Prijedlozi tema za diplomske radove u Mentor : Prof. dr. sc. Amon Ilakovac Naslov teme: Renormalizacija i renormalizacijska grupa standardnog mo

Транскрипт

1 Prijedlozi tema za diplomske radove u Mentor : Prof. dr. sc. Amon Ilakovac Naslov teme: Renormalizacija i renormalizacijska grupa standardnog modela Sadržaj teme: Tema bi obuhvaćala dijelove slijedećih točaka: a. Izvod Feynmanovih pravila za baždarne teorije. b. Integrali na nivou jedne petlje u d-dimenzijskom prostoru. Dimenzijska regularizacija UV i IR divergencija. c. Nalaženje kontračlanova. d. Renormalizacija parametara teorije (QED, QCD, WS modela). Konačnost teorije. Konačnost na nivou jedne petlje. e. Račun konačnih dijelova amplituda. f. Primjena divergentnih članova u odreďivanju renormalizacijskih grupnih jednadžbi (RGE). g. Numeričko rješavanje RGE. OdreĎivanje parametara modela kao funkcije energije uz zadane početne uvjete. Informacije o metodama odreďivanja početnih uvjeta. h. Primjena gornjih metoda na primjerima na nivou jedne petlje. Primjeri: magnetski moment miona; S,T,U parametri; korekcije širina raspada i udarnih presjeka zbog preturbativnih doprinosa; skaliranje konstanti veze; skaliranje masa; skaliranje partonskih distribucijskih funkcija i sl. Tema je pogodna za izradu više diplomskih radova i bila je već prihvaćena ranije, i nije bila realizirana. Mentor : Prof. dr. sc. Amon Ilakovac Naslov teme: Simetrije u fizici elementarnih čestica Sadržaj teme: Tema obraďuje aspekte simetrije i primjene tih simetrija u fizici elementarnih čestica. Npr. okusne simetrije, simetrija boje, baždarna simetrija ili općenitije interne simetrije kao što su nabojna, barionska, leptonska, izaospinska, C-paritetna; diskretne Lorentzove simetrije (pariet, T- inverzija) itd. Ideja je obraditi jednu od tih tema sa eksperimentalnog i/ili teorijskog stanovišta i dati sadašnji status razmatranog problema u literaturi.

2 Mentor : Prof.dr.sc. Damir Bosnar Naslov teme: Detekcija alfa čestica dijamantnim detektorima Sadržaj teme: Kod nekih reakcije elektronskog raspršenja na jezgrama od velikog značenja u fundamentalnoj nuklearnoj fizici te astrofizici potrebno je detektirati alfa čestice s mogućnošću precizne rekonstrukcije energije i vremena opažanja, ali u prisustvu velikog pozadinskog zračenja drugih čestica. Jedan od mogućih načina je uporaba dijamantnih detektora i odgovarajuće brze elektronike. U diplomskom će se ispitati i pripremiti jednostavan sustav za detekciju alfa čestica za planirane eksperimente elektronskog raspršenja na elektronskom ubrzivaču MAMI. Priprema detektora će se vršiti u laboratoriju na Fizičkom odsjeku, a moguće je sudjelovanje u mjerenjima A1 kolaboracije u MAMI, Mainz, Njemačka. Mentor : Prof.dr.sc. Damir Bosnar Naslov teme: Scintilacijske niti za detekciju teških nabijenih čestica Sadržaj teme:. U suvremenim eksperimentima nuklearne fizike i fizike elementarnih čestica te astrofizike potrebni su detektori za preciznu registraciju putanja čestica. Jedan od novijih vrsta detektora su i detektori sastavljeni od niza scintilacijskih niti (scintillating fibres). Scintilacijske niti sastoje se od scintilirajućeg materijala omotanog tankim zaštitnim slojem. Promjer niti je do nekoliko milimetara, a može biti različitih duljina, do nekoliko metara. Scintilacijski materijal kod prolaska čestice emitira svjetlosni puls, u ovom slučaju od jednog do nekoliko stotina fotona, koji se klasičnim fotomultiplikatorima ili nedavno razvijenim silicijevim fotomultiplikatorima pretvara u električni puls kojeg je moguće procesirati nuklearnom elektronikom. U diplomskom radu, za potrebe planiranih istraživanja svojstava interakcija hadrona i jezgara u eksperimentima kaonskih apsorpcija u jezgri (Daphne, Frascati, Italija) ispitat će se svojstva odreďenih scintilacijskih niti za detekciju teških nabijenih čestica pion, kaon. Posebno će se ispitati propagacija i slabljenje signala nakon detekcije nabijene čestice u dugačkim scintilacijskim nitima i mogućnosti odreďivanja razlike vremena kod registriranja signala na krajevima niti te pripadna prostorna razlučivost. Mjerenja će se vršiti u laboratoriju na Fizičkom odsjeku, a moguće je sudjelovanje i na mjerenjima u Laboratori Nazionali di Frascati, Rim, Italija., prof. fizike i informatike

