jest zminimalizowanie negatywnych efektów,

związanych z transmisją fotonów w światłowodach lub w powietrzu, czy niedoskonałością

technik detekcji. Okazuje się, że optymalnymi dla komunikacji z satelitą są fotony o długo-

ściach fal z zakresu widzialnego [1]. Z drugiej strony komunikacja światłowodowa wymaga

użycia fotonów o długościach fal z zakresu podczerwonego [2][3].

Doskonałym dla tego zastosowania źródłem pojedynczych fotonów, jest nieliniowy kryształ,

w którym zachodzi proces parametrycznego podziału częstości (SPDC – ang. Spontanous

Parametric Down Conversion). Generowane są wówczas pary fotonów o określonych cha-

rakterystykach przestrzennych i spektralnych.

W referacie omówione zostanie źródło oparte o periodyczny kryształ KTP, pozwalające na

generację par, w których foton widzialny ma długość fali około 530 nm, a podczerwony około

1620 nm. Dzięki temu źródło to jest optymalne do nowatorskiego połączenia istniejących tech-

nologii komunikacji światłowodowej i satelitarnej. Niniejsza praca skupia się na omówieniu

metod pomiaru różnych typów widm pojedynczych fotonów przy użyciu ww. układów.

Wykonane badania wspierane były przez Fundację na Rzecz Nauki Polskiej w ramach grantu

Homing Plus 2013-7/9 oraz przez MNiSW w ramach grantu Iuventus Plus IP2014 020873.

Referencje:[1] A comprehensive design and performance analysis of low Earth orbit satellite

quantum communication, New J. Phys. 15, 023006 (2013)

[2] The security of practical quantum key distribution, Rev. Mod. Phys. 81, 1301 (2009)

[3] Reducing detection noise of a photon pair in a dispersive medium by ontrolling its

spectral entanglement, arXiv:1607.01783, Optica (provisional acceptance) (2016)

24 z 75


OBECNY STAN WIEDZY NA TEMAT FIZYCZNYCH

WŁASNOŚCI SUPERCIĘŻKICH JĄDER ATOMOWYCH

Michał Palczewski1

1Narodowe Centrum Badań Jądrowych, Warszawa;


Superciężkie jądra atomowe (skrót ang.: SHE lub SHN) to pierwiastki mające liczbę atomową

równą co najmniej 104. Obejmują one pierwiastki od Rf (rutheford, Z = 104) do Og (oga-

nesson, Z = 118, nazwa pierwiastka nadana 8.11.2016). Rozważa się możliwość syntezy także

pierwiastków cięższych niż 118, których ewentualne potwierdzenie istnienia rozszerzyłoby

znany od lat układ okresowy pierwiastków. SHN po raz pierwszy wytworzono w labolato-

rium w latach ’60 XX wieku. Chociaż wydawało się, że byłyby to układy zbyt niestabilne,

aby utworzyć stosunkowo trwałe jądro atomowe (sam Niels Bohr uważał to za niemożliwe),

to jednak okazało się, że dzięki efektom powłokowym mogą powstać jądra atomowe o tak

wysokiej liczbie atomowej. Obecnie znamy już wiele izotopów różnych SHE. Wiodące znacze-

nie eksperymentalne mają grupy: niemiecka (GSI), rosyjska (JINR), amerykańska (LLNL),

a ostatnio również japońska (RIKEN), chociaż są to zespoły międzynarodowe. Znaczący zaś

wkład w teoretyczny opis SHN mają m.in. Polacy, szczególnie prof. Adam Sobiczewski, który

m.in. wyznaczył tzw. liczby magiczne dla zdeformowanych SHN oraz przewidział możliwość

istnienia pierwiastka 117 (potwierdzonego doświadczalnie kilka lat temu podczas eksperymen-

tu prowadzonego przy współpracy grupy amerykańskiej i rosyjskiej). Możliwe jest przewidy-

wanie oraz badanie przede wszystkim własności fizycznych, a niekiedy nawet chemicznych

owych pierwiastków (chemia pojedynczych atomów). W prezentacji nacisk położony będzie

szczególnie na te pierwsze. Omówiona zostanie także historia SHE oraz aktualne wydarze-

nia w tej dziedzinie (nadanie czterech nowych nazw w listopadzie 2016 roku) i plany na

przyszłość.

Referencje:[1] „Illustration of accuracy of presently used nuclear-mass models”, Yu.A. Litvinov, M.

Palczewski, E.A. Cherepanov, A. Sobiczewski, Acta Phys.Pol. B, Oct 2014

[2] „Search for Superheavy Nuclei” , J.H. Hamilton, S. Hofmann, and Y.T. Oganessian,

Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 2013. 63:383–405

[3] „Synteza najcięższych jąder atomowych”, K. Rykaczewski, seminarium z dnia

6.10.2016

25 z 75


NAUCZANIE FIZYKI W PROGRAMIE MATURY

MIĘDZYNARODOWEJ (IB) Z PERSPEKTYWY METOD

NAUCZANIA FIZYKI STOSOWANYCH W POLSKIM

PROGRAMIE SZKOLNYM

Michał Palczewski1

1Narodowe Centrum Badań Jądrowych, Warszawa;


Przez blisko 50 lat, gdy w 1968 roku oficjalnie zaczął być stosowany program Matury Między-

narodowej - IB (ang. International Baccalaureate (IB) Diploma Programme), liczba szkół

oferujących ten sposób uczenia wzrosła wzrosła z zaledwie kilku do ponad 4 500. Z czasem

uczelnie coraz chętniej otwierały się na absolwentów liceów z dyplomem IB. W swej cha-

rakterystycznej formie matura ta różni się pod wieloma względami od matury polskiej. Czy

jest ona lepsza? Czy lepiej przygotowuje do studiów oraz do dalszego życia? Podczas wystą-

pienia zostanie zaprezentowanych kilka przemyśleń osoby, która przez kilka lat uczyła fizyki

w programie IB, wcześniej zaś zdawała maturę w systemie polskim.

Referencje:[1] Strona internetowa Matury Międzynarodowej IB: www.ibo.org

[2] Strona internetowa Centralnej Komisji Edukacji: www.cke.edu.pl

26 z 75


WPŁYW DOMIESZKOWANIA NA WŁAŚCIWOŚCI

STRUKTURALNE I ELEKTRYCZNE NIOBIANÓW ZIEM

RZADKICH

Piotr Winiarz1

1Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gdańsk; e-

mail: [email protected]

Niobiany ziem rzadkich są bardzo ciekawymi materiałami funkcjonalnymi, które mogą być za-

stosowane np. w ogniwach paliwowych ze względu na swój jonowy charakter przewodnictwa.

Związki te o wzorze RE3NbO7 (gdzie RE jest metalem ziemi rzadkiej) krystalizują w struktu-

rze zdefektowanego fluorytu, o różnej symetrii – Pnma dla większych lantanowców (La-Nd),

C2221 dla Sm-Tb oraz Fm-3m dla Dy-Lu wraz z Y.

Przedstawiono właściwości strukturalne i elektryczne niobianu itru Y3NbO7, oraz zmiany

tych właściwości po akceptorowym domieszkowaniu Ti w podsieci niobu.Wyniki z rentgeno-

grafii strukturalnej (XRD) pokazały, że struktura nie zmienia się wraz ze zwiększaniem kon-

centracji Ti. Zdjęcia wykonane skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM) potwierdziły

wyniki badań gęstości materiału. Porowatość otwarta jest obecna na powierzchni jak rów-

nież w objętości. Badania elektryczne metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej

(EIS) potwierdzają istnienie przewodnictwa protonowego. Najwyższa przewodność całkowita

σtot = 2, 52 ·10−5 S/cm została osiągnięta dla Y3Nb0.85Ti0.15O7−δ , w atmosferze wilgotne-

go powietrza w temperaturze 750C. Ponadto obliczono energie aktywacji oraz rozdzielono

wpływ ziaren i granic międzyziarnowych na przewodność całkowitą.

Referencje:[1] J. Lee, M. Yashima, M. Yoshimura, Solid State Ionics 1998, 107, 47–51

[2] J. Lee, M. Yashima, M. Kakihana, M. Yoshimura, J Am Ceram Soc 1998, 81:894

[3] M. Wakeshima,Y. Hinatsu, J of Solid State Chemistry 2010, 183, 2681–2688

27 z 75


WZMACNIACZ PRĄDÓW NANO-, PIKO-

I FEMTOAMPERWYCH DO ZASTOSOWAŃ

W SKANINGOWEJ MIKROSKOPII TUNELOWEJ

Paweł Wojciechowski1,2∗, Zygmunt Miłosz3, Sławomir Mielcarek1, Mikołaj

Lewandowski3

1Wydział Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu2Instytut Fizyki Molekularnej PAN w Poznaniu;

e-mail: [email protected] NanoBioMedyczne, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

Skaningowy mikroskop tunelowy (STM) jest jednym z podstawowych narzędzi badawczych

wykorzystywanych w nauce o powierzchni – gałęzi nauki zajmującej się fizycznymi i chemicz-

nymi zjawiskami zachodzącymi na powierzchniach ciał stałych. Zasada działania mikroskopu

STM opiera się na tak zwanym efekcie tunelowym, tj. przepływie elektronów przez obszar

próżni lub powietrza z ostrej, metalicznej sondy mikroskopu do przewodzącej próbki wskutek

przyłożonej między nimi różnicy potencjałów [1]. Ponieważ zmiany wartości prądu tunelowego

zależą bezpośrednio od zmian odległości sonda-próbka, metoda STM umożliwia obrazowanie

topografii powierzchni w skali atomowej. Wartości prądu tunelowego są mierzone w nano-,

piko- lub femtoamperach. Jednym z podstawowych problemów technologicznych związanych

z pomiarem ultra-niskich prądów jest wzmocnienie sygnału. Zadanie to jest realizowane za

pomocą niskoszumnych wzmacniaczy prądowo-napięciowych o wysokim parametrze wzmoc-

nienia.

Celem pracy [2] było zaprojektowanie i skonstruowanie wzmacniacza prądowo-napięciowego

oferującego zarówno zmienne wzmocnienie (nano-/piko-/femto-) jak i pasmo przenoszenia

(redukcja szumów elektrycznych). Skonstruowany wzmacniacz, stanowiący rozszerzenie kon-

cepcji Kima i Koo [3], może być wykorzystany zarówno w metodzie STM jak i innych meto-

dach badawczych bazujących na pomiarze ultraniskich wartości prądów.

PodziękowaniePraca finansowana z projektu 2012/05/D/ST3/02855 Narodowego Centrum Nauki.

Referencje:[1] Chen C. J., „Introduction to Scanning Tunneling Microscopy”, New York (1993)

[2] Wojciechowski P., „Design and realization of variable gain preamplifier for scanning

tunneling microscopy”, praca magisterska, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w

Poznaniu (2016)

[3] Kim D.-J., Koo J.-Y., „A low-noise and wide-band AC boosting current-to-voltage

amplifier for scanning tunneling microscopy”, Rev. Sci. Instrum. 76, 023703 (2005)

28 z 75

Abstrakty referatów

w sesji studenckiej

29


WYKORZYSTANIE DEKONWOLUCJI DO

WYZNACZANIA CAŁKOWITEGO PRZEKROJU

CZYNNEGO W ODDZIAŁYWANIU PROTON-PROTON

PRZY WYSOKICH ENERGIACH

Michał Barej1∗, Kamil Wójcik2, opiekun naukowy: dr inż. Rafał Staszewski3

1Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków;

∗e-mail: [email protected]ł Matematyki, Fizyki i Chemii, Uniwersytet Śląski, Katowice3Oddział Fizyki i Astrofizyki Cząstek, Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Kraków

Pomiar kwadratu przekazu czteropędu t przy zderzeniach proton-proton, prowadzony za po-

mocą detektorów ALFA w eksperymencie ATLAS w CERN, jest obarczony niepewnością

pomiarową. Niepewność ta wynika głównie ze zmiany kształtu wiązki, a także z własności

detektora. Zaprezentowany zostanie sposób rekonstrukcji oryginalnego sygnału t na podsta-

wie sygnału z detektora, wykorzystujący dekonwolucję. Znając oryginalny rozkład t, można

wyznaczyć całkowity przekrój czynny w oddziaływaniu proton-proton. Dzięki dekonwolucji

można ograniczyć wpływ kształtu wiązki na niepewność pomiarową t, a także niepewność

pomiarową badanego przekroju czynnego. Opracowaną metodę przetestowano, używając sy-

mulacji Monte Carlo i porównano z dotychczasowymi wynikami.

Zaimplementowanie i wstępne wypróbowanie metody zostało zrealizowane w ramach praktyk

„LHC - praktyki studenckie” organizowanych w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie.

30 z 75


KONTROLOWANE MOLEKULARNE UKŁADY

KWANTOWE

Anna Dawid1,3∗, Maciej Lewenstein2, Michał Tomza3

1Kolegium MISMaP, Uniwersytet Warszawski; e-mail: [email protected] - The Institute of Photonic Sciences, Castelldefels (Barcelona)3Centrum Nowych Technologii, Uniwersytet Warszawski

Ultrazimne gazy są idealnymi układami do tworzenia wysoce nietrywialnych stanów materii.

