Appendix
Transkrypt
Appendix
Zakład Promieniowania Synchrotonowego Prace licencjackie: Prof. dr hab. J. Kołodziej: 1. Badania dyfrakcyjne struktury atomowej powierzchni. Celem pracy są badania dwuwymiarowych wzorów utworzonych przez atomy na powierzchniach krystalicznych. W ramach programu student/studentka zapoznaje się z techniką ultrawysokiej próżni, przygotowuje powierzchnię krystaliczną w warunkach ultrawysokiej próżni oraz przeprowadza badania struktury tej powierzchni techniką dyfrakcji elektronów niskiej energii (LEED). Studenci wykorzystują zaawansowaną aparaturę badawczą (projekt ATOMIN). Temat kierowany jest głównie do studentów kierunków: fizyka, zaawansowane materiały i nanotechnologia, studia matematyczno-przyrodnicze. 2. Epitaksja z wiązki molekularnej. W ramach programu student/studentka zapoznaje się z techniką ultrawysokiej próżni oraz przeprowadza badania technikami spektrometrii mas oraz dyfrakcji elektronów niskiej energii (LEED). Bada charakterystyki pracy źródeł generujących strumień molekularny oraz przeprowadza proces wzrostu metodą epitaksji z wiązki molekularnej. Studenci wykorzystują zaawansowaną aparaturę badawczą (projekt ATOMIN). Temat kierowany jest głównie do studentów kierunków: fizyka, zaawansowane materiały i nanotechnologia, studia matematyczno-przyrodnicze. Prace magisterskie: Prof. dr hab. J. Kołodziej: 1. Struktura pasmowa powierzchni półprzewodników III-V. Tematem pracy jest przygotowanie wybranych powierzchni krystalicznej (np. powierzchni kryształów GaAs, InAs lub InSb dla) w warunkach ultrawysokiej próżni oraz odwzorowanie struktury pasmowej tych powierzchni metodą kątowo-rozdzielczej spektroskopii fotoelektronów (ARPES). Studenci wykorzystują zaawansowaną aparaturę badawczą (projekt ATOMIN). Temat kierowany jest głównie do studentów kierunków: fizyka, zaawansowane materiały i nanotechnologia, studia matematyczno-przyrodnicze. Zakład Fizyki Jądrowej Prace licencjackie: Prof. dr hab. J. Smyrski: 1. Stan splątany dwóch kwantów gamma. Przedmiotem pracy jest przygotowanie prostego eksperymentu demonstrującego splątanie kwantowe dwóch kwantów gamma emitowanych w procesie anihilacji pozytonów ze źródła 22Na z elektronami. Efekt splątania powinien być widoczny poprzez pomiar względnej polaryzacji kwantów, rejestrowanej z wykorzystaniem rozpraszania Comptona. Do detekcji kwantów gamma zastosowane zostaną detektory scyntylacyjne. 2. Gazowy licznik proporcjonalny. W ramach pracy licencjackiej student/ka ma zbudować z dostarczonych elementów gazowy licznik proporcjonalny. Licznik przetestowany zostanie z wykorzystaniem źródeł elektronów i promieni X. Posłuży on także do przeprowadzenia pomiaru zależności wzmocnienia gazowego od wysokiego napięcia na drucie anodowym, ciśnienia gazu i składu mieszanki gazowej. 3. Rekonstrukcja śladów promieniowania kosmicznego z wykorzystaniem detektora słomkowego. W ramach pracy wykonany zostanie pomiar śladów cząstek promieniowania kosmicznego przy pomocy gazowego detektora dryfowego zawierającego 32 liczniki proporcjonalne typu "słomki", a następnie przeprowadzona zostanie analiza zebranych danych mająca na celu rekonstrukcję śladów cząstek i wyznaczenie pozycyjnej zdolności rozdzielczej detektora. Analiza przeprowadzona zostanie w środowisku Root. Wymagana jest znajomość podstaw języka C++. Prace magisterskie: Prof. dr hab. K. Bodek: 1. Detektor cząstek neutralnych z włókien scyntylacyjnych . Neutrony prędkie rejestruje się wykorzystując ich oddziaływanie z jądrami atomowymi. Od znajomości przekroju czynnego sprężystego rozpraszania i reakcji jądrowych wywoływanych przez badane neutrony w materiale detektora zależy znajomość wydajności takich detektorów. Jeszcze trudniej mierzyć bezpośrednio pęd neutronów, bo nie jonizują one ośrodka w którym się poruszają, ani nie odchylają w polu magnetycznym. Celem proponowanej pracy magisterskiej będzie optymalizacja nowatorskiego detektora, który eliminuje większość powyższych wad tradycyjnych rozwiązań. Przed zbudowaniem prototypu konieczna jest wszechstronna symulacja z wykorzystaniem pakietów Geant4 oraz Litrani (CERN). 