3 Mentor : Prof.dr.sc. Damir Bosnar Naslov teme: Mjerenje vremena života pozitronija Sadržaj teme:. Pozitronij je vezano, no nestabilno stanje elektrona i pozitrona. Njegovo postojanje predvidio je S. Mohorovičić godine, nakon otkrića pozitrona godine. Postojanje pozitronija eksperimentalno je utvrďeno godine i od tada proučavanje tog jednostavnog sustava služi za ispitivanje temeljnih postavki kvantne elektrodinamike, no i u primjenama kod istraživanja nekih svojstva materijala. I danas je to aktivno područje istraživanja s ambicioznim ciljevima realizacije gama lasera, novih izvora energije ili pronalaženja novih prostornih dimenzija i fizike izvan standardnog modela, te primjena. U diplomskom će se proučiti načini anihilacije pozitronija i izgraditi jednostavan eksperimentalni sustav za mjerenje vremena života pozitronija koji nastaje uhvatom pozitrona emitiranog iz izotopa 22 Na od strane elektrona u izabranoj tvari. Za registraciju signala gama zraka iz scintilacijskih detektora osim klasične analogne elektronika ispitat će se i mogućnost uporabe brzih digitalizatora pulsa. Primijenit će se i po potrebi dodatno razviti odgovarajući algoritmi za analizu sakupljenih podataka. Studijski smjer: prof. fizike i informatike, prof. fizike i tehnike, prof. fizike Mentor : Dr.sc. Zoran Škoda /PMF-MO naslovno zvanje docenta Naslov teme: Feynmanovi integrali i semiklasični limes Sadržaj teme: Feynmanov pristup kvantnoj mehanici preko integrala po trajektorijama u terminima je klasičnih koordinata, pa je pogodan za proučavanje semiklasičnog limesa i semiklasičnog razvoja. Funkcionalni integral često nije egzaktno definiran, posebno u teoriji polja, nego je samo vrlo dobra i poučna heuristika. Otvoreno je pitanje kako rigorozno kvantizirati kvantne teorije polja s netrivijalnim meďudjelovanjem i simetrijama. UsporeĎivanje klasične, simplektičke geometrije faznog prostora i formalizma funkcionalnih integrala vodi boljem razumijevanju samog koncepta kvantizacije. Cilj ovog diplomskog je upoznati se s osnovnim geometrijskim i fizikalnim aspektima koji su relevantni za pitanje kvantizacije u formalizmu Feynmanovih integrala te razumijevanje kratkovalne aproksimacije koja u tom slučaju vodi na semiklasični razvoj, a kod obične valne jednadžbe do limesa geometrijske optike. Student će upoznati i primjere kad naivni recepti za Feynmanov integral u konfiguracijskom prostoru trebaju korekcije koje su odreďene Maslovljevim indeksom iz geometrije faznog prostora. Sam semiklasični razvoj u više dimenzija, za razliku od 1-dimenzionalne WKB metode, takoďer treba bolje razumijevanje Maslovljevog indeksa. TakoĎer je u praksi korisno znati kako kod nekih, mahom superintegrabilnih, sustava funkcionalni integral ima svojstvo lokalizacije, tj. da već vodeći član u semiklasičnom razvoju Feynmanovog integrala daje egzaktni rezultat.,