Pozwalają na przygotowanie, manipulowanie i ultraprecyzyjny pomiar silnie skorelowanych

układów kwantowych, co sprawia, że stanowią świetne narzędzie do symulacji kwantowych,

które mogą służyć do rozwiązywania problemów z różnych dziedzin fizyki, szczególnie materii

skondensowanej. Zainteresowanie badaczy przez długi czas skupione było na gazach atomów

alkalicznych i ziem alkalicznych, głównie z powodu łatwości ich chłodzenia. Dzięki postępom

w tworzeniu zimnych i ultrazimnych cząsteczek [1] oraz ich dodatkowymi względem atomów

stopniami swobody, coraz większą popularność zyskują gazy molekularne. Dalekozasięgowe

oddziaływania dipolarne obecne w układzie polarnych cząsteczek uwięzionych w sieci optycz-

nej [2] pozwalają na studiowanie m.in. kwantowego magnetyzmu i kwantowej dynamiki wielu

ciał [3].

Z drugiej strony, w ostatnim czasie możliwym stało się przygotowanie kontrolowanych ukła-

dów złożonych z kilku fermionów w jednowymiarowych pułapkach, oferujących pełną kontrolę

nad wszystkimi stopniami swobody: liczbą cząstek, stanami kwantowymi oraz siłą oddzia-

ływań międzycząstkowych [4]. Techniki te pozwoliły zbadać takie zjawiska jak fermionizację

dwóch rozróżnialnych fermionów, formację morza Fermiego [5], czy parowanie w układach

kilku fermionów.

W mojej pracy łączę oba opisane powyżej zagadnienia, badając właściwości i potencjalne

zastosowania ultrazimnego układu kwantowego dwóch cząsteczek w jednowymiarowej pułapce

harmonicznej.

Referencje:[1] K.-K. Ni et al., Science 322, 231- 235 (2008)

[2] B. Yan et al., Nature 501, 521-525 (2013)

[3] J. P. Covey et al., Nature Communications 7, 11279 (2016)

[4] F. Serwane et al., Science 332, 336-338 (2011)

[5] A. Wenz et al., Science 342, 457-460 (2013)

31 z 75


ŹRÓDŁA TERAHERCOWE UZYSKIWANE PRZY

POMOCY NANOSTRUKTUR METALICZNYCH

Piotr Gładysz1

1Wydział Fizyki Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w To-

runiu

Technologie oparte o promieniowanie terahercowe wzbudzają w ostatnich latach nieustannie

rosnące zainteresowanie w związku z zastosowaniami w medycynie, biotechnologii, inżynierii

materiałów, komunikacji, a nawet historii sztuki [1]. Dla wszystkich tych zastosowań niezbęd-

ne są wydajne i sterowalne źródła promieniowania terahercowego. Tematem prezentacji jest

propozycja źródeł terahercowych w postaci asymetrycznych układów atomowych w silnym

polu elektrycznym.

Na początku omówiony zostanie układ centrosymetryczny wzbudzany klasycznym polem elek-

trycznym w przybliżeniu dipolowym. Zostaną przedstawione konsekwencje takiego wzbudza-

nia w postaci przejść pomiędzy poziomami energetycznymi z częstością Rabiego.

Następnie zostaną omówione układy niesymetryczne, w których istotny wkład ma dodatkowy

moment dipolowy związany z polaryzacją rozkładu ładunków. W takich układach poza oscy-

lacjami między poziomami energetycznymi obserwuje się efektywne oscylacje w czasie energii

samych poziomów. Prowadzi to do emisji promieniowania nie tylko w częstości przejścia ato-

mowego, ale dodatkowo w częstości Rabiego [2]. Warunkiem uzyskania częstości Rabiego

w domenie terahercowej jest oświetlenie układu silnym polem elektromagnetycznym.

Na zakończenie zostanie przedstawiona propozycja zastosowania nanostruktur metalicznych

[3] do celów osiągnięcia odpowiednio silnych natężeń pola elektrycznego oraz konsekwencje

takiego rozwiązania.

Referencje:[1] A. Y. Pawar, D. D. Sonawane, K. B. Erande, D. V. Derle, Terahertz technology and

its applications, Drug Invention Today, 5, 157-163 (2013)

[2] O. V. Kibis, G.Ya. Slepyan, S.A. Maksimienko, A. Hoffman, Matter Coupling to

Strong Electromagnetic Fields in Two-Level Quantum Systems with Broken

Inversion Symmetry, Physical Review Letters, 2009

[3] L. Novotny, N. van Hulst, Antennas for light, Nature Photonics, 5, 83–90 (2011)

32 z 75


BADANIA STRUKTURALNE NANOCZĄSTECZEK

PALLADU, PLATYNY I SREBRA

Wojciech Glajcar1,2

1Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski, ul. Uniwersytecka 4, 40-007 Katowice2Śląskie Międzyuczelniane Centrum Edukacji i Badań Interdyscyplinarnych, Uniwersytet Ślą-

ski, ul. 75 Pułku Piechoty 1a, 41-500 Chorzów

Nanomateriały wzbudzają zainteresowanie wielu ludzi z powodu ich licznych zastosowań. Na-

nocząsteczki badanych metali wykazują specyficzne właściwości. W przypadku palladu i pla-

tyny są to właściwości katalityczne, a dla srebra właściwości bakteriobójcze. Z tego powodu

istotne jest poznanie ich struktury. Prezentowane wyniki pochodzą z badań przeprowadzo-

nych przy pomocy dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego oraz transmisyjnej mikroskopii

elektronowej.

Dane dyfrakcyjne zostały przekształcone przy pomocy sinusowej transformaty Fouriera do

postaci funkcji korelacji par. Ich analizy dokonano przy pomocy metody Rietvelda oraz pro-

gramu PDFgui [1], który pozwolił na ich zbadanie w przestrzeni rzeczywistej. Na podstawie

zdjęć z transmisyjnego mikroskopu elektronowego stworzono histogramy rozmiarów cząstek,

które pokazały, że w badanych próbkach występuje więcej niż jeden dominujący rozmiar na-

nocząsteczek.

Na podstawie otrzymanych danych stworzone zostały komputerowe modele struktury nano-

cząsteczek. Wyniki symulacji porównano z dyfrakcyjnymi danymi doświadczalnymi. Modele,

które zakładały idealny porządek krystaliczny w badanych materiałach okazały się niezgodne

z danymi dyfrakcyjnymi. By lepiej odtworzyć strukturę nanocząsteczek posłużono się para-

krystalicznym modelem struktury, który został wprowadzony przez R. Hosemana [2]. Model

ten zakłada, że odległości międzyatomowe podlegają niezależnym rozkładom statystycznym.

Po uwzględnieniu takiego typu nieporządku uzyskano zadowalającą zgodność z danymi do-

świadczalnymi.

Referencje:[1] C.L. Farrow et al., J. Phys.: Condens. Matter 19 335219 (2007)

[2] R. Hosemann, A. M. Hindeleh, J. Macromol. Sci.-Phys., B 34(4), 327-356 (1995)

33 z 75


SYMULACJA ROZPRASZANIA PROMIENIOWANIA

RENTGENOWSKIEGO W ZASTOSOWANIU DO BADAŃ

STRUKTURY NANOMATERIAŁÓW

Michał Kamiński1,2

1Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski, ul. Uniwersytecka 4, Katowice2Śląskie Międzyuczelniane Centrum Edukacji i Badań Interdyscyplinarnych, Uniwersytet Ślą-

ski, ul. 75 Pułku Piechoty 1a, Chorzów

Obserwowany w ostatnich latach wzrost zainteresowania nanomateriałami pociągnął za sobą

rozwój odpowiednich metod badania ich struktury. W przypadku obiektów o małym roz-

miarze nieuprawnione staje się założenie o periodyczności ich budowy. Do opisu struktury

nanomateriałów nie można więc stosować formalizmu klasycznej krystalografii. Potrzebne

jest nowe podejście, oparte między innymi na analizie danych dyfrakcyjnych w przestrzeni

rzeczywistej [1].

W referacie przedstawione zostanie rozumowanie prowadzące do możliwości komputerowe-

go obliczenia efektów rozpraszania promieniowania rentgenowskiego przez układy atomów o

skończonym rozmiarze rzędu nanometrów. Krok po kroku, wychodząc od wzoru Thomsona

opisującego rozpraszanie promieniowania przez elektron, można określić natężenie promie-

niowania rozproszonego na układzie nieuporządkowanych krystalitów (wzór Debye’a). Do-

datkowo, stosując tak zwany uogólniony czynnik Debye’a-Wallera, uwzględnia się poprawki

wynikające z termicznego (drgania atomów) i statycznego nieporządku w układzie.

W badaniach nanomateriałów kluczowe jest zebranie jak największej ilości danych niosących

informacje o ich strukturze. Dlatego zamiast poprzestać na analizie danych w przestrzeni

odwrotnej, definiuje się odpowiednią funkcję opisującą efekty dyfrakcyjne i strukturę w prze-

strzeni rzeczywistej. Funkcję tę nazywa się funkcją rozkładu par (ang. PDF) [2] i definiuje

jako sinusową transformatę Fouriera znormalizowanego natężenia. Można ją interpretować

jako prawdopodobieństwo znalezienia dwóch atomów w odległości r od siebie. Niesie więc

ona bezpośrednią informację o strukturze badanego materiału.

Umiejętność obliczenia teoretycznej funkcji natężenia oraz funkcji rozkładu par umożliwia

poszukiwanie modelu struktury nanomateriału. Dla wygenerowanych współrzędnych atomów

można obliczyć odległości pomiędzy wszystkimi parami, a na podstawie tych danych wprost

uzyskać obie szukane funkcje. Porównanie ich wartości z danymi uzyskanymi w eksperymencie

dyfrakcyjnym umożliwia znalezienie optymalnego modelu struktury.

Referencje:[1] S. J. L. Billinge, M. G. Kanatzidis, Chem. Commun., 2004, 749–760

[2] B.E. Warren, X-Ray Diffraction, New York 1990

34 z 75


OPTYCZNA KONTROLA NANOANTEN – SYMULACJE

METODĄ FDTD

Karol Karpiński1

1Instytut Matematyki i Fizyki, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J. i J. Śniadec-

kich, Bydgoszcz; e-mail: [email protected]

Nanoanteny są urządzeniami, które wykorzystują silnie zlokalizowane pole elektryczne do

modyfikacji przestrzennego rozkładu pola rozproszonej fali. Szczególnie interesujące są urzą-

dzenia operujące w częstościach optycznych. Wiele ich parametrów jest analogicznych do ich

radiowych i mikrofalowych odpowiedników. Własności rozproszeniowe nanoanteny są deter-

minowane jej kształtem i materiałem, z którego została wykonana. Aby w sposób kontrolowa-

ny zmieniać jej właściwości można umieścić nanoanteny w ośrodku, w którym wytwarza się

elektromagnetycznie indukowaną przezroczystość (EIT), co umożliwia stosowanie zewnętrz-

nych manipulacji zmieniających własności spektralne emitowanego promieniowania.

Celem pracy jest badanie właściwości nanoanten za pomocą metody FTDT. Zostaną przed-

stawione wyniki symulacji nanoanten oraz możliwość ich optycznego strojenia.

35 z 75


POSZUKIWANIE ROZPADU Λ+c → pµ+µ− ZA POMOCĄ

WIELOWYMIAROWEJ ANALIZY DANYCH

Maciej Kościelski1, Jakub Malczewski2, prof. dr hab. Mariusz Witek3

1Wydział Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska, Poznań;∗e-mail: [email protected]ł Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków3Oddział Fizyki i Astrofizyki Cząstek, Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczań-

skiego Polskiej Akademii Nauk, Kraków

W eksperymentach fizyki cząstek elementarnych poszukuje się rzadkich rozpadów cząstek

lub rozpadów wzbronionych w ramach obecnych modeli teoretycznych. Celem tych poszuki-

wań jest odkrycie nowych zjawisk mogących dać wskazówki dotyczące nierozwiązanych do-

tąd zagadek nauki. Aby wydobyć niewielkie interesujące nas sygnały z ogromnego tła innych

procesów przydatne okazują się narzędzia do wielowymiarowej analizy danych korzystają-

ce z algorytmów uczenia maszynowego. W referacie zarysuję metodologię badań rzadkich

rozpadów i przedstawię wyniki analizy nieobserwowanego dotąd rozpadu Λ+c → pω(µ+µ−)

przeprowadzonej w IFJ PAN w Krakowie na danych z eksperymentu LHCb.

36 z 75


KWANTOWE UCZENIE MASZYNOWE

Piotr Krasuń1

1Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gdańsk; ∗e-

mail: [email protected]

Przegląd podstaw klasycznego uczenia maszynowego na przykładzie wybranych algorytmów,

ich reprezentacja jako problemy algebry liniowej i ich kwantowe odpowiedniki. Prezentacja

problemów związanych z tym zagadnieniem oraz potencjalnych zysków z zastosowania ich

kwantowych implementacji.