2. Analiza danych z eksperymentu testującego relatywistyczną mechanikę kwantową z wykorzystaniem procesorów GPU. Dane z pierwszego etapu eksperymentu mierzącego korelacje spinowe elektronów z rozproszenie Mollera mają strukturę spakowanych rekordów zawierających wielkości rejestrowane przez wielodrutowe komory dryfowe oraz segmentowany detektor scyntylacyjny. Po rozpakowaniu i poddaniu kalibracji (prędkość dryfu, wzmocnienie fotopowielaczy etc.) z rekordów danych wyznaczone będą pędy rejestrowanych elektronów. Struktura danych oraz algorytmy ich opracowania idealnie nadają się do implementacji na komputerach z procesorami GPU (dysponujemy serwerem z trzema kartami nVidia TESLA - ponad 1000 rdzeni - z profesjonalnym oprogramowaniem narzędziowym firmy PGI). Celem pracy magisterskiej będzie dokonanie implementacji (istniejących) algorytmów na procesorach GPU oraz porównanie rezultatów z otrzymanymi tradycyjnie (na procesorach CPU). Prof. dr hab. B. Kamys: 3. Opracowanie bazy przekrojów czynnych dla reakcji spalacji jader atomowych wywołanych przez protony. Praca magisterska będzie polegać na uzupełnieniu i rozszerzeniu bazy przekrojów czynnych, która została stworzona w Zakładzie Fizyki Jądrowej oraz na przeprowadzeniu parametryzacji zebranych danych przy pomocy modelu fenomenologicznego. Prof. dr hab. J. Golak: 4. Wychwyt mionu na deuteronie w ujęciu operatorowym. Praca magisterska ma charakter komputerowo – obliczeniowy. 5. Opis teoretyczny reakcji μ+3He →νμ+ n + n + p. Praca ma charakter komputerowo – obliczeniowy. Mile widziana znajomość programu „Mathematica”. Prof. dr hab. P. Salabury: 25. Badanie reakcji pion-nukleon przy pomocy spektrometru HADES Praca obejmuje udział w symulacji eksperymentu przy pomocy wtórnych wiązek pionowych w GSI Darmstadt dla spektrometru HADES oraz udział w eksperymencie testowym. Eksperyment HADES : www-hades.gsi.de 26. Symulacje produkcji dielektronów oraz hiperonów w reakcjach proton-proton przy energiach 3-30 GeV dla eksperymentu HADES na FAIR. Praca obejmuje symulacje na potrzeby przyszłych eksperymentów w ośrodku FAIR w GSI Darmstadt. Eksperyment HADES : www-hades.gsi.de 27. Testy elektroniki odczytu kalorymetru elektromagnetycznego dla eksperymentu HADES. Praca obejmuje testy przy użyciu promieniowania kosmicznego oraz wiązek cząstek modułów elektroniki odczytu zaprojektowanego przez grupę krakowską dla kalorymetru elektromagnetycznego. Eksperyment HADES : www-hades.gsi.de 28. Testy detektorow słomkowych dla eksperymentu PANDA. Praca obejmuje udział w testach detektorów słomkowych oraz dedykowanej elektroniki odczytu zaprojektowanych przez grupy krakowskie dla potrzeb eksperymentu PANDA w FAIR. Eksperyment PANDA: www-panda.gsi.de Dr. R. Skibiński: 29. Elementy macierzowe siły trzyciałowej - algorytm Monte Carlo na maszynie wieloprocesorowej. Praca ma charakter komputerowo-obliczeniowy. Znajomość Fortranu mile widziana, ale C lub C++ wystarczy. 30. Własności oddziaływania trójnukleonowego w przestrzeni pędowej. Praca ma charakter komputerowo-obliczeniowy. Prof. dr hab. J. Smyrski: 31. Miniaturowy skaner PET. Przedmiotem pracy jest budowa miniaturowego tomografu PET (Positron Emission Tomography) służącego do badań małych zwierząt np. myszy. Zawierał on będzie 1600 kryształów scyntylacyjnych typu BGO odczytywanych przez 16 fotopowielaczy pozycyjnie czułych. Oprócz prac nad konstrukcją mechaniczną urządzenia, przewidziane jest także przygotowanie oprogramowania do odczytu konwerterów QDC pracujących w systemie VME i służących do pomiaru wysokości sygnałów z fotopowielaczy. Możliwa jest także praca nad procedurą rekonstrukcji obrazu rejestrowanego przez skaner. 32. Scyntylacyjny detektor czasu przelotu z fotopowielaczami krzemowymi. Fotopowielacze krzemowe zaczynają odgrywać coraz większą rolę w eksperymentach z zakresu fizyki cząstek ze względu na bardzo małe rozmiary i możliwość pracy w polach magnetycznych. Celem pracy jest budowa prototypowego detektora czasu przelotu ze scyntylatorem plastykowym odczytywanym przez fotopowielacze krzemowe i jego optymalizacja mająca na celu uzyskanie możliwie wysokiej czasowej zdolności rozdzielczej m.in. przez dobór odpowiednich rozmiarów scyntylatora, typu fotopowielaczy, a także wzmacniacza i dyskryminatora impulsów. Prof. dr hab. H. Witała: 33. Nowatorskie podejście do równania Faddeeva bez ruchomych osobliwości. Praca ma charakter komputerowo-obliczeniowy. Dr Michał Silarski: 34. Nowe metody cechowania oraz monitorowania układu detekcyjnego tomografów TOF-PET Praca ma charakter doświadczalno komputerowy. Obecnie stosowane metody cechowania energetycznego oraz synchronizacji czasowej modułów detekcyjnych skanerów TOF-PET opierają się na zastosowaniu izotopów promieniotwórczych (na przykład sodu 22Na czy germanu 68Ge). Przedstawione powyżej metody nie pozwalają na cechowanie i monitorowanie działania skanerów PET w trakcie obrazowania bez dodatkowego napromieniowania pacjentów, stwarzają komplikacje związane z dodatkową aparaturą zwiększającą rozmiary tomografu oraz nie pozwalają na uwzględnienie wpływu np. wahań temperatury lub napięcia na własności czasowe i energetyczne detektorów. Ponadto metody te nie są wygodne w przypadku długich detektorów, wykorzystywanych w nowych skanerach STRIP-PET. Celem pracy jest opracowanie algorytmów komputerowych do cechowania oraz monitorowania prototypu skanera STRIP-PET wykorzystujących promieniowanie kosmiczne w oparciu o zgłoszenie patentowe, którego współautorem jest opiekun. 