4 Mentor : Dr.sc. Ivan Kupčić Naslov teme: Karakterizacija grafenskih uzoraka pomoću ramanske spektroskopije Sadržaj teme: Ramanska spektroskopija je jedna od najvažnijih nedestruktivnih metoda za odreďivanje čistoće grafenskih uzoraka. U izmjerenim spektrima se pored signala porijeklom od standardnih Raman-aktivnih fonona (G mod), čiji intenzitet ne ovisi ni o nepravilnostima rešetke niti o nečistoćama, pojavljuje i signal (D mod) čiji položaj odgovara frekvenciji fonona koji nisu Ramanaktivni, a intenzitet ovisi o ukupnom neredu u sustavu. Relativni intenzitet D i G signala je prema tome mjera nereda u grafenu (slično i u grafitu, nano-cjevčicama i fulerenima). D mod u grafenu je jedan od najvažnijih primjera rezonantnog ramanskog raspršenja u fizici čvrstog stanja. Isto tako, on predstavlja jedinstven primjer u kojem je moguće izmjeriti disperziju fonona pomoću ramanske spektroskopije. U ovom radu će se izvesti poznati izraz za meďuvrpčanu optičku vodljivost te njezina druga derivacija po bozonskom pomaku, koja predstavlja adijabatsku aproksimaciju za korijen intenziteta u dvo-bozonskom ramanskom raspršenju. Nakon toga će se numerički istražiti najvažnije anomalije vezane uz signal D moda u grafenu. Račun se temelji na formalizmu jednadžbi gibanja za fonone i elektrone te na minimalnoj supstituciji za vezanje svjetlosti i vodljivih elektrona.

5 Mentor : Dr.sc. Ivan Kupčić Naslov teme: Utjecaj spinskih fluktuacija na antiferomagnetsko ureďenje u 2D Hubbardovom modelu Sadržaj teme: Odbojna interakcija elektrona suprotnog spina na atomu odgovorna je za antiferomagnetsku (AFM) nestabilnost polupopunjene vrpce u kvazi-2d metalima. Hubbardov model je najjednostavniji model u kojem možemo tu pojavu teorijski razmatrati, a stehiometrijski uzorci iz klase visokotemperaturnih supravodiča su najvažniji sustavi koji se eksperimentalno istražuju. Aproksimacija srednjeg polja se obično koristi za odreďivanje kritične temperature AFM ureďenja T N MF. No, stvarna temperatura AFM ureďenja T N je znatno manja od T N MF, što je posljedica prisustva transverzalnih spinskih valova čija je disperzija linearna funkcija valnog vektora. U ovom radu će se odrediti disperzija elektrona u ureďenom AFM stanju, u aproksimaciji srednje polja, ukupna slobodna energija te njezina derivacija po parametru ureďenja, koja odgovara statičkoj AFM magnetskoj susceptibilnosti sustava. Odredit će se kritična temperatura T N MF iz te magnetske susceptibilnosti, te iz AFM jednadžbe samosuglasnosti, za tipične parametre u disperziji elektrona. Ukratko će se procijeniti efekti spinskih fluktuacija na kritičnu temperaturu. Račun se temelji na uobičajenoj matričnoj reprezentaciji za jednoelektronsku Schrödingerovu jednadžbu u kristalima te na standardnom izrazu iz (kvantne) statističke fizike za slobodnu energiju. Ovaj problem ima i feromagnetsku inačicu, koja je formalno jednostavnija, a fizikalno jednako važna. Mentor : Prof.dr.sc. Matko Milin Naslov teme: Nukleosinteza u ranom Svemiru Sadržaj teme: U ranom Svemiru, unutar prvih desetak minuta nakon Velikog praska, odigravao se čitav niz nuklearnih reakcija meďu izotopima vrlo laganih elemenata (vodik, helij, litij, berilij). Ta prvobitna nukleosinteza rezultirala je u sljedećem sastavu vidljive materije: otprilike 76% vidljive mase sastojalo se od vodika ( 1 H), a 24% od helija ( 4 He). Osim ta dva elementa, stvorena je i mjerljiva količina nuklida 2 H i 7 Li - rezultati mjerenja za ovaj potonji trenutačno nisu u skladu s modelom prvobitne nukleosinteze. Taj tzv. "problem litija" neriješen je već dulje od desetak godina i predmet je intenzivnog istraživanja u nuklearnoj astrofizici. U okviru izrade ovog diplomskog rada proučio bi se utjecaj nedovoljno točnog poznavanja udarnih presjeka za pojedine nuklearne reakcije na količinu stvorenog litija u ranom Svemiru. Upotrijebili bi se standardizirani kodovi za prvobitnu nukleosintezu, te pomoću njih proučila mogućnost da je rješenje "problema litija" u nepotpunoj mreži reakcija kojom se modelira prvobitna nukleosinteza. Diplomand bi se i sudjelovanjem u eksperimentu upoznao s metodama mjerenja nuklearnih veličina potrebnih za modeliranje ovog dijela nuklearne astrofizike. Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i kemije