Referencje:[1] P. Rebentrost et al. arXiv:1307.0471 [quant-ph]

[2] P. Wittek, Quantum Machine Learning. What quantum computing means to data

mining, Elsevier 2014

[3] S. Lloyd „Quantum Machine Learning”, Keio University wykład;

https://youtu.be/Lbndu5EIWvI [dostęp: 10.11.16]

37 z 75


TĘCZA – ZJAWISKO NIE TAK PROSTE, JAK SIĘ

WYDAJE

Monika Kubek1

1Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Mikołaja Kopernika

w Toruniu; e-mail: [email protected]

Tęcza jest to zjawisko optyczne, które każdy zna. Zachwycamy się jej kolorami, gdy obserwu-

jemy wielobarwny łuk na niebie po deszczu. Większość z nas zna proste wytłumaczenie tego,

co widzimy, które przekazał nam nauczyciel na lekcjach fizyki w szkole. Jednak czy w tym

pięknym zjawisku kryje się coś więcej niż prosta optyka geometryczna? W końcu światło to

fala więc można przypuszczać, że zagadnienie to jest znacznie bardziej złożone. W referacie

pokrótce przedstawiam zjawiska optyczne, jakie zachodzą w kropli wody zarówno ze strony

optyki geometrycznej, jak i falowej.

Referencje:[1] O. Davies, J. Wannell, J. Inglesfield, The rainbow, Europhysics News Vol. 37, No. 1,

2006, pp. 17-21

[2] John A. Adam, The mathematical physics of rainbows and glories, Physics Reports

356 (2002) 229–365

[3] D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki 4, wyd. I, PWN W-wa 2003

[4] http://www.atoptics.co.uk [dostęp 07.11.2016]

38 z 75


TATUAŻE, CZY TAK STRASZNE JAK JE MALUJĄ,

CZYLI ANALIZA PIERWIASTKOWA TUSZY OD ICH

WYKONANIA

Patryk Łakomiec1

1Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Sta-

szica w Krakowie; e-mail: [email protected]

W ramach projektu zostało przebadanych 7 różnych atestowanych tuszy do tatuażu pod

kątem obecności szkodliwych dla człowieka pierwiastków kancerogennych, jak również tych

oddziałujących ze zmiennym polem elektromagnetycznym, wykorzystywanym w nowoczesnej

diagnostyce. Analiza ta została wykonana jakościowo metodą fluorescencji rentgenowskiej

z dyspersją energii. Technika ta, bazująca na oddziaływaniu promieniowania rentgenowskiego

z materią pozwala na wykrycie nawet śladowych ilości pierwiastków w próbce, przy niewielkiej

ilości posiadanej do analizy substancji. Dodatkowo została wykonana analiza przy użyciu

spektroskopii w podczerwieni, aby sprawdzić obecność różnych grup funkcyjnych.

Badania wykazały różnice składu pierwiastkowego poszczególnych pigmentów.

39 z 75


WŁAŚCIWOŚCI OPTYCZNE I MIKROSTRUKTURALNE

NANOWARSTW Au

Aleksandra Lewandowska1

1Koło Naukowe Fizyków NABLA, Instytut Matematyki i Fizyki, Uniwersytet Technologiczno-

Przyrodniczy, Bydgoszcz; e-mail: [email protected]

Złoto znajduje swoje zastosowania w wielu dziedzinach nanotechnologii, począwszy od nano-

elektroniki do zastosowań w medycynie oraz zapewnia ochronę przed korozją [1].

Przedmiotem badań były warstwy złota (grubość masowa: 5-30 nm) naniesione próżniowo

na wybrane dielektryki: (Al2O3, SiO2, SnO2, TiO2). Badania elipsometryczne wykonano za

pomocą elipsometru V-VASE (J.A.Woollam Co., Inc.) [2]. Badania topografii powierzchni

przeprowadzono z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych Innova (Bruker) [3]. W celu

sparametryzowania funkcji dielektrycznej otrzymanych warstw zastosowano model oscylato-

rowy.

Wyniki pomiarów AFM wykazały znaczne różnice w topografii powierzchni warstw. Funkcje

dielektryczne (εeff = ε1 + iε2) otrzymanych warstw Au zależą od ich grubości jak i zasto-

sowanego podłoża. Zaobserwowano, że w długofalowej części widma (IR) część rzeczywista

(ε1) zespolonej funkcji dielektrycznej maleje, a część urojona (ε2) – rośnie wraz ze wzro-

stem grubości metalu. Wyznaczony opór optyczny maleje od 680-2600 µΩcm dla warstw Au

o grubości 5 nm do 11-28 µΩcm dla warstw Au o grubości 30 nm. Na tak dużą zmienność opo-

ru optycznego wraz z grubością Au w największym stopniu wpływają ograniczone rozmiary

warstwy.

Referencje:[1] A.Bendavid, P.J. Martin, L.Wieczorek, Morphology and optical properties of gold

thin films prepared by filtered arc desposition, Thin Solid Films 354 (1999), 169-175;

[2] H. G. Tompkins, S. Tasic, J. Baker, D. Convey, Spectroscopic ellipsometry

measurements of thin metal films, Surface and Interface Analysis 29 (2000), 179-187;

[3] F. Ruffino, M. G. Grimaldi, Atomic force microscopy study of the growth

mechanisms of nanostructured sputtered Au film on Si (111): Evolution with film

thickness and annealing time, Journal of Applied Physics 107, 104321 (2010).

40 z 75


OPTYMALNA STABILIZACJA

WOLNO REAGUJĄCYCH LASERÓW

Michał Lipka1∗, Michał Parniak1, Wojciech Wasilewski1

1Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski, Warszawa;∗e-mail: [email protected]

Lasery znajdują istotne zastosowania w wielu dziedzinach fizyki. Przy wykonywaniu precy-

zyjnych pomiarów czy manipulacji układami kwantowymi często niezwykle istotne okazuje

się być zapewnienie stabilności częstości lasera względem ustalonego wzorca. W Laborato-

rium Pamięci Kwantowych na Uniwersytecie Warszawskim konstruujemy urządzenie zdolne

do przechowywania kwantowej informacji niesionej przez światło w zimnych atomach. W ta-

kiej pamięci kwantowej potrzebne są dwa lasery o stabilnej i regulowanej różnicy częstości.

W układzie stabilizującym różnica częstości laserów jest mierzona i porównywana z gene-

ratorem odniesienia celem stosownej regulacji jednego z laserów. Przedstawiane przez nas

rozwiązanie wykorzystuje metody pętli synchronizacji fazy w warunkach wolno reagujących,

zaszumionych laserów, dotąd uważanych za nieodpowiednie dla tego rodzaju konstrukcji.

Niski poziom skomplikowania układu oraz możliwość jego regulacji w czasie rzeczywistym,

w sposób cyfrowy, czynni nasze rozwiązanie łatwo adaptowalnym i kompatybilnym z pro-

stymi, komercyjnie dostępnymi kontrolerami prądu lasera. Prezentujemy prosty model teo-

retyczny i szybką metodę optymalizacji układu dla konkretnych warunków opierającą się na

bezpośrednich pomiarach w domenie czasu.

Referencje:[1] R. Chrapkiewicz, M. Dąbrowski, W. Wasilewski, High-capacity

angularly-multiplexed holographic memory for enhanced-rate generation of photons,

arXiv:1604.06049

[2] M. Dąbrowski, M. Parniak, W. Wasilewski, Einstein-Podolsky-Rosen Paradox in a

Hybrid Bipartite System,arXiv:1607.05865

41 z 75


PROGRAMOWANIE W PRACY FIZYKA,

PRZYKŁAD PROBLEMU

Jędrzej Michalczyk1

1Wydział Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska; e-mail: [email protected]

Przedstawione są przykłady wykorzystania komputerów w eksperymentach fizycznych, pro-

blemy związane z zamkniętym oprogramowaniem, przykład rozwiązania bazującego na inży-

nierii odwrotnej.

Rozważania o podobieństwach między kulturą hakerską a naukową.

42 z 75


DYNAMIKA DOTYKU JAKO CECHA BIOMETRYCZNA

Jarosław Michalik1

1Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Sta-

szica w Krakowie; e-mail: [email protected]

Urządzenia mobilne stanowią istotny element dzisiejszego świata – stwarza to możliwości

do akwizycji oraz analizy wielu sygnałów biometrycznych. Jednym z takich sygnałów jest

dynamika dotyku. Celem projektu jest przygotowanie odpowiednich narzędzi do akwizycji

takiego sygnału, oraz przeprowadzenie wstępnej analizy uzyskanych wyników, co umożliwi

stworzenie nowego narzędzia diagnostycznego.

Zaimplementowano na platformę Android autorski algorytm zbierający dane biometryczne

powiązane z dotykiem użytkownika. Przygotowano narzędzia umożliwiające zarządzanie da-

nymi i ich podstawową analizę.

Przeprowadzono pomiary dynamiki dotyku u osób będących w stanie upojenia lub niewypo-

czętych oraz porównano je z próbkami pochodzącymi od grupy kontrolnej.

Referencje:[1] Bolle, Ruud M., Jonathan H. Connell, Sharath Pankanti, Nalini K. Ratha, Andrew

W. Senior. Biometria. Warszawa: WNT, 2008.

[2] Antal, Margit, Laszló Szabó, and Izabella Laszló. „Keystroke dynamics on Android

platform.”, Procedia Technology 19 (2015): 820 – 826.

[3] Teh, Pin S.,Andrew Beng, Jin Teoh, and Shigang Yue. „A Survey of Keystroke

Dynamics Biometrics.”, The Scientific World Journal Volume 2013 (2013): 24 pages.

[4] Biometric Solutions. Keystroke dynamics. 2016. Strona internetowa. 15.03.2016.

http://www.biometric-solutions.com/solutions/index.php?story=keystroke dynamics

[5] Developers. Get Started with Android Studio.

http://developer.android.com/develop/index.html

43 z 75


MODEL RUCHU SATELITY

WOKÓŁ NIEREGULARNEJ ASTEROIDY

Mateusz Narożnik1

1Uniwersytet Mikołaja Kopernika – Wydział fizyki, astronomii i informatyki stosowanej, To-

ruń; e-mail: [email protected]

Asteroidy były przez lata obiektami, budzącymi jednocześnie obawę i fascynację. Są źródłem

zniszczenia i życia. Postęp inżynierii konstrukcji oraz metod obliczeniowych pozwolił na do-

konanie wielkiego przełomu, którego owocem był rok 2014. Było nim bliskie spotkanie sondy

Rosetta oraz osiągniecie powierzchni komety 67P/Czeriumow-Gierasimienko przez lądownik

Philae. Kwestią czasu jest, więc zatem wysłanie kolejnych satelitów w pobliże innych małych

obiektów Układu Słonecznego.

W mojej prezentacji postaram się naszkicować możliwe modele ruchy takiej satelity wokół

początkowo znanych brył a następnie ich nieregularnych odpowiedników, jako rzeczywistego

problemu [1,2]. Po co rozważać ten problem? Znamy już kilka zmapowanych nieregularnych

obiektów kometarnych. Znając ich topografie możemy numerycznie policzyć pole grawitacyj-

ne wokół takiego obiektu, a następnie znając je określić najbardziej optymalną orbitę, po

której będzie krążyć satelita w celu zminimalizowanie kosztów wynikających z napędu kon-

wencjonalnego tj. mieszanki paliwowej, co znacznie zmniejszy jej masę oraz koszt wyniesienia

satelitów w przestrzeń kosmiczną.

Referencje:[1] A. Rossi, F. Marzari, P. Farinella, Orbital evolution around irregular bodies

[2] Flaviane C.F. Vendetti, Evandro M. Rocco, Antonio F.B.A. Prado, Orbital

Trajectories Control Around Non-spherical Bodies

44 z 75


PEROWSKITOWE OGNIWA SŁONECZNE PRZYSZŁOŚCIĄ

FOTOWOLTAIKI?

Katarzyna Pydzińska1, Mariusz Jancelewicz2, Patryk Florczak2, Grzegorz

Nowaczyk2, Iviet Kosta3, Ramon Tena-Zaera3 oraz Marcin Ziółek1

1Wydział Fizyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Umultowska 85, Poznań2Centrum Nanobiomedyczne Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Umultowska

85, Poznań3Materials Division, IK4-CIDETEC, Parque Tecnológico de San Sebastian, Paseo Miramón

196, Donostia-San Sebastian, 20009, Spain

Odkrycie fotoelektrycznych właściwości materiałów perowskitowych spowodowało ogromny

rozwój ogniw słonecznych wykorzystujących perowskit jako absorber promieniowania elekto-

magnetycznego [1-2]. Ogniwa te w przeciągu 5 lat zyskały 17% wydajności i wiąże się z nimi

dużą nadzieje na uzyskanie taniego i efektywnego konwertera światła słonecznego w energię

prądu elektrycznego.

Na rysunku 1 pokazano schemat budowy ogniwa perowskitowego. Generacja prądu elektrycz-

nego w tym ogniwie wygląda następująco: po zaabsorbowaniu przez perowskit kwantu pro-

mieniowania następuje wytworzenie pary ekscytonowej, a następnie rozdział na wolne ładunki

(elektron i dziurę). Wolne ładunki transportowane są przez transporter dziur (HTM) lub elek-

tronów (ETM) do odpowiednich elektrod. Wiele czynników wpływa na efektywny transport

ładunków w obrębie samego perowskitu jak i jego transporterów.