35. Badanie oddziaływania mezonów K pod kątem struktury rezonansów skalarnych a0(980) i f0(980). (Istnieje możliwość pisanie pracy magisterskiej o takim samym temacie). Praca ma charakter doświadczalno komputerowy. Struktura oraz własności mezonów skalarnych jest od kilkudziesięciu lat przedmiotem intensywnych badań zarówno teoretycznych, jak i doświadczalnych. Wskazują one na to, że cząstki te mogą być egzotycznymi molekułami utworzonymi przez mezony K+ i K-. Weryfikacja tej hipotez wymaga określenia siły oddziaływania tych mezonów. Może być ona oszacowana z największą czułością eksperymentalną na podstawie danych zebranych za pomocą detektora KLOE dla reakcji e+e→K+K-γ. Praca obejmuje przeprowadzenie szczegółowych symulacji Monte Carlo procesów tłowych dla wspomnianej reakcji oraz określenie na ich podstawie strategii analizy danych. W ramach pracy przewiduję się również możliwość uczestniczenia w pomiarach reakcji e+e →K+Kγ.na akceleratorze wiązek przeciwbieżnych DAФNE we Frascati prowadzonych za pomocą detektora KLOE-2. 36. Detekcja neutronów za pomocą scyntylatorów polimerowych w kontekście wykrywania materiałów niebezpiecznych. (Istnieje możliwość pisanie pracy magisterskiej o takim samym temacie). Praca ma charakter doświadczalny. Ograniczenia standardowych metod wykrywania materiałów niebezpiecznych skłaniają do poszukiwania alternatywnych rozwiązań. Jedną z najbardziej obiecujących metod jest atometria, polegająca na analizie stechiometrii badanej substancji za pomocą wiązek neutronów. Napromieniowany neutronami przedmiot emituje kwanty gamma, których energia jest charakterystyczna dla każdego pierwiastka. Pomiary energii tych kwantów pozwala zatem na określenie składu chemicznego badanej substancji. Dotychczas dokonywano ich za pomocą detektorów półprzewodnikowych, które wymagają chłodzenia i obniżają tym samym mobilność urządzenia. Detektory te mogą być potencjalnie zastąpione scyntylatorami polimerowymi, dużo tańszymi oraz zapewniającymi mobilność.Praca polega na doświadczalnym pomiarze wydajności detekcji neutronów i kwantów gamma, oraz osiąganych energetycznych oraz czasowych zdolności rozdzielczych dla dostępnych polimerowych materiałów scyntylacyjnych. Pozwoli to na wybranie optymalnego scyntylatora do budowy prototypu wykrywacza materiałów niebezpiecznych opartego na neutronowych technikach aktywacyjnych rozwijanych w Zakładzie Fizyki Jądrowej UJ. 37. Badanie łamania symetrii CP w rozpadach mezonu KS Praca ma charakter doświadczalno – komputerowy. Badania niezmienniczości wobec podstawowych symetrii daje możliwość poznania fundamentalnych praw rządzących w świecie cząstek elementarnych, a w przypadku symetrii CP mogą rzucić nowe światło na problem asymetrii między materią i antymaterią we Wszechświecie. Niezachowanie symetrii CP zauważono po raz pierwszy w 1964 roku w rozpadach mezonu KL, a jego stopień został dobrze oszacowany w wielu eksperymentach. Analogiczne łamanie symetrii CP powinno zachodzić dla krótkożyciowego kaonu KS, dla którego dotychczas nie udało się oszacować precyzyjnie parametrów niezachowania CP. Celem pracy jest oszacowanie z unikalną dokładnością eksperymentalną stosunku rozgałęzień oraz stopnia niezachowania symetrii CP w rozpadzie KS → π+π-π0 z wykorzystaniem danych zebranych za pomocą detektora KLOE pracującego na zderzaczu e+e- DAФNE we Frascati. W ramach pracy przewiduję się również możliwość uczestniczenia w nowych pomiarach tego rozpadu prowadzonych aktualnie za pomocą detektora KLOE-2. Zakład Doświadczalnej Fizyki Komputerowej Prace licencjackie: 4. Podstawowe oprogramowanie do analizy widm alfa/beta/gamma. Praca może polegać na napisaniu prostego interface'u graficznego do analizy widm gamma z naszych detektorów - odczyt i zapis widm w postaci tekstowej; dopasowywanie kształtów pików gamma + tło – kilka najprostszych modeli, do tego możliwość zaznaczania ROI oraz kalibracja energetyczna. Prace magisterskie: 4. Optymalizacja wydajności rejestracji komory scyntylacyjnej ZnS(Ag). Praca może polegać na przeprowadzeniu symulacji numerycznych przepływu płynów (gazu) w komorach o różnych kształtach i rozmiarach w funkcji szybkości przepływu płynu. Istotnym jest uzyskanie odpowiedniego mieszania płynu w komorze oraz kształtu komory, uwzględniającego niewielki zasięg cząstek alfa w gazie oraz półokres rozpadu izotopów z szeregu Rn-222. Praca pozwoli studentowi poznać zaawansowane oprogramowanie do symulacji obliczeniowej mechaniki płynów, tzw. CFD - Computational Fluid Dynamics - np. OpenFOAM oraz niezbędny w pracy fizyka pakiet GEANT4 do symulacji rozpadów alfa i odpowiedzi scyntylatora. 