6 Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar Naslov teme: Raspršenje elektrona na egzotičnim atomskim jezgrama Sadržaj teme: Raspršenje elektrona na atomskim jezgrama daje vrlo precizni uvid u strukturna svojsva kao što su veličina jezgre i distribucija naboja. U principu, elektron je bolja nuklearna proba nego alfa čestice u Rutherfordovom raspršenju, jer je točkasta čestica i može penetrirati u jezgru. U okviru predloţene teme, predviďen je razvoj novog fizikalnog modela za opis raspršenja elektrona na atomskim jezgrama, u kojem će prijelazi u pobuďena stanja jezgre biti opisani u okviru relativističke kvazičestične aproksimacije slučajnih faza. Osnovno stanje jezgre, odnosno jednočestična stanja i valne funkcije nukleona bit će odreďeni u okviru relativističkog Hartree-Bogoliubov modela, odakle će biti izgraďen skup dvo-kvazičestičnih pobuďenja koja doprinose u izračunu udarnih presjeka za raspršenje elektrona. Osim razmatranja raspršenja elektrona na stabilnim jezgrama, planirano je i istraživanje potencijalno novih pojava u raspršenju elektrona na nestabilnim nuklearnim sustavima, odnosno istraživanje mogućnosti postojanja novih egzotičnih kolektivnih modova pobuďenja. Ova tema je prikladna za izradu više diplomskih radova. Više informacija na Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar Naslov teme: Egzotične rezonancije u jezgrama izvan doline stabilnosti Sadržaj teme: Ekstremne vrijednosti izospina egzotičnih jezgri daleko od stabilnosti, kao i njihovo slabo vezanje, otkrivaju nove strukturne fenomene kao što je neutronski "halo" i neutronski omotač, koji igraju važnu ulogu u razumijevanju nuklearnog problema mnoštva čestica i njihovog meďudjelovanja. Prilikom pobuďenja, ovakve jezgre mogu rezultirati kolektivnim gibanjem slabo vezanih nukleona, što rezultira pojavom egzotičnih rezonancija koje se danas mogu i eksperimentalno mjeriti, npr. raspršenjem fotona, protona, alfa čestica na jezgrama ili u relativističkim sudarima teških iona. Takvi modovi su interesantni ne samo kao novi fizikalni fenomeni, nego igraju i važnu ulogu u procesima od značaja za astrofiziku. U okviru ove teme predviďeno je teorijsko istraživanje jednog od egzotičnih kolektivnih modova pobuďenja u atomskim jezgrama i njegovu interpretaciju pomoću najnovijih relevantnih eksperimentalnih podataka sa vodećih ubrzivača u svijetu. PredviĎena je primjena teorijskog okvira zasnovanog na relativističkom energijskom funkcionalu gustoće i kvazičestičnoj aproksimaciji slučajnih faza. Ova tema je prikladna za izradu više diplomskih radova. Više informacija na