Referat będzie dotyczył ogólnego omówienia natury perowskitu oraz zaprezentowane zostaną

wyniki otrzymane dla ogniw perowskitowych [3].

Rys. 1: Schemat budowy perowskitowego ogniwa słonecznego

Referencje:[1] Kojima et al., Organometal Halide Perovskite as Visable-Light Sensitizers for

Photovoltaic Cells. J.Am.Chem.Soc. 2009, 131

[2] Kim et. al., Lead Iodide Perovskite Sensitized All-Solid-State Submicron Thin Film

Mesoscopic Solar Cell with Efficiency Exceeding 9%. Sci.Rep. 2012, 591

[3] Pydzińska et. al., Determination of Interfecial Cherge-Transfer Rate Constants in

Perovskite Solar Cells. ChemSusChem. 2016, 13

45 z 75


WPŁYW DOMIESZKOWANIA NA WŁAŚCIWOŚCI

STRUKTURALNE I FIZYCZNE ZWIĄZKU NbSeI

Marta Roman1∗, Tomasz Klimczuk1, A. Cevallos2, L. Schoop2, R.J. Cava2

1Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gdańsk;

e-mail: [email protected]ł Chemii, Uniwersytet Princeton, Princeton NJ 08544, USA

Jednym z najbardziej aktualnych zagadnień, nie tylko w dziedzinie fizyki fazy skondenso-

wanej, ale ogólnie w nauce światowej, jest problematyka układów z silnie skorelowanymi

elektronami. Silne oddziaływania między elektronami są odpowiedzialne za szereg bardzo

specyficznych zachowań ciał stałych, w tym m.in. powstawanie faz uporządkowanych ma-

gnetycznie lub ładunkowo, powstawanie fazy nadprzewodzącej i innych zjawisk fizycznych

[1].

NbSeI jest związkiem izostrukturalnym do grupy tzw. „zdefektowanych” spineli o wzorze

AB4X8 (gdzie A=Ga, Ge lub Al; B=Mo, V, Ta, Cr lub Nb; X=S, Se lub Te). Cechą cha-

rakterystyczną struktury krystalicznej tych materiałów są tetraedryczne, metaliczne klastry

B4 określające właściwości fizyczne tychże związków. Taka szczególna budowa struktury po-

woduje wzrost korelacji między elektronami [2], co prowadzi do występowania wielu cieka-

wych zjawisk fizycznych, w ramach których wyróżnia się m.in. liczne przemiany strukturalne

i magnetyczne, nadprzewodnictwo pod ciśnieniem, kolosalny magnetoopór, multiferroizm czy

zjawisko przełączania oporności indukowane polem elektrycznym (potencjalne zastosowanie

– w pamięciach typu RRAM). Należy również podkreślić, że materiały z grupy AB4X8 są

bardzo podatne na domieszkowanie, ciśnienie lub impuls elektryczny, co sprawia, że wiele

z powyższych zjawisk pojawia się lub zauważalnie zmienia pod wpływem tych czynników [3].

W niniejszej pracy zaprezentowane zostaną wyniki badań dotyczących właściwości struktu-

ralnych i fizycznych serii związków Nb1−xMoxSeI domieszkowanych molibdenem w zakresie

x = 0− 0.9. Szczególny nacisk położony zostanie na zmianę parametrów fizycznych związku

NbSeI pod wpływem elektronowego domieszkowania.

Referencje:[1] Nowe Fazy Kwantowe z Uporządkowaniem Złożonym lub Nieporządkiem oraz

Przejścia Fazowe w Układach Silnie Skorelowanych Eektronów.” [Online]. Available:

https://www.ncn.gov.pl/finansowanie-nauki/przyklady-projektow/oles. [Accessed:

26-Apr-2016].

[2] M. Sieberer, S. Turnovszky, J. Redinger, and P. Mohn, „Importance of Cluster

Distortions in the Tetrahedral Cluster Compounds GaM4X8 (M=Mo,V,Nb,Ta;

X=S,Se): Ab initio Investigations,” Phys. Rev. B, vol. 76, no. 21, p. 214106, Dec.

2007.

[3] V. Guiot, E. Janod, B. Corraze, and L. Cario, „Control of the Electronic Properties

and Resistive Switching in the New Series of Mott Insulators GaTa4Se8–yTey(0 6 y 6 6.5),” Chem. Mater., vol.23, no. 10, pp. 2611–2618, May 2011.

46 z 75


ZASTOSOWANIE SPEKTROSKOPII RAMANA DO BADAŃ

MATERIAŁÓW KOSMETYCZNYCH

Martyna Stańczuk1

1Wydział Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska, Poznań;


Identyfikacja materiału dowodowego w kryminalistyce jest niezwykle istotnym zadaniem. Na

miejscu zbrodni technicy kryminalistyczni mogą znaleźć śladowe ilości wielu substancji w tym

również kosmetyków. Jednym z przykładów może być używana przez kobiety szminka. Ze

względu na sposób noszenia oraz konsystencję szminki często jej ślady pozostawiane są na

przedmiotach codziennego użytku. Podobnie jak inne pozyskiwane dowody mogą być łączni-

kiem pomiędzy podejrzanym, a ofiarą bądź miejscem zbrodni.

Celem przeprowadzonych badań było określenie przydatności metody spektroskopii Rama-

na do potencjalnych zastosowań w kryminalistyce, a także wyselekcjonowanie z otrzyma-

nych widm sygnałów pochodzących od poszczególnych składników szminek oraz określenie

jednorodności ich rozkładu. W badaniach wykorzystano mikroskop ramanowski inVia firmy

Renishaw wyposażony w źródła wzbudzające emitujące światło w zakresie widzialnym i bli-

skiej podczerwieni. Przebadano 30 szminek w różnych barwach i odcieniach pochodzących

od różnych producentów. Ze względu na silną fluorescencję badanych materiałów, pomia-

ry przeprowadzono przy użyciu lasera generującego światło w zakresie bliskiej podczerwieni

o długości fali 785 nm.

Analiza otrzymanych wyników pozwala wyciągnąć wnioski o przydatności zastosowanej meto-

dy pomiarowej do identyfikacji szminek oraz składników z których są wykonane, a zmierzone

mapy ramanowskie pozwoliły na określenie stopnia jednorodności.

47 z 75


OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW ANALIZY WIELU

ZMIENNYCH DLA SEPARACJI TŁA W ROZPADACH

BOZONU HIGGSA NA DWA KWARKI PIĘKNE

Nikodem Stolarczyk1∗, Klaudia Reitner2

1Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Mikołaja Kopernika

w Toruniu; *e-mail: [email protected]ł Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego

Dzisiejsze wyzwania, przed jakimi stają fizycy są niesłychanie złożone. Gigantyczne projek-

ty, takie jak np. LIGO, Kamiokande lub LHC zrzeszają tysiące osób, bardzo często młodych

ludzi, angażując ich w pracę nad odkrywaniem tajemnic świata. Tak wielka grupa jest koniecz-

na, gdyż każdy projekt składa się z milionów subtelności i pomniejszych problemów, dzięki

czemu nawet nie posiadając pełni wiedzy możemy uczestniczyć w wiekopomnych przedsię-

wzięciach.

W moim wystąpieniu opowiem o problemie analizy danych pochodzących z eksperymentu

LHCb przy Wielkim Zderzaczu Hadronów. Skupię się nad problemami, z którymi boryka-

ją się naukowcy z dziedziny cząstek elementarnych, w szczególności separacji sygnału od

tła. Omówię zaawansowane algorytmy, które uczą się dzięki danym pochodzącym z Monte

Carlo, by potem móc służyć do analizy prawdziwych danych doświadczalnych. Zagadnie-

nie zaprezentuję na przykładzie prowadzonej przez IFJ w Krakowie analizy zderzeń w LHC

w poszukiwaniu tzw. stowarzyszonej produkcji bozonu Higgsa.

Referencje:[1] D.H.Perkins: Wstęp do fizyki wysokich energii

[2] M.Fabiańska: Study of the background processes for the Higgs boson hadronic

decays in the LHCb exeriment (praca magisterska)

48 z 75


STANY MAJORANY W MODELU KITAEVA

Z ODDZIAŁYWANIAMI

Andrzej Więckowski1∗, opiekun naukowy: prof. dr hab. Marcin Mierzejewski1

1Instytut Fizyki, Uniwersytet Sląski w Katowicach, 40-007 Katowice, Polska

W pracy zbadano właściwości modelu Kitaeva [1] rozszerzonego o wielociałowe oddziały-

wania. Z wykorzystaniem metody Lanczosa [2], wyznaczając energię stanu podstawowego,

oszacowano możliwy obszar istnienia stanów Majorany [3] w zakresie parametrów: przerwy

nadprzewodzącej i siły oddziaływania, otrzymując w wyniku wykres fazowy.

Referencje:[1] Alexei Kitaev Unpaired Majorana fermions in quantum wires.

arXiv:cond-mat/0010440

[2] P. Prelovsek, J. Bonca Ground State and Finite Temperature Lanczos Methods.

arXiv:1111.5931

[3] M. Leijnse, K. Flensberg Introduction to topological superconductivity and

Majorana fermions. arXiv:1206.1736

49 z 75


BADANIA SPEKTROSKOPOWE ORTOKRZEMIANÓW

LUTETU I GADOLINU DOMIESZKOWANYCH JONAMI

METALI ZIEM RZADKICH

Sylwia Zięba1,2,∗, Adam Mizera1,2, Tomasz Runka1, Michał Głowacki3, Andrzej

Łapiński2

1Wydział Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3, Poznań;∗e-mail: [email protected] Fizyki Molekularnej PAN, ul. Smoluchowskiego 17, Poznań3Instytut Fizyki PAN, Al. Lotników 32/46, Warszawa

Badane kryształy: Gd2SiO5:Dy3+ oraz (Lu0,17Gd0,83)2SiO5:0,5%Sm3+, należą do rodziny

związków, która zawiera tlenki krzemu domieszkowane jonami ziem rzadkich takich jak: ga-

dolin (Gd), lutet (Lu), samar (Sm) czy dysproz (Dz) [1]. Badane są one pod kątem badań

podstawowych oraz ich praktycznego zastosowania w nowych technologiach. Potencjalnym ich

zastosowaniem może być użycie ich w detektorach scyntylacyjnych promieniowania gamma,

w pozytonowej tomografii emisyjnej czy do budowy laserów [2].

Badane kryształy zsyntetyzowane zostały metodą Czochralskiego [3]. Komórka elementarna

kryształu Gd2SiO5:Dy3+ krystalizuje w układzie jednoskośnym P21/c (a = 9, 1105A, b =

6, 9783A, c = 6, 8544A, β = 107, 1411), a kryształu (Lu0,17Gd0,83)2SiO5:0,5%Sm3+ w ukła-

dzie jednoskośnym w grupie przestrzennej C2/c (a = 14, 4947A, b = 6, 7669A, c = 10, 5284A,

β = 122, 17).

W pracy badane były właściwości optyczne kryształów, w którym to celu wykorzystane były

metody spektroskopii optycznej. Zarejestrowane zostały widma odbiciowe w świetle spolary-

zowanym w zakresie przejść oscylacyjnych oraz elektronowych, widma absorpcji oraz fluore-

scencji.

W przypadku badanych kryształów możemy spodziewać się w widmie pasm pochodzących od

drgań tetraedrów SiO4 oraz wiązań RE-O (Re = Lu, Gd). Dla kryształu domieszkowanego

samarem można było stwierdzić, że w zakresie spektralnym od 500 do 650 cm−1 występują

drgania zginające potrójnie zdegenerowane tetraedrów SiO4 oraz drganie rozciągające RE-O,

a w zakresie od 850 do 1100 cm−1 występują drgania rozciągające symetryczne oraz potrójnie

zdegenerowane drgania antysymetryczne tetraedrów SiO4.

Referencje:[1] Ryba-Romanowski W. i inni, Acta Phys. Pol. A 124 (2013) 321-328.

[2] Melcher C.L., Schweitzer J.S., IEEE Trans. Nucl. Sci. NS. 39 (1992) 502.

[3] R. Lisiecki, Applied Physics B, 98, 337, (2009).

50 z 75

Abstrakty posterów

w sesji posterowej

51


SYNTEZA I WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKU POTRÓJNEGO

La5NbGe3

Joanna Bławat1∗, Tomasz Klimczuk2



Związki La5Ge3T wywodzą się z grupy materiałów o strukturze heksagonalnej typu Mn5Si3(P63/mcm, No. 193). Obecnie znanych jest ponad 170 związków podwójnych o stechiometrii

M5Z3 występujących w tej strukturze [1]. Atom M występuje w dwóch różnych pozycjach

Wyckoffa, dzięki czemu można wyróżnić dwa charakterystyczne elementy w budowie komórki

elementarnej. Pierwszy z nich stanowi łańcuch oktaedrów zbudowanych z atomów M w po-

zycji 2 (M2), rozciągających się wzdłuż kierunku [001], natomiast drugi - atomy w pozycji 1

(M1), które w płaszczyźnie ab tworzą strukturę plastra miodu, otaczając powyższe wielościa-

ny koordynacyjne [1]. Do wnętrza oktaedrów można wprowadzić atomy innego pierwiastka,

tworząc nowy związek potrójny. W przypadku La5Ge3Tx związki tworzą się nie tylko dla peł-

nego obsadzenia pozycji T (x = 1) [2], ale też dla x = 1/3 [3]. Literatura donosi o istnieniu

19 związków La5Ge3T [2] i 8 – La5Ge3T1/3 [3].