6. Zaprojektowanie, budowa oraz testowanie układu synchronizacji czasu pomiaru w przetworniku analogowo-cyfrowym. Praca ma polegać na zaprojektowaniu układu elektronicznego w oparciu o mikrokontroler klasy ATmega lub SAM7 (ARM), będący sterownikiem przetwornika ADC oraz kontrolerem czasu pomiaru. Sterowanie oraz komunikacja ma odbywać się jednym z łącz szeregowych, tj. RS-232, Ethernet lub USB 2.0. Oprogramowanie komputera PC ma umożliwiać sterowanie układem oraz odbierać i przetwarzać dane, w tym dekodować z danych czas pomiaru. Wyniki uzyskane powinny być przedstawiane w postaci graficznej. Układ ma przetwarzać dane analogowe na postać cyfrową oraz do strumienia danych dołączać informację o znaczniku czasu. Należy opracować standard przesyłania danych, odporny na przerwanie strumienia danych i błędy komunikacji, oraz algorytm kodowania znacznika czasu. W fazie testowania należy określić parametry graniczne działania takiego układu, w tym maksymalną szybkość próbkowania sygnału analogowego, ograniczenia strumienia danych, odporność na błędy komunikacji oraz dokładność znacznika czasu. 9. Zaprojektowanie, budowa i testowanie wielowejściowego licznika impulsów. Celem pracy jest zbudowanie wielowejściowego licznika impulsów przychodzących w standardzie TTL, który umożliwi ich zliczanie w kilku kanałach niezależnie oraz zliczanie liczby przypadków koincydencji pomiędzy poszczególnymi kanałami. Odbiór danych i sterowanie licznikiem odbywać się będzie poprzez łącze szeregowe (RS232, USB 2.0 lub TC/IP). Jednocześnie zostanie napisane oprogramowanie działające na komputerze klasy PC, które umożliwi wybór trybu pracy licznika, odbiór i zapis danych oraz prezentację graficzną wyników na ekranie komputera. Zmiana parametrów licznika musi obejmować w minimalnym rozwiązaniu: okres całkowania, dowolność w wyborze numerów zliczanych kanałów i ich liczby, tworzenie zmiennych koincydencyjnych (łączenie kanałów w pary koincydencyjne). W końcowym etapie pracy należy wykonać testy urządzenia w celu wyznaczenia jego rzeczywistych ograniczeń, a w szczególności: maksymalnej dopuszczalnej częstości rejestrowanych impulsów, maksymalnych dopuszczalnych parametrów zniekształceń impulsów wejściowych, dopuszczalnych czasów wzajemnych opóźnień impulsów tworzących pary koincydencyjne). W końcowym etapie pracy należy wykonać testy urządzenia w celu wyznaczenia jego rzeczywistych ograniczeń, a w szczególności: maksymalnej dopuszczalnej częstości rejestrowanych impulsów, maksymalnych dopuszczalnych parametrów zniekształceń impulsów wejściowych, dopuszczalnych czasów wzajemnych opóźnień impulsów tworzących pary koincydencyjne. Instytut Fizyki Jądrowej PAN 1. "LHC - największy mikroskop świata". Abstrakt: Podczas wystąpienia pokrótce zostanie przedstawiony największy mikroskop świata - akcelerator LHC. Instytut Fizyki Jądrowej bierze udział w trzech z czterech wielkich eksperymentów na LHC: ATLASie, ALICE oraz LHCb. Wszystkie tematy prac licencjackich oraz magisterskich są związane z którymś z wymienionych eksperymentów. 2. "Fizyka cząstek elementarnych w Krakowie". Abstrakt: Prace prowadzone w Instytucie Fizyki Jądrowej dotykają wielu różnych zagadnień. Począwszy od zagadnień fenomenologicznych, testowania przewidywań modeli w oparciu o generatory Monte Carlo, poprzez prace informatyczne związane z systemem akwizycji danych czy też projektowaniem algorytmów do identyfikacji/rekonstrukcji cząstek, po tematy związane z analizą rzeczywistych danych zebranych przez eksperyment. Podczas wykładu pokrótce omówione zostaną poszczególne tematy zarówno od strony technicznej ("co jest wymagane") jak i praktycznej ("jak się pracuje w IFJ"). 3. "Parę słów o ... Instytucie Fizyki Jądrowej PAN". Abstrakt: Podczas wystąpienia przybliżona zostanie specyfika pracy w Instytucie Fizyki Jądrowej. Omówione zostaną podobieństwa, różnice oraz korzyści płynące z pisania pracy w Fizyce Wysokich Energii. Zakład Optyki Atomowej Praktyki: - Grupa teoretyczna (Teoria prawie wszystkiego w układach atomowych). Prof. dr hab. J. Zakrzewski: 1. Modelowanie układów zimnych atomów (kondensat bosonów, ultra-zimne fermiony) w potencjałach optycznych. 2. Dynamika zimnych atomów w skończonej temperaturze. 