7 Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar Naslov teme: Astrofizički procesi u evoluciji supernove Sadržaj teme: U okviru ove teme predviďen je teorijski opis procesa koji se odvijaju tijekom eksplozivne evolucije supernove tipa IIa i igraju značajnu ulogu u nukleosintezi kemijskih elemenata u r-procesu. Istraživanja uključuju razvoj teorijskog formalizma za opis uhvata elektrona, neutrina, i beta raspada atomskih jezgri u uvjetima konačne temperature karakteristične u fazi koja prethodi kolapsu jezgre supernove tipa IIa. S obzirom da teorijski opis ovakvih procesa zahtjeva intenzivne numeričke proračune, u okviru ove teme postoji mogućnost razvoja modernih metoda paralelnog programiranja zasnovanih na protokolu "Message Passing Interface" (MPI). Proračuni će biti izvedeni na novom klaster računalu instaliranom na Fizičkom odsjeku u okviru Centra za napredno računarstvo PMF-a, koji trenutno raspolaže sa ukupno 340 procesorskih jezgara, kao i u okviru Hrvatske nacionalne grid infrastrukture (CRO-NGI). Ova tema je prikladna za izradu više diplomskih radova. Više informacija na Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar Naslov teme: Primjena metoda paralelnog računarstva na klaster i grid sustavima Sadržaj teme: Ova tema uključuje razvoj modernih metoda paralelnog računarstva u okruženju klaster i/ili grid sustava za značajnim brojem procesorskih jedinica. Komunikacija izmeďu različitih jedinica klaster računala bit će provedena putem protokola "Message Passing Interface" (MPI), koji predstavlja standard za komunikaciju izmeďu procesa koji se odvijaju izvoďenjem paralelnog programa na sustavima sa distribuiranom memorijom. PredviĎeno je rješavanje elementarnih primjera za paralelizaciju računalnih kodova i usvajanje praktičnog znanja u sinhronizaciji i komunikaciji pojedinačnih komponenti paralelnog programa, kao i njihova optimizacija. Razvoj novih metoda i njihova primjena bit će provedeni na novom klaster računalu instaliranom na Fizičkom odsjeku u okviru Centra za napredno računarstvo PMF-a, koji raspolaže sa ukupno 340 procesorskih jezgara, kao i u okviru Hrvatske nacionalne grid infrastructure (CRO-NGI). Za rad na ovoj temi potrebno je znanje programiranja u C/C++ programskom jeziku. Ova tema je prikladna za izradu više diplomskih radova. Više informacija na Studijski smjer: prof. fizike i informatike

8 Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar Naslov teme: MeĎudjelovanje neutrina s atomskim jezgrama u zvijezdama Sadržaj teme: PredviĎeno je istraživanje udarnih presjeka za apsorpciju neutrina na atomskim jezgrama na konačnoj temperaturi karakterističnoj u stadiju evolucije supernove koji prethodi eksploziji. Inkluzivni neutrino-jezgra udarni presjeci bit će istraženi koristeći relativističku teoriju srednjeg polja na konačnoj temperaturi za opis svojstava atomske jezgre, dok će meďudjelovanje neutrina i jezgre biti opisano standardnim Hamiltonianom slabe interakcije. Udarni presjeci će biti istraženi kao funkcija energije ulaznih neutrina, s posebnim osvrtom na evoluciju udarnih presjeka sa povećanjem temperature u rasponu karakterističnom za okruženje zvijezde u kojoj se reakcije odvijaju. Temeljem dobivenih rezultata, bit će razmotreni mogući učinci apsorpcije neutrina tijekom evolucije zvijezde, kao i mogući doprinos neutrina nukleosintezi kemijskih elemenata u eksploziji supernove. Više informacija na