La5NbGe3 jest nowym związkiem potrójnym należącym do rodziny La5Ge3T. Syntezę prze-

prowadzono metodą topienia w łuku elektrycznym, następnie próbkę wygrzewano w tem-

peraturze 1180C. Aby potwierdzić obecność nowej fazy, przebadano ją metodą proszkowej

dyfrakcji rentgenowskiej. Zrobiono pomiary ciepła właściwego w zakresie niskich temperatur

(0.4 − 4 K) z przyłożonym polem magnetycznym o wartości B = 1 T, jak i bez obecności

pola. Temperatura Debye’a otrzymanego związku wynosi 268(1) K.

Referencje:[1] J. D. Corbett, E. Garcia, A. M. Guloy, W. M. Hurng, Young-Uk Kwon, E. A.

Leon-Escamilla, Widespread Interstitial Chemistry of Mn5Si3-Type and Related

Phases. Hidden Impurities and Opportunities, Chem. Mater. 1998, 10, 2824-2836

[2] A. M. Guloy, J. D. Corbett, The Lanthanum-Germanium System. Nineteen

Isostructural Interstitial Compounds of the La5Ge3 Host, Inorg. Chem. 1993, 32,

3532-3540

[3] A. M. Guloy, J. D. Corbett, La15Ge9Z. Interstitial Derivatives with an Ordered

Superstructure of the Mn5Si3 Structure Type. Property Trends in a Series of

Homologous Intermetallic Phases, Inorg. Chem. 1996, 35, 4669-4675

52 z 75


ANALIZA PIERWSZYCH DANYCH FIZYCZNYCH

ZEBRANYCH PRZEZ DETEKTORY AFP

Tomasz Bonus1∗, Joanna Zielińska2

1Wydział Fizyki i Astronomii, Uniwersytet Wrocławski, Wrocław;

e-mail: [email protected]ł Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gdańsk

Detektor AFP (Atlas Forward Proton) jest obecnie najnowszym działającym detektorem czą-

stek zainstalowanym w kwietniu 2016. Znajduje się on w odległości 215 m od największego

detektora LHC – ATLAS. Aktualnie detektor posiada 2 stacje zbierające, lecz planowo skła-

dać będzie się on z czterech stacji posiadających po cztery detektory. Urządzenie służy do

wykrywania i zbierania informacji o protonach, które utraciły część swojej energii w wyniku

zderzenia z innym protonem. Podczas ruchu są one słabiej odchylane przez magnesy dipolowe,

co w stosunkowo dalekiej odległości w jakiej jest umieszczone detektor AFP powoduje niemal

równoległe rozseparowanie od wiązki pierwotnej i umożliwia ich detekcję i dalszą analizę.

Praca przedstawia rozkład energii niesionej przez protony w zależności od stopnia odchylenia

od wiązki. Analiza danych dotycząca ilości powstawania kaskad na skutek zderzeń protonów

z jądrami atomowymi w detektorze wykazuje, że szansa na powstanie tego zjawiska wynosi

około 1%. Pokrywa się to z przeprowadzonymi obliczeniami dla modelu teoretycznego dla

danych grubości i materiałów płytek detektora. Analizie poddane zostały także pola w de-

tektorach, które nie wykazywały żadnej aktywności podczas prowadzonych badań. Ustalono,

że maksymalna łączna ilość martwych pól nie przekracza 1,5% wszystkich zainstalowanych

w obu działających stacjach. Jednak dzięki ich rozproszeniu po wielu detektorach nie powodu-

je prawie żadnego spadku wydajności w rekonstrukcji torów ruchu przelatujących protonów.

Referencje:[1] ATLAS Forward Proton, Technical Design Report, 2015.

[2] M. Trzebiński, ATLAS Forward Physics Run Overview, Olomouc, 25.05.2016

53 z 75


WIDMA ELEKTRONOWE ANTYWITAMIN B12.

BADANIA METODĄ DFT I TDDFT

Karolina Ciura1∗, dr Piotr Lodowski1

1Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii, Uniwersytet Śląski, Katowice; ∗e-mail: k [email protected]

Antywitaminy B12 (rysunek 2.) są światłoczułymi antymetabolitami działającymi antagoni-

stycznie do witaminy B12 (CNCbl, cyjanokobalamina). Jest to nowa klasa kobalamin zapro-

jektowanych tak, aby imitować niedobór cyjanokobalaminy. Celem pracy było scharakteryzo-

wanie wertykalnie wzbudzonych singletowych stanów elektronowych dla dwóch antywitamin,

fenyloetynylokobalaminy (PhEtyCbl) i 4-etylofenylokobalaminy (EtPhCbl), symulacja widma

UV-Vis oraz porównanie otrzymanych wyników z danymi eksperymentalnymi. W obliczeniach

zastosowano metodę DFT i TDDFT z funkcjonałem BP86 i z bazą funkcyjną TZVPP. Obli-

czenia wykonano uwzględniając obecność wody jako rozpuszczalnika, stosując ciągły model

rozpuszczalnikowy COSMO. Wszystkie obliczenia wykonano dla zoptymalizowanych modeli

strukturalnych w których łańcuchy boczne pierścienia korynowego zostały zastąpione ato-

mami wodoru a dolny ligand aksjalny – dimetylobenzimidazol zastąpiony został imidazolem.

Obliczenia przeprowadzono programem Turbomole.

Rys. 2: Struktura molekularna witaminy B12 (CNCbl, R=CN), fenyloetynylokobalaminy

(PhEtyCbl, R=PhEty) i 4-etylofenylokobalaminy (EtPhCbl, R=EtPh)

Referencje:[1] Krautler, B. Chem. Eur. J. 2015, 21, 11280-11287.

54 z 75


PORÓWNANIE WIDM FOTOLUMINESCENCJI

I TRYBOLUMINESCENCJI N IZOPROPANO KARBAZOLU

Agnieszka Domalewska1, Marcin Subotowicz2


e-mail: [email protected]ł Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gdańsk;


Zjawisko tryboluminescencji jest odmianą luminescencji polegającą na powstawaniu promie-

niowania świetlnego podczas silnej deformacji ciała. Pierwszy raz to zjawisko zostało za-

rejestrowane przez angielskiego fizyka Francisa Bacona w 1605 roku. W ostatnich dekadach

postuluje się o wykorzystanie zjawiska tryboluminescencji do wykrywania wad w materiałach

kompozytowych, co byłoby istotnym udogodnieniem zarówno w procesie technologicznym, jak

i w użytkowaniu.

Mechanizm tego zjawiska jest nieznany, najprawdopodobniej ma związek z pękaniem wią-

zań asymetrycznych w ciałach o strukturze krystalicznej. Niektóre ciała krystaliczne emitują

strumień świetlny w momencie dezintegracji struktury uporządkowanej poprzez czynnik me-

chaniczny na przykład tarcie, zgniatanie lub ściskanie. W pracy zawarta jest analiza jako-

ściowa fal emitowanych przy uderzeniach w ciało krystaliczne, a mianowicie siarczan miedzi

(II). Analizie poddano widma fotoluminescencji oraz tryboluminescencji.

55 z 75


KOMPOZYTY LANBO4-CENBO4:

SYNTEZA I WŁAŚCIWOŚCI

Kacper Dzierzgowski1∗, Aleksandra Mielewczyk-Gryń1, Maria Gazda1



Przeprowadzono syntezę kompozytów (1-x)LaNbO4-xCeNbO4. Uzyskano czyste fazowo, gę-

ste i lite próbki charakteryzujące się różnym stosunkiem zawartości Ce3+ do Ce4+, co zostało

potwierdzone przez badania metodą dyfraktometrii rentgenowskiej oraz spektroskopii foto-

elektronów w zakresie promieniowania X. Badania właściwości elektrycznych wykazały, że

w suchym powietrzu niobian ceru (CeNbO4) charakteryzuje się energią aktywacji wynoszą-

cą 0,59 eV. Dla fazy jednoskośnej niobianu lantanu (LaNbO4) energia ta wynosi 1,56 eV.

Kompozyty charakteryzowały się energiami aktywacji podobnymi do CeNbO4 (od 0,52 eV

do 0,83 eV), zaś uzyskane przewodności całkowite wszystkich próbek są zgodne co do rzędu

wielkości z doniesieniami literaturowymi dotyczącymi Ce1−xLaxNbO4.

Przeprowadzone badania wykazały, iż pomimo innej struktury krystalograficznej – badane

kompozyty charakteryzują się podobnymi właściwościami elektrycznymi w porównaniu do

materiału uzyskanego w wyniku domieszkowania lantanem podsieci ceru w CeNbO4.

Referencje:[1] Packer R. J., Skinner S. J., Yaremchenko A. A., Tsipis E. V., Kharton V. V.,

Patrakeev M. V., Bakhteeva Y. A.,: Lanthanum substituted CeNbO4+δ scheelites:

mixed conductivity and structure at elevated temperatures, J. Mater. Chem. 16

(2006), s. 3503.

[2] Skinner S. J., Kang Y.: X-ray diffraction studies and phase transformations of

CeNbO4+δ using in situ techniques, Solid State Sci. 5 (2003), s. 1475–1479.

[3] Teterin A. Y., Lebedev A. M., Utkin I. O.: The XPS spectra of cerium compounds

containing oxygen, J. Electron Spectros. Relat. Phenomena, 88–91 (1998), s.

275–279.

56 z 75


FIELD INDUCED SUPPRESSION OF CHARGE DENSITY

WAVE IN GdNiC2

Karolina Górnicka1∗, Kamil K. Kolincio1, Michał J. Winiarski1, Judyta

Strychalska-Nowak1, Tomasz Klimczuk1

1Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Narutowicza

11/12, 80-233 Gdańsk; *e-mail: [email protected]

GdNiC2 jest związkiem, w którym występuje zarówno uporządkowanie antyferromagnetyczne

(TN = 20 K), jak i fale gęstości ładunku (ang. charge density wave) w TP = 196 K. Przepro-

wadzone badania efektu Halla oraz własności transportowych pokazują, że obecność silnych

pól magnetycznych oraz magnetyczne przejście fazowe powodują częściowe zniszczenie CDW.

Referencje:[1] G. Gruner, Rev. Mod. Phys. 60, 1129 (1988)

[2] M. Murase, A. Tobo, H. Onodera, Y. Hirano, T. Hosaka, S. Shimomura, and N.

Wakabayashi, Journal of the Physical Society of Japan 73, 2790 (2004)

[3] N. Hanasaki, K. Mikami, S. Torigoe, Y. Nogami, S.Shimomura, M. Kosaka, and H.

Onodera, Journal of Physics: Conference Series 320, 012072 (2011)

[4] K.Kolincio, K. Górnicka, M.J. Winiarski, J. Strychalska-Nowak, T.Klimczuk,

Physical Review B - accepted

57 z 75


WYSOCE UPORĄDKOWANE WARSTWY NANORUREK

TiO2 NA SZKLE PRZEWODZĄCYM JAKO

FOTOELEKTRODA W BARWNIKOWYM OGNIWIE

FOTOWOLTAICZNYM

Aleksandra Hinz1



Od lat 70-tych XX wieku wykorzystując fotokonwersję możliwe jest wyprodukowanie zna-

czącej ilości energii elektrycznej bez udziału spalania paliw kopalnych czy przeprowadzania

reakcji jądrowych. Dzięki fotokonwersji można generować energię elektryczną na dużą skalę

w prawie dowolnej lokalizacji geograficznej, wykorzystując przy tym jedynie ogólnie dostępną

energię promieniowania słonecznego. W przeciągu ostatnich kilku dekad zostały opracowa-

ne nowe technologie fotowoltaiczne, które umożliwiają produkcję tanich, cienkowarstwowych,

a nawet półprzezroczystych ogniw słonecznych. Jednym z przedstawicieli ogniw słonecznych

trzeciej generacji jest ogniwo barwnikowe, którego mechanizm działania przypomina proces

fotosyntezy zachodzący w roślinach zielonych.

W niniejszej pracy zbadano wpływ zastosowanej struktury TiO2 stanowiącej element foto-

anody na parametry elektryczne barwnikowego ogniwa słonecznego. Wykorzystane struktury

nanorurkowe wytworzono na drodze anodyzacji w układzie dwuelektrodowym. Opracowano

metodę odrywania uporządkowanej matrycy nanorurek od podłoża tytanowego oraz przeno-

szenia jej na podłoże przewodzące. W celu optymalizacji własności adsorpcyjnych struktury

nanorurek dokonano jej modyfikacji osadzając na niej nanocząstki z ditlenku tytanu. Wy-

tworzone warstwy poddano badaniom spektroskopii mikro-ramanowskiej oraz skaningowej

mikroskopii elektronowej, co pozwoliło odpowiednio wyznaczyć strukturę krystaliczną oraz

morfologię powierzchni półprzewodnika. Na podstawie analizy ilości adsorbowanych cząste-

czek barwnika określono i porównano powierzchnie rzeczywiste badanych elektrod.