3. Układy atomowe na sieciach a modele magnetyzmu (dla dwóch osób). Wymagania: zacięcie do obliczeń analitycznych i/lub numerycznych, zastosowanie mechaniki kwantowej poprzez diagonalizację modelowych układów, do numeryki znajomość C lub C++ lub fortranu oraz elementów Linuxa). Czas: 06-13.07.2013, 15.08 – 06.09.2013, 21.09-30.09.2013, (istnieje możliwość łączenia terminów). Prof. dr hab. K. Sacha: 4. Teoretyczne (analityczne lub numeryczne) obliczenia dotyczące kondensatu Bosego-Einsteina. Czas: wrzesień 2013 r. Dr hab. J. Bieroń: 5. Bazy danych izotopowych. Opis: Zadanie polega na opracowaniu zbioru parametrów jąder atomowych dla wszystkich izotopów w zakresie liczb atomowych Z = 1-174, w postaci numerycznej bazy danych, oraz implementacji utworzonej bazy w ramach programu komputerowego GRASP/MCDHF (General Relativistic Atomic Structure Program / MultiConfigurational Dirac-Hartree-Fock). Baza będzie wykorzystywania jako zbiór parametrów wejściowych dla programu komputerowego GRASP/MCDHF, służącego do obliczeń numerycznych funkcji falowych dla struktury elektronowej swobodnych atomów i jonów. Wymagania: elementy Fortranu, podstawy Linuxa. - Grupy doświadczalne. Dr. T. Kawalec: Strona grupy: coldatoms.com E-mail: [email protected] 6. Eksperymenty z zimnymi i ultrazimnymi atomami. Strona grupy: coldatoms.com E-mail: [email protected] Opis: Celem praktyki jest zapoznanie się z technikami eksperymentalnymi związanymi z zagadnieniami chłodzenia i pułapkowania atomów, a w tym – w mikropułapkach magnetycznych. Praktyka będzie się wpisywała w nurt prac prowadzących do uzyskania kondensatu BosegoEinsteina lub eksperymentów z plazmonami powierzchniowymi i zimnymi atomami. Termin praktyki: do ustalenia Liczba osób: 2-3, w zależności od terminu Propozycja kierowana jest głównie do studentów kierunków: fizyka, zaawansowane materiały i nanotechnologia, fizyka komputerowa, biofizyka. 7. Obliczenia numeryczne rozkładów pola elektromagnetycznego na mikrostrukturach metalicznych. Strona grupy: coldatoms.com E-mail: [email protected] Opis: Celem praktyki jest zapoznanie się z metodami numerycznymi, używanymi do wyliczania rozkładów natężenia pola elektromagnetycznego w pobliżu periodycznych mikrostruktur metalicznych. W szczególności, obliczenia dotyczyć będą zakresu tak zwanego pola bliskiego i plazmonów powierzchniowych. Termin praktyki: do ustalenia Liczba osób: 1 Propozycja kierowana jest głównie do studentów kierunków: fizyka, zaawansowane materiały i nanotechnologia, fizyka komputerowa, biofizyka. 8. Przygotowanie ELN - electronic lab notebook. Strona grupy: coldatoms.com E-mail: [email protected] Opis: Celem praktyki jest przygotowanie elektronicznej wersji "lab booka" – programu umożliwiającego zarówno gromadzenie i organizację wyników pracy w laboratorium, ale także wspomagającego zarządzanie projektami. Program powinien umożliwiać m.in.: przygotowywanie kopii zapasowych (także na maszynach zdalnych), autoryzację użytkowników, funkcjonalne wyszukiwanie, kategoryzację wpisów pod kątem np. projektów itd. Praca będzie polegać albo na napisaniu programu - wtedy możliwa realizacja pracy licencjackiej w tym temacie, albo na znalezieniu, zaimplementowaniu i skonfigurowaniu istniejącej aplikacji. Więcej informacji można znaleźć np. tutaj: http://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_lab_notebook Termin praktyki: do ustalenia Liczba osób: 1 Propozycja kierowana jest głównie do studentów kierunków: fizyka, astronomia, informatyka, zaawansowane materiały i nanotechnologia, fizyka komputerowa, biofizyka 9. Napisanie apletów na stronę WWW z dziedziny optyki. Strona grupy: coldatoms.com E-mail: [email protected] Opis: Celem praktyki jest przygotowanie apletów ilustrujących na przykład w postaci wykresów wzory opisujące dyfrakcję i interferencję oraz działanie siatek dyfrakcyjnych, interferometrów Fabry-Pérota i innych. Przykładowy aplet, ilustrujący działanie używanego w naszym laboratorium tzw. dipolowego lustra optycznego dla atomów można znaleźć tutaj: http://www.coldatoms.com/pliki/symulacje/sim_reflection_pl.html. Termin praktyki: do ustalenia Liczba osób: 1 Propozycja kierowana jest głównie do studentów kierunków: fizyka, astronomia, informatyka, zaawansowane materiały i nanotechnologia, fizyka komputerowa, biofizyka Prace licencjackie - Grupa teoretyczna (Teoria prawie wszystkiego w układach atomowych). Prof. dr hab. J. Zakrzewski, prof. dr hab. K. Sacha: 1. Z jednej strony istnieje możliwość kontynuacji prowadzonych badań z zakresu odbytej ewentualnie wakacyjnej praktyki. Z drugiej należy mieć na uwadze wyjątkowo burzliwy rozwój fizyki ultra-zimnych atomów, co prowadzi do szybkiej dezaktualizacji za bardzo konkretnych zadań. Dlatego najlepszy jest chyba ogólny opis: Ultra-zimne gazy atomowe stanowią kwantowe układy wielu ciał, gdzie poziom kontroli eksperymentalnej i możliwości detekcji są wprost niewiarygodne i nieosiągalne w innych dziedzinach fizyki. Z tego powodu zimne gazy atomowe stały się przedmiotem aktywnych badań doświadczalnych i teoretycznych. Możemy w takich układach: badać zjawiska fizyki ciała stałego (np. nadprzewodnictwo/nadciekłość, kwantowe przejścia fazowe, zjawiska transportu), realizować abelowe i nieabelowe teorie pola, projektować symulatory kwantowe (układy eksperymentalne, które będą dla nas