9 Mentor : Dr.sc. Ana Smontara Institucija: IF Naslov teme: Transportna svojstva dopiranih 122 željezo-pniktida Sadržaj teme: Pniktidi su relativno nova porodica slojastih materijala. Kod njih se mogu javiti ureďenja kao što su magnetsko ureďenje, val gustoće spina, dok se dopiranjem elektronima ili šupljinama ti magnetski prijelazi potiskuju u korist supravodljivog prijelaza. Neki dopirani pniktidi imaju relativno visoku temperaturu supravodljivog prijelaza (T C oko 50 K), stoga se ubrajaju u visokotemperaturne supravodiče. Zanimljivo je da se u supravodljivu fazu može ući i primjenom tlaka na ne dopirani materijal. Cilj rada je steći bolji uvid u elektronsku strukturu materijala kao i mehanizme transporta naboja, mjerenjem eletrične otpornosti i termostruje pod visokim tlakovima i u širokom temperaturnom rasponu (od 2 K do temperatura znatno viših od sobne temperature). Mentor : Dr.sc. Ana Smontara Institucija: IF Naslov teme: Utjecaja tlaka na elektronska svojstva interkaliranih dihalkogenida Sadržaj teme: Dihalkogenidi spadaju u slojaste materijale u kojima se kao posljedica kvazidvodimezionalnosti javlja čitav niz zanimljivih efekata kao što je val gustoće naboja, val gustoće spina, supravodljivost, antiferomagnetizam, feromagnetizam itd. Zbog slojevitosti strukture, dihalkogenide je moguće interkalirati i na taj način mijenjati njihova elektronska svojstva te time inducirati ili potisnuti gore spomenute pojave. No primjena hidrostatskog tlaka može imati vrlo sličan učinak kao i interkaliranje, te stoga predstavlja važnu metodu u istraživanju fizikalnih pojava i svojstava tih materijala. U okviru rada bi se mjerila transportna svojstva (termostruja i električna otpornost) na visokim tlakovima (do 20GPa) na Co 1/3 NbS 2, koji je posebno zanimljiv zbog magnetskog faznog prijelaza te njegovog potiskivanja uvoďenjem tlaka.

10 Mentor : Prof.dr.sc. Ivan Kokanović Naslov teme: Hallov efekt u YBCO tankom filmu dopiranom kalcijem Sadržaj teme: Proučavat će se Hallov efekt u visokotemperaturnim supravodičima. Istražit će se temperaturna i magnetska ovisnost otpornosti filma kao i kako Hallov napon ovisi o magnetskom polju i temperaturi pri konstantnoj struji, te iz tih mjerenja odrediti vrijednosti Hallove konstante kao i Hallov kut. Studijski smjer: prof. fizike, Fizika (istraživački) Mentor : Prof.dr.sc. Ivan Kokanović Naslov teme: Metalna stakla Sadržaj teme: Proučavat će se način pripreme i struktura metalnih stakala. U okviru teme istražit će se diferencijalnom kalorimetrijom i difrakcijom X zraka struktura odabranih metalnih stakala te njihova kristalizacija kad se metalna stakla podvrgnu odreďenim brzinama grijanja do temperatura iznad temperature kristalizacije., prof. fizike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike

11 Mentor : Prof.dr.sc. Hrvoje Buljan Naslov teme: Optička svojstva grafena Sadržaj teme: U diplomskom radu analizirati će se optička svojstva grafena. PredviĎa se da student, koristeći već poznate izraze za vodljivost grafena u ovisnosti o dopiranju, proučava rješenja Maxwellovih jednadžbi npr. refleksiju i transmisiju svjetlosti u ovisnosti o kutu i polarizaciji svjetlosti i slične probleme koji su od trenutnog interesa zajednice koja proučava grafen i njegova svojstva. Mentor : Dr.sc. Nazif Demoli Institucija: IF Naslov teme: Utjecaj ureďenosti zapisa na smetnje u digitalnoj holografiji Sadržaj teme: Počeci holografije karakterizirani su upotrebom koherentnih izvora svjetlosti i visokorazlučivih foto-emulzija. Za snimanje holograma korišten je, u takvoj klasičnoj holografiji, fotomaterijal s razlučivanjem 1-2 reda veličine većim od razlučivanja foto-materijala koji se primjenjuju u standardnoj fotografiji. Razvojem digitalne holografije, foto-materijal je zamijenjen matričnim fotoosjetljivim senzorima (kao što je CCD senzor), a optička rekonstrukcija je zamijenjena numeričkom obradom. Time je postupak snimanja holograma postao brži i fleksibilniji, ali je ureďenost i malo razlučivanje matričnih senzora uzrokovalo niz problema kao što su: smetnja nultog reda difrakcije, speckle i alijasing. U okviru diplomskog rada trebalo bi u potpuno identičnim uvjetima snimiti holograme pomoću, s jedne strane, CCD senzora (digitalna holografija) i, s druge strane, crno-bijelog standardnog filma (klasična holografija, ali s nisko-razlučivim foto-materijalom). Usporedbom dobivenih rezultata treba prodiskutirati utjecaj ureďenosti zapisa na smetnje u digitalnoj holografiji.

12 Mentor : Dr.sc. Nazif Demoli Institucija: IF Naslov teme: OdreĎivanje parametara mikrotvrdoće materijala pomoću digitalne holografske interferometrije Sadržaj teme: Digitalna holografija je postupak bilježenja i rekonstruiranja fazne informacije koju nosi predmetni snop svjetlosti, uz upotrebu CCD senzora umjesto holografske foto-ploče (što je obilježje klasične holografije). Digitalni hologram je, dakle, slika spremljena u memoriji računala koja nosi informaciju o kontrastu i fazi valne fronte koja dolazi s površine predmeta. Ako snimimo dva holograma površine predmeta, jedan prije i drugi nakon izazvane deformacije, zbrajanjem tih holograma dobivamo interferogram koji rekonstruiran prikazuje osim same slike predmeta takoďer i pruge nastale na mjestu deformacije. Tako dobivamo holografsku interferometriju, tehniku s brojnim primjenama u raznim područjima ljudske djelatnosti (primjerice: ispitivanja bez razaranja, biomedicinska ispitivanja, ispitivanja dinamičkih pojava i vibracijskih modova i sl.). U Laboratoriju za koherentnu optiku u tijeku je izrada holografskog mikroskopa s mogućnošću primjene Vickersove piramide te potpuno novog pristupa mjerenju parametara mikrotvrdoće materijala. Zadatak diplomskog rada bio bi istražiti 3D profile utisnuća u raznim materijalima te odrediti pripadne parametre mikrotvrdoće. Mentor : Dr.sc. Goran Duplančić Naslov teme: Abraham-Minkowski dilema Sadržaj teme: Abraham-Minkowski kontroverza je znanstvena rasprava o elektromagnetskom impulsu u dielektričnom materijalu. Postoje dvije verzije jednadžbe kojom se definira tenzor napetosti elektromagnetskog polja u materijalu. Verzija Minkowskog u konačnici kaže da je impuls elektromagnetskog polja proporcionalan s indeksom loma materijala dok Abrahamova verzija tvrdi da je impuls obrnuto proporcionalan s indeksom loma. Debata o tome koja je verzija točna traje već sto godina, a dodatno je komplicira činjenica da su obe formulacije eksperimentalno potvrďene u različitim eksperimentima. Najnovija razmatranja pokušavaju kontroverzu razriješiti i pomiriti kontradiktorne podatke na način da tvrde kako su obe formulacije točne s tim da se u jednoj formulaciji radi o kanonskom, a u drugoj o kinetičkom impulsu. Posebnu draž debati daje činjenica da formulacija Minkowskog, ako se pokaže točnom, predstavlja fizikalnu osnovu za prijeporni "bezreakcioni" pogon.