Z użyciem wytworzonych elektrod skonstruowano ogniwa barwnikowe, a następnie zmierzono

ich charakterystyki prądowo-napięciowe oraz obliczono podstawowe parametry elektryczne.

Dla ogniw z fotoanodą na bazie nanorurek TiO2 otrzymano wydajność fotokonwersji rów-

ną η = 2, 7% , natomiast dla ogniw z fotoanodą modyfikowaną dodatkowo nanocząstkami

wydajność fotokonwersji była o 46% większa (η = 3, 9%).

Referencje:[1] B. O’Regan, M. Gratzel, Nature, 353:737-739,1991.

[2] A. Hagfeldt, et al. Chemical Reviews, 110:6595-6663, 2010.

[3] M. Zalas, M. Klein, International Journal of Photoenergy, 2012:927407-8, 2012.

[4] K. Li, Z. Xie, S. Adams, Electrochimica Acta, 62:116-123, 2012.

58 z 75


DYNAMICZNE ORAZ STATYCZNE WŁAŚCIWOŚCI

STOPU KOPOLIMERÓW OTRZYMANE ZA POMOCĄ

SYMULACJI KOMPUTEROWYCH

A. Jóźwiak1∗, A. Frajny1, S. Wołoszczuk1

1Wydział Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Poznań;∗e-mail: [email protected]

Symulacje komputerowe są często stosowaną metodą badań polimerów. Zainteresowanie ty-

mi makrocząstkami stale rośnie ze względu na ich specyficzne właściwości oraz zdolność do

samoorganizacji w różnorodne struktury mezoskopowe [1-13].

Przedmiot przedstawionych badań stanowi stop symetrycznego kopolimeru trójblokowego ty-

pu A-B-A. Do analizy za pomocą symulacji komputerowej zostało wykorzystane dynamiczne

Monte Carlo (algorytm ruchów kooperatywnych) [14-16], w połączeniu z techniką wymia-

ny replik (ang. parallel tempering) [17-20]. Zastosowane metody pozwoliły na wyznaczenie

właściwości termodynamicznych oraz strukturalnych układu oraz jego temperatury przejścia

porządek-nieporządek. Wyznaczyliśmy w funkcji temperatury następujące parametry stopu:

ciepło właściwe, średniokwadratową odległość końców łańcuchów, dyfuzję translacyjną oraz

profile gęstości. W trakcie badań zaobserwowano powstawanie lamelarnych struktur warstwo-

wych, a także lokalne maximum niskotemperaturowe w cieple właściwym, które wiążemy

z gwałtownym wygładzaniem interfejsów międzydomenowych. Obliczony współczynnik dyfu-

zji wskazuje na zmniejszającą się dynamikę układu po przejściu porządek-nieporządek aż do

całkowitego zaniku mobilności podczas i po niskotemperaturowym wygładzeniu interfejsów.

Referencje:[1] H. Fried and K. Binder, J. Chem. Phys. 94, 8349 (1991).

[2] A. Weyersberg and T. A. Vilgis, Phys. Rev. E 48, 377 (1993).

[3] M. W. Matsen and M. Schick, Macromolecules 27, 187 (1994).

[4] H. Watanabe, Macromolecules 28, 5006 (1995).

[5] A. K. Khandpur, S. Forster, F. S. Bates, I. W. Hamley, A. J. Ryan, W. Bras, K. Almdal, and K.

Mortensen, Macromolecules 28, 8796 (1995).

[6] U. Micka and K. Binder, Macromol. Theory Simul. 4, 419 (1995).

[7] M. W. Matsen, J. Chem. Phys. 102, 3884 (1995).

[8] T. Pakula, Journal of Computer-Aided Materials Design 3, 351 (1996).

[9] M. W. Matsen and R. B. Thomson, J. Chem. Phys. 111, 7139 (1999).

[10] C. Y. Ryu and T. P. Lodge, Macromolecules 32, 7190 (1999).

[11] K. Karatassos, S. H. Anastasiadis, T. Pakula, and H. Watanabe, Macromolecules 33, 523 (2000).

[12] T. Aoyagi, T. Honda, and M. Doi, J. Chem. Phys. 117, 8153 (2002).

[13] O. N. Vassiliev and M. W. Matsen, J. Chem. Phys. 118, 7700 (2003).

[14] T. Pakula, K. Karatasos, S. H. Anastasiadis, and G. Fytas, Macromolecules 26, 8463 (1997).

[15] K. U. Kirst, F. Kremer, T. Pakula, and J. Hollingshurst, j. Colloid Polym. Sci. 272, 1420 (1994).

[16] T. Pakula, S. Geyler, T. Edling, and D. Boese, Rheol. Acta 35, 631 (1996).

[17] R. H. Swendsen and J. S. Wang, Phys. Rev. Lett. 57, 2607 (1986).

[18] D. J. Earl and M. W. Deem, Phys. Chem. Chem. Phys 7, 3910 (2005).

[19] K. Lewandowski, P. Knychala, and M. Banaszak, Comp. Meth. Sci. Tech. 16(1), 29 (2010).

[20] T. M. Beardsley and M. W. Matsen, Eur. Phys. J. E 32, 255 (2010).

59 z 75


CZTEROKANAŁWY POLARYMETR DO BADANIA

WYBRANYCH ELEMENTÓW OPTYCZNYCH

Marlena Kwiatkowska1∗, Paweł Marć1, Leszek R. Jaroszewicz1

1Instytut Fizyki Technicznej, Wydział Nowych Technologii i Chemii, Wojskowa Akademia

Techniczna, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa;∗e-mail: [email protected]

Polarymetria jest wiekową nauką z zakresu optyki, jednakże dziś spotkać się można, z licz-

nymi, nowymi aspektami jej zastosowania. W tym zakresie należy odnotować opracowanie

układu pozwalającego na efektywne i wiarygodne, polaryzacyjne cechowanie wybranych ele-

mentów optycznych.

Zbudowany czterokanałowy polarymetr, pozwala na pomiar parametrów optycznych różnych

ośrodków i elementów optycznych wykorzystując do tego układ czterech fotodetektorów. Naj-

ważniejszą cechą zbudowanego układu jest możliwość zarejestrowania stanu oraz stopnia po-

laryzacji wiązki świetlnej przechodzącej przez badany obiekt w jednej chwili czasu, co nie

jest możliwe w większości wykorzystywanych urządzeń pomiarowych Układ czterokanało-

wego polarymetru przewidziany jest do badania statycznych oraz dynamicznych własności

komórek ciekłokrystalicznych. Podczas pomiaru statycznego dokonywano zmian orientacji

molekuł ciekłego kryształu poprzez przyłożenie zewnętrznego pola elektrycznego, a następ-

nie sprawdzano w jaki sposób wpłynęło to na zmianę stanu polaryzacji światła. W pomiarze

statycznym sygnał sterujący z generatora ma postać sygnału prostokątnego o częstotliwo-

ści 1 kHz natomiast w przypadku pomiarów dynamicznych sygnał sterujący był okresowo

wyłączany, a badania przeprowadzono dla trzech częstotliwość włączeń, wykonywania tego

badania sprawdzano, jaki wpływ na zmianę polaryzacji wiązki świetlnej ma okresowa zmiana

orientacji molekuł wywołana zmianą częstotliwości.

Zbudowany układ polarymetru pozwala na zbadanie wpływ elementów optycznych na zmianę

stanu polaryzacji wiązki świetlnej przechodzącej przez nie. Analiza uzyskanych wyników dy-

namicznych zmian stanu polaryzacji, wykazała pewną niezgodność spowodowaną rejestracją

wyników dla poszczególnych stanów polaryzacji z pewnym przesunięciem czasowym. Odpo-

wiednie wykonanie pomiaru dynamicznego z użyciem polarymetru czterokanałowego będzie

możliwe po dołączeniu do układu oprogramowania pozwalającego na rejestrowanie danych

w określonej jednostce czasu.

60 z 75


CHARAKTERYSTYKA FOTOCHEMICZNA

I FOTOFIZYCZNA UKŁADU TMAP-GO I JEGO ROLA

W PROCESIE FOTOKATALITYCZNEGO ROZKŁADU

WODY

Daria Larowska1∗, Anna Lewandowska-Androłć2

1Wydział Chemii, Wydział Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu;∗e-mail: [email protected] im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

Grafen jest strukturą płaską, stanowiącą pojedynczą warstwę struktury grafitowej. Jego ana-

logiem jest tlenek grafenu (GO). Jest on wzbogacony w o ugrupowania funkcyjne zawierające

tlen (OH, C-O-C, C=O, COOH i inne). Atomy węgla mają hybrydyzację sp2. Sfunkcjona-

lizowana w ten sposób powierzchnia grafenu może oddziaływać z obecnymi w jego pobliżu

cząsteczkami porfiryny TMAP. A cały układ nabiera w ten sposób nowych właściwości foto-

katalitycznych.

Rys. 3: Schemat tworzenia się układu porfiryna-tlenek grafenu

Układy typu porfiryna-GO są obecnie dość szeroko badane, ze względu na potencjale zastoso-

wanie ich w układach mających za zadanie wytwarzanie wodoru w wyniku fotokatalitycznego

rozkładu wody. Zwiększenie efektywności tego procesu daje ogromne szanse na zaspokojenie

wzrastającego zapotrzebowania świata na energię.

Referencje:[1] Wojcik A.; Kamat P.V; Reduced Graphene Oxide and Porphiryn. An Interactive

Affair in 2-D

[2] Mingshan Z., et al., Surfactant Assistance in Improvement of Photocatalytic

Hydrogen Production with Porphyrin Noncovalently Functionalized Graphene

Nanocomposite

[3] www.nanomaterials.pl

61 z 75


SKUTKI OSIĄGNIĘCIA MASY KRYTYCZNEJ NA

PODSTAWIE WYPADKÓW Z UDZIAŁEM IZOTOPÓW

ROZSZCZEPIALNYCH

Joanna Łata1

1Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska;


Głównym zagadnieniem przedstawionym w posterze jest pojęcie masy krytycznej. Masa kry-

tyczna jest to najmniejsza ilość materiału rozszczepialnego, dla której zachodzi spontaniczna

reakcja łańcuchowa wewnątrz reaktora jądrowego. Przybliżone zostaną fizyczne podstawy

występowania tego zjawiska, jego skutki i niebezpieczeństwa z nim związane. Do zobrazo-

wania zagadnienia zostaną wykorzystane przykłady wypadków, głównie z okresu pierwszej

połowy wieku XX z udziałem izotopów rozszczepialnych, w których osiągnięta została masa

krytyczna.

Referencje:[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Criticality accident

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Demon core

[3] http://www.newyorker.com/tech/elements/demon-core-the-strange-death-of-louis-

slotin

[4] http://www.todayifoundout.com/index.php/2016/02/the-demon-core/

[5] Robert Resnick, David Halliday, Jearl Walker, Podstawy fizyki. Tom 5., wydanie

pierwsze, Warszawa, Wydawnictwo PWN, 2003, ISBN 83-01-13994-3 t.5

[6] http://archiwum.wiz.pl/2001/01112800.asp

62 z 75


NANOPROSZKI TLENKU CERU (IV) – SYNTEZA,

WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIA

Iga Lewandowska1∗, Aleksandra Mielewczyk-Gryń1

1Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gdańsk;∗e-mail: [email protected]

Tlenek ceru (IV) jest szeroko znany ze względu na swoje właściwości mechaniczne i elek-

tryczne. Domieszkowany metalami o niższej wartościowości wykazuje wysokie wartości prze-

wodnictwa tlenowego, co czyni go dobrym materiałem na elektrolit w ogniwach paliwowych

ze stałym tlenkiem. Obecnie największe zainteresowanie wzbudzają nanoproszki tlenku ceru

(IV) domieszkowanego metalami ziem rzadkich. Celem pracy było opracowanie wydajnej me-

tody otrzymywania i domieszkowania tlenku ceru (IV). W badaniu otrzymano serie próbek

LaxCe(1−x)Oδ, gdzie x = 0, 5, 10, 20 mol%. Każda z nich została przygotowana w zakresie

temperatur od 500 do 1100C. Wszystkie próbki zostały zmierzone przy pomocy dyfrakcji

rentgenowskiej. Zauważono bezpośrednią zależność pomiędzy wielkością krystalitów a tem-

peraturą wygrzewania. Im wyższa temperatura wygrzewania, tym większe ziarna. Wielkość

krystalitów wynosiła od 5 do 300 nm. W celu scharakteryzowania właściwości elektroche-

micznych, nanoproszki zostały sprasowane do pastylek, a następnie wykonano pomiary elek-

trochemicznej spektroskopii impedancyjnej. Morfologia otrzymanych pastylek została scha-

rakteryzowana przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego.