przeprowadzały złożone obliczenia kwantowe), szukać realizacji komputerów kwantowych, a nawet badać zjawiska kosmologiczne. Krótko mówiąc wiele pomysłów, które przychodzą do głowy studentom/magistrantom da się realizować i badać w zimnych gazach atomowych. Dokładny temat badań zostanie ustalony po dyskusji ze studentem. Praca polegać będzie na obliczeniach analitycznych bądź na obliczeniach numerycznych. Dr hab. J. Bieroń: 2. Schrödinger-Dirac konwerter. Zadanie polega na opracowaniu interfejsu dla programu komputerowego GRASP/MCDHF (General Relativistic Atomic Structure Program / MultiConfigurational Dirac-Hartree-Fock), wykonującego konwersję numerycznego rozwiązania równania Schrödingera do postaci właściwej dla integratora równania Diraca (od formy skalarnej do czterowektorowej). Wymagania: elementy Fortranu, podstawy Linuxa. - Grupy doświadczalne. Dr T. Kawalec: Strona grupy: coldatoms.com E-mail: [email protected] 3. Eksperymenty z ultra-zimnymi atomami. Opis: W Laboratorium Zimnych Atomów przy Powierzchni budowany jest układ eksperymentalny, w którym otrzymany zostanie kondensat Bosego–Einsteina. Gotowe są już dwie pułapki magnetooptyczne (2D+ oraz 3D), a także układ obrazowania atomów. Obecnie optymalizowana jest pułapka magnetyczna. Praca będzie polegała na rozwinięciu istniejącej pułapki magnetycznej oraz zaimplementowaniu mikropułapki magnetycznej na tak zwanym chipie atomowym. Wymagania: znajomość elementarnych podstaw fizyki atomowej i optyki, zdolności doświadczalne, motywacja do systematycznej pracy Temat kierowany jest głównie do studentów kierunku: fizyka 4. Zimne atomy i plazmony powierzchniowe. Opis: W Laboratorium Zimnych Atomów przy Powierzchni działa układ dipolowego lustra optycznego, będący nowoczesnym i uniwersalnym narzędziem do badania oddziaływań atomów z powierzchniami ciał stałych. Praca będzie polegała na rozwinięciu eksperymentu łączącego zagadnienie zimnych atomów i plazmonów powierzchniowych, wytwarzanych na mikrostrukturach ze złota. Więcej informacji: http://www.coldatoms.com/pliki/prezentacje/semdb6_plazmony.pdf Wymagania: znajomość elementarnych podstaw optyki, zdolności doświadczalne, motywacja do systematycznej pracy Temat kierowany jest głównie do studentów kierunków: fizyka, zaawansowane materiały i nanotechnologia 5. Modelowanie rozkładu natężenia pola elektromagnetycznego w pobliżu periodycznych mikrostruktur metalicznych. Opis: Celem pracy jest numeryczne wyliczenie rozkładu natężeń pola elektromagnetycznego (z zakresu bliskiej podczerwieni) w pobliżu mikrostruktur metalicznych na podkładach dielektrycznych. Do obliczeń będzie można po części wykorzystać już istniejące skrypty i programy. W szczególności, obliczenia będą dotyczyć realnych siatek metalicznych (wraz z ich niedoskonałościami), wykonywanych z użyciem technologii zogniskowanej wiązki jonów (Focused Ion Beam) oraz litografii elektronowej (Electron Beam Litography). Wymagania: znajomość elementarnych podstaw optyki, motywacja do systematycznej pracy Temat kierowany jest głównie do studentów kierunków: fizyka, zaawansowane materiały i nanotechnologia Prace magisterskie: - Grupa teoretyczna (Teoria prawie wszystkiego w układach atomowych). Prof. dr hab. J. Zakrzewski, prof. dr hab. K. Sacha: 1. Możliwość napisania 2-3 prac magisterskich w tematyce ultazimnych atomów po indywidualnym uzgodnieniu tematu z ewentualnym promotorem dla studentów specjalizacji fizyka teoretyczna w ogólnej tematyce opisanej poniżej Realizacja tych tematów może być powiązana ( wprzypadku wygrania otwartego konkursu) z realizacją projektu Maestro (patrz pkt. 5). Ultra-zimne gazy atomowe stanowią kwantowe układy wielu ciał, gdzie poziom kontroli eksperymentalnej i możliwości detekcji są wprost niewiarygodne i nieosiągalne w innych dziedzinach fizyki. Z tego powodu zimne gazy atomowe stały się przedmiotem aktywnych badań doświadczalnych i teoretycznych. Możemy w takich układach: badać zjawiska fizyki ciała stałego (np. nadprzewodnictwo/nadciekłość, kwantowe przejścia fazowe, zjawiska transportu), realizować abelowe i nieabelowe teorie pola, projektować symulatory kwantowe (układy eksperymentalne, które będą dla nas przeprowadzały złożone obliczenia kwantowe), szukać realizacji komputerów kwantowych, a nawet badać zjawiska kosmologiczne. Krótko mówiąc wiele pomysłów, które przychodzą do głowy studentom/magistrantom da się realizować i badać w zimnych gazach atomowych. Dokładny temat badań zostanie ustalony po dyskusji ze studentem. Praca polegać będzie na obliczeniach analitycznych bądź na obliczeniach numerycznych. Dr hab. J. Bieroń: 2. Komputerowa symulacja swobodnego atomu. Zadanie polega na przeprowadzeniu komputerowej symulacji kwantowego stanu swobodnego atomu (lub jonu) przy pomocy programu MCDHF (MultiConfigurational Dirac-Hartree-Fock) a następnie wykonaniu numerycznych rachunków dla określonej stałej atomowej, dla jednego z kilku wybranych atomów, lub dla jednego z kilku interesujących zjawisk: emisji spontanicznej, oddziaływania nadsubtelnego, łamania symetrii parzystości, łamania symetrii względem zmiany kierunku czasu. Wymagania: elementy Unixa, podstawy mechaniki kwantowej. W ramach pracy możliwa jest także praca nad rozwijaniem kodu w Fortranie; nad przekształceniem jednoprocesorowej wersji kodu w wieloprocesorową; oraz nad opracowaniem interfejsu GUI dla programu Diraca-Focka Wymagania: Fortran, Linux. - Grupy doświadczalne. Prof. dr hab. J. Koperski: 3. Badanie struktur rotacyjnych nano-obiektów van der waalsowskich w wiązce naddźwiękowej. (Istnieje również możliwość pisanie pracy licencjackiej o identycznym temacie). Metoda swobodnego strumienia naddźwiękowego pozwala na produkcję prostych nano-obiektów molekuł van der waalsowskich propagujących w wiązce w najniższych stanach rotacyjnooscylacyjnych stanu podstawowego. Badanie oddziaływań pomiędzy atomami tworzącymi molekułę przeprowadza się metodami spektroskopii laserowej. Proponowana praca magisterska polega na wykorzystaniu wysokiej klasy przestrajalnego lasera barwnikowego NarrowScan firmy Radiant Dyes do pomiarów widm rotacyjnych dimera kadmu. Nowy typ lasera barwnikowego, z dwoma siatkami dyfrakcyjnymi w konfiguracji oscylatora, posiada szerokość spektralną generowanego promieniowania umożliwiającą wykonanie takich pomiarów. Praca dotyczyłaby zaznajomienia się z techniką lasera barwnikowego i generacji drugiej harmonicznej częstości promieniowania, techniką wiązki naddźwiękowej oraz czynnego udziału w pomiarach, akumulacji danych pomiarowych i opracowania widm wzbudzenia w oparciu o dostępne programy komputerowe. Wymagania: Preferowani studenci specjalizacji fizyka atomowa chcący poznać metody doświadczalne fizyki molekuł, posiadający zapał badawczy, pozytywne myślenie i zamiłowanie do pracy w laboratorium. Możliwość niewielkiego wynagrodzenia. 4. Spektroskopia elektronowo-oscylacyjna nano-obiektów van der waalsowskich w wiązce naddźwiękowej. (Istnieje również możliwość pisanie pracy licencjackiej o identycznym temacie). Metoda swobodnego strumienia naddźwiękowego pozwala na produkcję prostych nano-obiektów molekuł van der waalsowskich propagujących w wiązce w najniższych stanach rotacyjnooscylacyjnych stanu podstawowego. Badanie oddziaływań pomiędzy atomami tworzącymi molekułę przeprowadza się metodami spektroskopii laserowej. Proponowana praca magisterska polega na wykorzystaniu przestrajalnego lasera barwnikowego do pomiaru widm oscylacyjnych dimera kadmu. Novum pracy polega na pomiarze struktur oscylacyjnych wysokoleżących stanów elektronowych, które - jak dotychczas - nie były badane doświadczalnie. Praca dotyczyłaby zaznajomienia się z techniką lasera barwnikowego (TDL90 I firmy Quantel), generacji drugiej harmonicznej częstości promieniowania laserowego, techniką wiązki naddźwiękowej oraz czynnego udziału w pomiarze widm wzbudzenia i fluorescencji, akumulacji danych pomiarowych i opracowania widm wzbudzenia w oparciu o dostępne programy komputerowe. Wymagania: Preferowani studenci specjalizacji fizyka atomowa chcący poznać metody doświadczalne fizyki molekularnej, posiadający zapał badawczy, pozytywne myślenie i zamiłowanie do pracy w laboratorium. Możliwość niewielkiego wynagrodzenia. 5. W poszukiwaniu rotacji – wstępne symulacje schematu wzbudzenia do eksperymentu testowania nierówności Bella dla atomów.(Istnieje również możliwość pisanie pracy licencjackiej o identycznym temacie). (Istnieje również możliwość pisanie pracy licencjackiej o identycznym temacie). Proponowana praca dotyczy wykonania wstępnych symulacji struktur rotacyjnych dla przejść elektronowych w molekułach Cd2. Zostaną one wykorzystane w realizacji planowanego doświadczalnego testu tzw. nierówności Bella dla atomów Cd, pozwalającego na weryfikację słuszności założeń mechaniki kwantowej (słynny paradoks Einsteina, Podolsky’ego i Rosena). Dotychczasowe doświadczalne testy nierówności Bella koncentrowały się głównie na fotonach bozonach (np. korelacje polaryzacji), natomiast masywne systemy, jak atomy, które mogą być zarówno bozonami, jak i fermionami nie były dotąd szeroko rozpatrywane. Opracowywany w mojej grupie schemat testu opiera się na kreacji par splątanych atomów Cd poprzez kontrolowaną laserową dysocjację cząsteczek Cd2 produkowanych w wiązce naddźwiękowej. Wymagania: Preferowani studenci specjalizacji fizyka atomowa chcący poznać metody doświadczalne fizyki molekularnej oraz ideę weryfikacji mechaniki kwantowej poprzez testy nierówności Bella, posiadający podstawy programowania w języku C++ i zapał badawczy. Możliwość niewielkiego wynagrodzenia. 