Referencje:[1] Bin Zhu et al. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2465–2469

[2] Z.P. Shao et al. Progress in Materials Science 57 (2012) 804–874

63 z 75


SYNTEZA I BADANIA WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNYCH

CuxMoO3

Natalia Majewska1

1Wydział Fizyki Technicznej I Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gdańsk

Brązy molibdenowe cieszą się dużym zainteresowaniem ze względu na unikalne własności

elektroniczne oraz strukturalne. Znalazły one zastosowanie między innymi jako elektrody

w bateriach litowych oraz elektrochemicznych czujnikach. W naszej pracy dokonano synte-

zy w ciele stałym, w celu określenia optymalnych warunków syntezy, związku tlenkowego

CuxMo8O24, gdzie 1.3 < x < 1.84. Przeprowadzona analizę struktury krystalicznej metodą

proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej oraz badania ciepła właściwego i oporu elektrycznego.

64 z 75


BADANIA WŁASNOŚCI OPTYCZNYCH TLENKU

GRAFENU METODAMI CHEMII KWANTOWEJ

Adam Mizera1∗, Sylwia Zięba1, Andrzej Łapiński2

1Wydział Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3, Poznań;∗e-mail: [email protected] Fizyki Molekularnej PAN, ul. Smoluchowskiego 17, Poznań

Tlenek grafenu (CO) ze względu na możliwość potencjalnego zastosowania w przemyśle elek-

tronicznym jako półprzewodnik budzi wielkie zainteresowanie naukowców. Wiedza teoretycz-

na pozwala przypuszczać, że domieszkowanie tlenku grafenu związkami organicznymi pozwoli

na modyfikacje jego właściwości elektrycznych oraz optycznych. Dzięki temu będzie istniała

możliwość zastosowania takich materiałów do budowy urządzeń elektronicznych (tranzysto-

rów, diod, bramek logicznych, itp.)

W pracy przedstawione zostaną dla tlenku grafenu wyniki obliczeń teoretycznych w ramach

teorii funkcjonałów gęstości elektronów (ang. Density Functional Theory – DFT). Wykorzy-

stano do tego celu pakiet obliczeniowy Gaussian 0.9. Analiza wyników otrzymanych metodą

B3LYP/6-31G(d) pozwoliła na opis struktury elektronowej oraz dynamiki badanych płatków

grafenowych.

W obliczeniach teoretycznych analizowano wpływ stopnia zdefektowania płatka grafenowego

na jego własności fizyczne. Zmieniano liczbę oraz rozmieszczenie grup -OH oraz ¿O znaj-

dujących się na powierzchni płatka grafenu. Przeanalizowano dla badanych układów energie

orbitali HOMO, LUMO oraz przerwę energetyczną HOMO-LUMO. Przeprowadzona została

analiza częstości drgań normalnych związanych z rozciąganiem wiązań O-H oraz C-O w zależ-

ności od liczby defektów jak i odległości między defektami. Ponadto została również poddana

analizie zmiana położenia pasma charakterystycznych dla grafenu (pasma D i G) w zależności

od liczby i rodzaju defektów na powierzchni płatka CO.

PodziękowaniaPraca sfinansowane ze środków Narodowego Centrum Nauki (Grant: 2015/17/ST8/01783).

Praca została wykonana z wykorzystaniem Infrastruktury PL-Grid.

65 z 75


GLOBALNA SIEĆ MAGNETOMETRÓW OPTYCZNYCH

SŁUŻĄCYCH DO WYKRYCIA EGZOTYCZNYCH

SPRZĘŻEŃ SPINOWYCH

Mikhail Padniuk1

1Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków

Mimo przeprowadzania coraz dokładniejszych pomiarów wciąż niektóre fundamentalne zja-

wiska fizyczne oraz obserwacje astronomiczne pozostają niewyjaśnione. Czym jest ciemna

materia? Czym jest ciemna energia? Czy Wszechświat jest izotropowy? To jest tylko mała

część tego typu pytań.

Próby wyjaśnienia aktualnych problemów fizycznych powstają na gruncie licznych teorii,

będących rozszerzeniem Modelu Standardowego. Zazwyczaj do wyjaśnienia nowych zjawisk

w ramach konkretnych teorii wprowadzane są egzotyczne cząstki lub pola, które teoretycznie

mogą oddziaływać z materią. Obecnie, istnieje szereg teorii fizycznych, przewidujących egzo-

tyczne oddziaływania, lecz brak sukcesu eksperymentów mających na celu wykrycie danych

pól może świadczyć o zastosowaniu niewłaściwych metod pomiarowych. W ramach większości

dotychczasowych eksperymentów, w celu osiągnięcia wysokiej dokładności przeprowadzane

były możliwie długie pomiary z zastosowaniem uśredniania uzyskiwanych wyników w czasie.

Pozwala to na eliminację przypadkowych szumów lokalnych, które są nieuniknione podczas

przeprowadzenia eksperymentu. Powstaje jednak pytanie: „Co jeżeli wraz z szumem tracimy

informację o poszukiwanym zaburzeniu układu?”. Istotnie, w przypadku efektów zależnych od

czasu, takich jak oscylacje lub efekty przejściowe, na skutek uśredniania mogą one być kom-

pletnie niewidoczne. Z drugiej strony wykrycie tego typu oddziaływań jest niezwykle trudne

ze względu na szum, którego amplituda może być porównywalna z efektami egzotycznymi.

W prezentacji zostanie omówiona nowa metoda detekcji zaburzeń, spowodowanych przez eg-

zotyczne cząstki lub pola. Metoda ta oparta jest na skorelowanych w czasie pomiarach syn-

chronicznych, przeprowadzanych za pomocą atomowych magnetometrów optycznych, które

są czułe na niemagnetyczne zaburzenia spinowe mogące mieć charakter pojedynczych impul-

sów lub oscylacji. Sieć magnetometrów optycznych położonych na odległości między 100 km

a 9000 km powstała w ramach projektu Global Network of Optical Magnetometers for Exotic

physics (GNOME) [1].

W szczególności zostanie opisany sensor, który jest częścią krakowskiej stacji sieci GNOME.

Zostaną również przedstawione przykładowe wyniki pomiarowe, uzyskane podczas synchro-

nicznego pomiaru sieci GNOME.

Referencje:[1] S. Pustelny, D. F. Jackson Kimball, C. Pankow, M. P. Ledbetter, P. Wlodarczyk, P.

Wcislo, M. Pospelov, J. R. Smith, J. Read, W. Gawlik, and D. Budker, The Global

Network of Optical Magnetometers for Exotic physics (GNOME): A novel scheme to

search for physics beyond the Standard Model, Ann. Phys. 525, 659 (2013)

66 z 75


WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE ZWIĄZKU NbSeI

Marta Roman1∗, Tomasz Klimczuk1, A. Cevallos2, L. Schoop2, R.J. Cava2

1Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gdańsk;∗e-mail: [email protected]ł Chemii, Uniwersytet Princeton, Princeton NJ 08544, USA

Mimo, że struktura krystalograficzna związku NbSeI znana jest od 30 lat [1,2] jego właściwo-

ści fizyczne pozostają do dziś nieopisane. NbSeI jest związkiem izostrukturalnym do grupy

tzw. „zdefektowanych” spineli o wzorze AB4X8 (gdzie A=Ga, Ge lub Al; B=Mo, V, Ta, Cr

lub Nb; X=S, Se lub Te). Cechą charakterystyczną struktury krystalicznej tych materiałów

są tetraedryczne, metaliczne klastry B4 określające właściwości fizyczne tychże związków.

Taka szczególna budowa struktury powoduje wzrost korelacji między elektronami [3], co pro-

wadzi do występowania wielu ciekawych zjawisk fizycznych, w ramach których wyróżnia się

m.in. liczne przemiany strukturalne i magnetyczne, nadprzewodnictwo pod ciśnieniem, ko-

losalny magnetoopór, multiferroizm czy zjawisko przełączania oporności indukowane polem

elektrycznym (potencjalne zastosowanie - w nowoczesnych pamięciach typu RRAM). Na za-

sadzie analogii oczekiwano pojawienia się podobnych zjawisk fizycznych w związku NbSeI.

Nietypowa struktura oraz podobieństwo do materiałów charakteryzujących się interesującymi

właściwościami magnetycznymi i transportowymi stały się bezpośrednią przyczyną szczegó-

łowego zbadania struktury oraz właściwości fizycznych związku NbSeI.

W niniejszej pracy zaprezentowana zostanie powtarzalna metoda syntezy związku NbSeI,

wyniki proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej, a także pomiarów podatności magnetycznej oraz

ciepła właściwego w zakresie temperatur 1.9− 300 K.

Referencje:[1] V. E. Fedorov, A. V. Mishchenko, and V. K. Evstaf, Russ J Inorg Chem, vol. 26, p.

1447, 1981.

[2] H. B. Yaich, J. C. Jegaden, M. Potel, R. Chevrel, M. Sergent, A. Berton, J. Chaussy,

A. K. Rastogi, and R. Tournier, „Nouveaux Chalcogenures Mixtes GaMo4(XX’)8 (X

=S, Se, Te) a‘clusters Tetraedriques Mo4”, J. Solid State Chem., vol. 51, no. 2, pp.

212–217, Feb. 1984.

[3] M. Sieberer, S. Turnovszky, J. Redinger, and P. Mohn, „Importance of Cluster

Distortions in the Tetrahedral Cluster Compounds GaM4X8 (M=Mo,V,Nb,Ta;

X=S,Se): Ab initio Investigations”, Phys. Rev. B, vol. 76, no. 21, p. 214106, Dec.

2007

67 z 75


ANALIZA METODĄ SPEKTROSKOPII RAMANA

WYBRANYCH KOMPLEKSÓW FE(II) WYKAZUJĄCYCH

EFEKT PRZEŁĄCZANIA SPINU

Małgorzata Rudnicka1

1Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Politechnika Gdańska, G. Narutowicza

11/12, Gdańsk; e-mail: [email protected]

Zjawisko SCO występuje wyłącznie w niektórych kompleksach metali przejściowych o konfi-

guracji elektronowej 3dn (n=4,5,6,7) z symetrią oktaedryczną. Charakteryzuje się przejściami

między stanem o niskim spinie (LS) a stanem o spinie wysokim (HS) LS↔HS pod wpływem

zmiany takich czynników zewnętrznych jak na przykład temperatury, ciśnienia, lub wzbu-

dzania promieniowaniem elektromagnetycznym. Długość wiązania metal-ligand konfiguracji

wysokospinowej związku z obsadzonymi orbitalami antywiążącymi jest znacznie większa niż

dla konfiguracji niskospinowej. Oprócz tego zmianie ulegają również kąty w wiązaniu. Oba

stany można rozróżnić poprzez zmianę ich właściwości magnetycznych, optycznych lub struk-

turalnych.

Spektroskopia Ramana (RS) umożliwia dokładną analizę związku pod kątem rodzaju wiązań

w nim występujących. W niniejszej pracy użyto RS do zbadania czterech próbek związków

kompleksowych żelaza dwuwartościowego Fe(II), w których spodziewano się wystąpienia efek-

tu przełączania spinu (SCO): [Fe(pirazyna)Pt(CN)4], [Fe(NH2trz)3](NO3)2, [Fe(Htrz)2trz]BF4,

[Fe(tert-trz)2(H2O)4]·2H2O. Widma ramanowskie otrzymano przy zastosowaniu wzbudzenia

laserowego światłem o długości fali 514 nm. Podczas wszystkich pomiarów próbki znajdy-

wały się w stanie sproszkowanym. W temperaturze pokojowej stan LS został stwierdzony

w próbkach [Fe(NH2trz)3](NO3)2, [Fe(Htrz)2trz]BF4 i [Fe(tert-trz)2(H2O)4]·2H2O, a stan

HS w próbce [Fe(pirazyna)Pt(CN)4].

68 z 75


WARSTWY LANGMUIRA NA GRANICY FAZ

CIEKŁY GAL–POWIETRZE

Karol Rytel1∗, Bolesław Barszcz2, Kamil Kędzierski1, Karolina Szulc1

1Wydział Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska, Poznań;∗e-mail: [email protected] Fizyki Molekularnej Polskiej Akademii Nauk

Warstwy Langmuira to dwuwymiarowe cienkie filmy materiału molekularnego na granicy faz

ciekła subfaza – powietrze. Warstwy te są często wykorzystywane w badaniach: błon biolo-

gicznych, właściwości molekuł organicznych, membran oraz powłok organicznych i nieorga-

nicznych mających zastosowanie w dziedzinach takich jak optoelektronika czy budowa czujni-

ków. Podtczas wytwarzania warstw Langmuira przeważnie jako subfaza wykorzystywana jest

oczyszczona woda lub bufory wodne umożliwiające kontrolę odczynu ph w przypadku for-

mowania warstwy czułej na obecność jonów kwasowych i zasadowych. Zdecydowanie rzadziej

stosuje się subfazę w postaci ciekłej rtęci która charakteryzuje się właściwościami w wielu

przypadkach znacznie korzystniejszymi niż subfaza wodna. Rtęć wykazuje ponad pięciokrot-

nie wyższe napięcie powierzchniowe od wody przez co umożliwia badanie warstw Langmuira

z zupełnie innych materiałów – od różnicy napięć powierzchniowych pomiędzy subfazą i ma-

teriałem badanym zależy zdolność danej substancji do uformowania jednorodnego filmu na

powierzchni subfazy.