6. Fluorescencja molekuły I2 wzbudzana światłem lasera He-Ne - badania struktury rotacyjnej I długości wiązania I2 (Istnieje również możliwość pisanie pracy licencjackiej o identycznym temacie). Proponowana praca dotyczy uruchomienia nowego zestawu pomiarowego Pracowni Specjalistycznej fizyki atomowej. Dotyczy badania widma molekuły I2 przez obserwację fluorescencji wzbudzonej światłem laserowym. Doświadczenie to, wśród swoich wielu zalet dydaktycznych, umożliwia zapoznanie studentów z metodami spektroskopii laserowej. Obserwowane widmo molekularne ilustruje podstawowe zasady mechaniki kwantowej. Analiza wyników doświadczenia, widma reprezentującego przejścia energetyczne w strukturze rotacyjnej molekuły I2, pozwala wyznaczyć takie parametry molekularne jak stałe struktury rotacyjnej, długość wiązania, stałą siłową, anharmoniczność potencjału molekularnego itp. Wymagania: Preferowani studenci specjalizacji fizyka atomowa chcący poznać metody doświadczalne fizyki molekularnej, posiadający zapał badawczy, pozytywne myślenie i zamiłowanie do pracy w laboratorium. Możliwość niewielkiego wynagrodzenia. Grupa spolaryzowanego helu. Dr Bartosz Głowacz: 7. Badanie widma ekscymeru He2* w warunkach wysokiego pola magnetycznego. Hel cząsteczkowy w postaci ekscymeru He2* w stanie metastabilnym a3Σ+u był jak dotąd przedmiotem badań spektroskopowych w słabym polu magnetycznym rzędu 1 mT i poniżej. Hipoteza udziału cząsteczki w procesach relaksacyjnych spolaryzowanego atomowego 3He skłania do przeprowadzenia badań nad tą cząsteczką również w polu rzędu 1 T. Zadaniem podejmującego temat badawczy będzie budowa układu optycznego do pomiarów absorpcyjnych, rejestracja oraz jakościowa i ilościowa analiza widm cząsteczkowych wybranych izotopologów w zakresie przestrajalności lasera. Dr. T. Pałasz: 8. Optymalizacja parametrów pracy polaryzatora 129Xe w aspekcie badań biomedycznych. Etap konstrukcyjny urządzenia do produkcji spolaryzowanego 129Xe w Grupie Optycznej Polaryzacji Gazów Szlachetnych w Zakładzie Optyki Atomowej jest obecnie zakończony i trwają przygotowania do jego uruchomienia. Wstępne parametry pracy dobrane zostaną na podstawie informacji literaturowych. Po pierwszych udanych próbach konieczne będzie dobranie optymalnych parametrów pracy odpowiadających temu konkretnemu urządzeniu, biorąc pod uwagę późniejszą aplikację spolaryzowanego gazu w badaniach biomedycznych, m.in. jako środek kontrastowy w obrazowaniu płuc techniką rezonansu magnetycznego. Zadaniem osoby podejmującej badaną tematykę będzie znalezienie zestawu parametrów operacyjnych polaryzatora, zapewniających wysoką polaryzację 129Xe i możliwie najkrótszy czas jej osiągnięcia. Grupa atomów przy powierzchni. Dr T. Kawalec: 9. Ultra-zimne atomy w kompaktowym układzie eksperymentalnym. Opis: W Laboratorium Zimnych Atomów przy Powierzchni trwają prace nad otrzymaniem kondensatu Bosego–Einsteina w kompaktowym układzie eksperymentalnym. Gotowe są już dwie pułapki magnetooptyczne, układ obrazowania absorpcyjnego i fluorescencyjnego oraz układ pompowania atomów do odpowiedniego podpoziomu zeemanowskiego. Celem pracy będzie rozwinięcie istniejącej pułapki magnetycznej i przygotowanie finalnej, na tak zwanym chipie atomowym). Wymagania: znajomość podstaw fizyki atomowej i optyki, zdolności doświadczalne, motywacja do systematycznej pracy Temat kierowany jest głównie do studentów kierunku: fizyka 10. Manipulacja atomami przy pomocy plazmonów powierzchniowych. Opis: W Laboratorium Zimnych Atomów przy Powierzchni prowadzone są prace nad wykorzystaniem plazmonów powierzchniowych do kontroli ruchu tak zwanych zimnych atomów. Plazmony powierzchniowe są generowane przy pomocy małych siatek dyfrakcyjnych transmisyjnych i odbiciowych, utworzonych w warstwie złota na podkładzie szklanym. Celem pracy będzie przeprowadzenie eksperymentów związanych z badaniem właściwości luster i pułapek plazmonowych dla atomów. Wymagania: znajomość podstaw fizyki atomowej i optyki, zdolności doświadczalne, motywacja do systematycznej pracy Temat kierowany jest głównie do studentów kierunku: fizyka Inne projekty badawcze. W ZOA realizowany jest grant badawczy MAESTRO Narodowego Centrum Nauki pod kierunkiem prof. J. Zakrzewskiego. Z końcem maja/początkiem czerwca zostanie rozpisany otwarty konkurs dla studentów II stopnia na roczną praktykę badawczą płatną w wysokości około 1000 zł miesięcznie, dla chętnych zamierzających prowadzić teoretyczne badania w tematyce projektu (zmierzające w danym roku do pracy magisterskiej w tematyce projektu dla studentów 2 roku 2 stopnia, lub przygotowujące kierunkowo do takich działań dla studentów 1 roku). Zobacz http://chaos.if.uj.edu.pl/~kuba/news.html