Gal cechuje się temperaturą topnienia ok. 29C (w warunkach normalnego ciśnienia) co jest

wartością przekraczającą standardowe warunki pokojowe jednak osiągalną w laboratorium.

Ciekły gal wykazuje wyższe napięcie powierzchniowe od rtęci oraz nie jest toksyczny. Ja-

ko ciekły metal gal powinien umożliwić wytwarzanie warstw Langmuira o właściwościach

zbliżonych do tych wytwarzanych na rtęci. Po sprężeniu warstwy na granicy faz zamiast

przenoszenia warstwy na podłoże stałe (techniki Langmuira-Blodgett i Langmuira-Schaefera)

temperatura w laboratorium może zostać obniżona poniżej temperatury krzepnięcia galu. Po

skrzepnięciu całej subfazy wycięty zostanie fragment powierzchni wraz z pozostałą monowar-

stwą, który zostanie poddany dalszym badaniom umożliwiającym określenie aranżacji mole-

kularnej warstwy czy rodzaju oddziaływań występujących pomiędzy materiałem nanoszonym

i podłożem. Taki sposób transferu warstwy Langmuira na podłoże stałe jak i zastosowanie

galu jako subfazy są aspektami ściśle nowatorskimi projektu. Jednocześnie opracowanie me-

todologii uzyskiwania warstw Langmuira na subfazie z ciekłego galu umożliwi badanie tą

techniką substancji, które dotychczas wymagały zastosowania subfazy rtęciowej.

Praca naukowa była finansowana ze środków na naukę w roku 2016 jako projekt badawczy

nr 06/62/DSMK/0199.

69 z 75


PRZEKRÓJ CZYNNY NA ROZPAD Z0 → ττ ORAZ

POLARYZACJA LEPTONÓW τ W DETEKTORZE ATLAS

Michał Wajer1



W wyniku zderzeń proton-proton przy energiach środka masy bliskich 8 TeV powstają różne

cząstki, będące produktami tego zderzenia. Należą do nich między innymi bozony Z0, które

rozpadają się na dwa leptony τ . Następnie analizowane są te przypadki, gdy jeden lepton τ

rozpada się hadronowo, zaś drugi – leptonowo. W detektorze ATLAS dokonuje się detekcji

cząstek, będących produktami między innymi rozpadów τ , na podstawie których zostaje od-

tworzony i zidentyfikowany konkretny rozpad. Tłem dla rozpadu bozonu Z0 są rozpady: W+,

W−, kwarków: top i anty-top, a także dżety hadronowe powstające bezpośrednio z rozpadu

proton-proton.

Badanie oparte jest na statystyce danych zebranych przez detektor ATLAS w kanale miono-

wym w 2012 roku. Dzięki analizie możliwe jest zmierzenie przekroju czynnego na produkcję

bozonu Z0 oraz polaryzacji leptonów τ z tego rozpadu.

Obserwacja rozpadów Z0 → ττ i jego właściwości ma duże znaczenie dla analizy rozpadu

bozonu Higgsa, ponieważ stanowi dla niego podstawowe nieredukowalne tło. Ponadto ewen-

tualne odchylenia od przewidywań Modelu Standardowego dotyczących polaryzacji leptonów

τ mogą stanowić sygnał procesów Nowej Fizyki.

70 z 75


SYNTEZA I WŁAŚCIWOŚCI NADPRZEWODNIKA

YBaCuO

Anna Weyna1



Nadprzewodniki to materiały charakteryzujące się dwoma istotnymi własnościami: zerowym

oporem oraz zerową indukcją magnetyczną. Związek YBa2Cu3O7−x jest ceramiką należącą

do grupy nadprzewodników wysokotemperaturowych II rodzaju, o temperaturze krytycznej

Tc = 92 K [1]. Jest to temperatura wyższa od temperatury wrzenia ciekłego azotu, co ma zna-

czenie w praktyce inżynierskiej. Związek ten można otrzymać w bardzo łatwy sposób. Praca

szczegółowo przedstawia metodę syntezy nadprzewodnika YBCO w fazie stałej polegającą

na wymieszaniu wszystkich proszków, sprasowaniu ich oraz spieczeniu. W celu otrzymania

jak najlepszej jakościowo próbki, proces ten wielokrotnie powtórzono. Uzyskane wyniki ba-

dań właściwości strukturalnych oraz elektrycznych potwierdzają, że uzyskany materiał jest

nadprzewodnikiem wysokotemperaturowym wykazującym efekt Meissnera.

Referencje:[1] M. Cyrot, D.Pavuna, Wstęp do nadprzewodnictwa, Wydawnictwo Naukowe PWN,

Warszawa 1996

71 z 75


FOTOLUMINESCENCJA WŁÓKIEN

POLIPROPYLENOWYCH I ICH KOMPOZYTÓW

JEDNOPOLIMEROWYCH

Agnieszka Anna Wiciak1∗, Przemysław Poszwa2, Kamil Kędzierski1, Bolesław

Barszcz3, Ariadna Nowicka1

1Wydział Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska;∗e-mail: [email protected]ł Budowy Maszyn i Zarządzania, Politechnika Poznańska3Instytut Fizyki Molekularnej, Polska Akademia Nauk Poznań

Kompozyty jednopolimerowe są specyficznym rodzajem kompozytów wykonanym z polime-

rów jednego rodzaju. Posiadają obiecujące właściwości mechaniczne, ale proces ich produk-

cji na skalę przemysłową jest trudny. Na posterze przedstawiono metodę badania włókien

polipropylenowych i ich kompozytów jednopolimerowych. Metody te umożliwiają szybkie

i nieniszczące wykrywanie wad strukturalnych włókien oraz rozwarstwień kompozytów jed-

nopolimerowych. W związku z tym mogą być stosowane w kontroli jakości. W badaniach

wykorzystano laserową skaningową fluorescencyjną mikroskopię konfokalną. W metodzie tej

do skanowania powierzchni próbki używa się wiązki laserowej a rejestruje się światło o dłu-

gości fali dłuższej niż długość fali światła wzbudzającego. Luminescencja występuje tylko

w uszkodzonych lub rozwarstwionych miejscach próbki. Do analizy źródła luminescencji zo-

stały użyte spektroskopia Ramana i spektroskopia fotoakustyczna w podczerwieni. Bada-

nia wykazały, że zanieczyszczenia, dodatki i produkty rozkładu chemicznego polimerów nie

powodują luminescencji próbki. Ponadto utlenianie włókien polipropylenowych powodowało

wygaszenie fotoluminescencji. Co dowiodło, że źródłem zaobserwowanej luminescencji nie są

grupy tlenowe. Proponowanym wyjaśnieniem fotoluminescencji są naprężenia wewnętrzne.

Rys. 4: Polymer Testing 53 (2016) 174-179

72 z 75


SZTYWNOŚĆ ŁADUNKU I STANY MAJORANY

W MODELU KITAEVA Z WIELOCIAŁOWYMI

ODDZIAŁYWANIAMI

Andrzej Więckowski1∗, opiekunowie naukowi: prof. dr hab. Marcin

Mierzejewski1, prof. dr hab. Maciej Maśka1

1Instytut Fizyki, Uniwersytet Sląski w Katowicach, 40-007 Katowice;∗e-mail: [email protected]

Rozważaliśmy właściwości modelu Kitaeva [1] rozszerzonego o wielociałowe oddziaływania

między najbliższymi sąsiadami. W granicznych przypadkach, kiedy zanika przerwa nadprze-

wodząca i oddziaływania wielociałowe, ten model staje się całkowalny. W takich przypadkach

model zawiera znaczną liczbę lokalnych wielkości zachowanych, które są odpowiedzialne za

nieznikającą sztywność ładunku w dowolnej temperaturze. W przypadku braku wielociało-

wych oddziaływań, jest to prototypowy model dla stanów Majorany. Skonstruowaliśmy nu-

merycznie wykres fazowy obszarów, w których mogą istnieć stany Majorany w oddziałujących

układach. Badaliśmy również relaksację prądu cząstek i pokazaliśmy, że istnieją dwa czasy

relaksacji. Dłuższy związany z łamaniem całkowalności z powodu istnienia przerwy nadprze-

wodzącej i oddziaływań wielociałowych. Wszystkie obliczenia zostały wykonane za pomocą

metod numerycznych takich jak algorytm Lanczosa, mikrokanoniczna metoda Lanczosa [2]

i propagacja Czebyszewa [3].

We discuss the properties of the Kitaev model [1] extended by the nearest–neighbor ma-

ny–body interaction. In the limiting cases when either the superconducting gap or the many-

body interaction vanishes, this model becomes integrable. In such case, it posses extensive

number of local conserved quanti- ties which are responsible for a nonvanish- ing charge stif-

fness at arbitrary temperature. In the absence of the many-body interaction, it is also the

prototype model for the Majorana states. We numerically construct the phase di- agram for

the existence of Majorana states in the interacting system. We also study the relaxation of

the particle current and show that there are two distinct relaxation times. The longer one

is related with breaking of integrability due to coexistence of superconducting gap and the

many-body interaction. All calculation were done using numerical methods such as Lanczos

Algorithm, Microcanonical Lanczos Method [2] and Chebyshev propagation [3].

Referencje:[1] Alexei Kitaev Unpaired Majorana fermions in quantum wires,

arXiv:cond-mat/0010440

[2] J. Bonca P. Prelovsek, Ground State and Finite Temperature Lanczos Methods,

Strongly Correlated Systems Springer Series in Solid-State Sciences, Volume 176, pp

1-30, 2013.

[3] Gerald Schubert Gerhard Wellein Vladimir S. Filinov Alan R. Bishop Holger Fehske,

Jens Schleede. Numerical approaches to time evolution of complex quantum systems,

Phys. Lett. A 373, 2182, 2009

73 z 75


STRUKTURA I WŁAŚCIWOŚCI MAGNETYCZNE

CIENKICH WARSTW MAGNETYTU NA POWIERZCHNI

PLATYNY (111) ORAZ RUTENU (0001)

Michalina Wróblewska1, Natalia Michalak2, Zygmunt Miłosz2,3, Robert

Ranecki2, Iosif Sveklo4, Zbigniew Kurant4, Andrzej Maziewski4, Sławomir

Mielcarek1, Tadeusz Luciński2, Stefan Jurga3, Mikołaj Lewandowski2,3,∗

1Wydział Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu2Instytut Fizyki Molekularnej PAN w Poznaniu; e-mail: [email protected] NanoBioMedyczne, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu;

e-mail: [email protected]ł Fizyki, Uniwersytet w Białymstoku

Cienkie, kilku-nanometrowe warstwy krystaliczne, wytworzone poprzez epitaksjalny wzrost

na podłożach monokrystalicznych, stanowią grupę materiałów o unikatowych właściwościach

fizykochemicznych. Jest to związane z niedopasowaniem sieciowym warstwy i podłoża skut-

kującym powstawaniem tzw. naprężeń epitaksjalnych wewnątrz warstwy, które to naprężenia

determinują typ wzrostu warstwy, jej strukturę i właściwości [1].

W pracy badano cienkie warstwy magnetytu, tj. tlenku żelaza Fe3O4, wytworzone na po-

wierzchniach monokryształów Pt(111) i Ru(0001). Wzrost warstw realizowano poprzez na-

przemienne naparowywanie żelaza w warunkach ultra-wysokiej próżni (UHV) i utlenianie w

tlenie molekularnym w wysokich temperaturach [2,3]. Strukturę wytworzonych układów ba-

dano przy użyciu dyfrakcji elektronów niskiej energii (LEED), spektroskopii fotoelektronów

rentgenowskich (XPS) oraz mikroskopii sił atomowych (AFM), a właściwości magnetycz-

ne przy użyciu magnetooptycznego efektu Kerra (MOKE) i mikroskopii sił magnetycznych

(MFM). Na podstawie uzyskanych wyników określano wpływ struktury warstw – wynikającej

bezpośrednio z niedopasowania sieciowego – na właściwości magnetyczne [4].

PodziękowaniePraca finansowana z projektu 2012/05/D/ST3/02855 Narodowego Centrum Nauki oraz z pro-

jektu IP2011 030071 Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Referencje:[1] M. Lewandowski et al., Nanoscience Advances in CBRN Agents Detection,

Information and Energy Security, Springer (2015) (ISBN 978-94-017-9696-5, 319

[2] W. Weiss, W. Ranke, Progress in Surface Science, 70 (2002) 1

[3] G. Ketteler, W. Ranke, The Jurnal of Physical Chemistry B, 107 (2003) 4320

[4] M. Lewandowski et al., Thin Solid Films, 591, (2015) 285

74 z 75

kolorowe kredki

75

XV OGÓLNOPOLSKA SESJA KÓŁ NAUKOWYCH FIZYKÓW W …osknf.amu.edu.pl/BookOfAbstract.pdf ·...

Documents

Transcript of XV OGÓLNOPOLSKA SESJA KÓŁ NAUKOWYCH FIZYKÓW W …osknf.amu.edu.pl/BookOfAbstract.pdf ·...