13 Mentor : Prof.dr.sc. Goranka Bilalbegović Naslov teme: NQR nanočestica niobija: teorija funkcionala gustoće Sadržaj teme: Niobij je vrlo zanimljiv materijal čiji kristal i tanki filmovi pokazuju supravodljivost, a nanočestice (klasteri) feroelektricitet. Nanočestice niobija (Nb)_n, koje odgovaraju minimumu energije, za različite brojeve atoma n imaju geometrijske strukture s različitim simetrijama i različitu elektronsku strukturu. Nuklearna kvadrupolna rezonancija (NQR) je eksperimentalna metoda istraživanja čijom primjenom se može odrediti lokalna raspodjela naboja za materijale koji sadrže kvadrupolne jezgre. Napredne metode modeliranja kristala i nanostruktura daju rezultate usporedive s rezonantnim mjerenjima (nuklearna magnetska rezonancija, nuklearna kvadrupolna rezonancija i elektronska paramagnetska rezonancija). Za diplomski rad se predlaže račun nuklearnih kvadrupolnih parametara nanočestica niobija uporabom kvantne teorije funkcionala gustoće i pseudopotencijala. Mentor : Dr.sc. Hrvoje Skenderović Institucija: IF Naslov teme: Izrada ureďaja za modificiranja transparentnih materijala pomoću femtosekundnog lasera Sadržaj teme: Modificiranje transparentnih materijala pomoću svjetlosti zasniva se na nelinearnoj apsorpciji unutar medija koja dovodi do optičkog razlaganja materijala i trajne promjene unutar fokalnog volumena. Da bi došlo do razlaganja materijala potrebna je jakost električnog polja reda veličine jakosti polja koje veže valentni elektron u atomu. Dovoljne jačine polja se lako postižu fokusiranjem ultrakrtakih laserskih pulseva (oko 100 fs) pomoću objektiva kratke fokalne daljine. Kratkoća pulsa reducira i termalne efekte i time se postiže velika preciznost upisivanja mikronskih i submikronskih struktura. Ova tehnika nalazi primjenu u izradi 3D fotoničkih kristala, valovoda, mikrofluidnih ureďaja i dr. Predmet diplomskog je izrada jednostavnog ureďaja koji bi obuhvaćao leće za kondicioniranje snopa, objektiv i računalno upravljanje preciznim 3D pozicioniranjem uzorka. Ispitat će se kako jednostavni parametri kao duljina pulsa, numerička apertura objektiva i intenzitet svjetlosti utječu na upisane strukture u uzorcima od stakla (kvarc, BK7 i dr.) Za kandidata s nastavnog smjera naglasak diplomskog rada će biti na izradi programa koji će računalno upravljati pozicioniranjem uzorka i kontrolom laserskog snopa što će kandidatu biti od koristi prilikom demonstriranja pokusa u nastavi koji se zasnivaju na računalno upravljanim instrumentima. Za kandidata s istraživačkog smjera naglasak rada će se staviti na fizikalne procese koji dovode do modificiranja materijala pomoću fs pulseva., prof. fizike i kemije, prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i tehnike

14 Mentor : Dr.sc. Milko Jakšić Naslov teme: Nanostrukturiranje pomoću ionskih tragova Sadržaj teme: Prilikom zaustavljanja u materijalu, teški ioni energija oko 1 MeV/amu prenose veliku količinu energije na okolinu pri čemu se u većini materijala formiraju latentni tragovi s velikom koncentracijom defekata duž putanje iona. Kod polimera se ti latentni tragovi mogu jetkanjem pretvoriti u nanorupice, te iskoristiti za proizvodnju nanožica ili kompleksnijih nanostruktura. Korištenjem fokusiranog ionskog snopa malog intenziteta, gdje se svakom pojedinačnom ionu koji tvori latentni trag u materijalu zna i pozicija ulaska u uzorak, mogle bi se proizvesti ureďena područja nanorupica u polimernom materijalu. Takav način nanostrukturiranja mogao bi imati i širu primjenu. U sklopu izrade diplomskog rada bi se testirale različite metode detekcije ulaska teških iona u materijal, konstrukcijom i optimizacijom detekcijskog sustava za sekundarne elektrone, svijetlo ili transmitirane ione, te bi se odabirom najpovoljnije metode proizvele i različite strukture s nanorupicama u polimerima. Eksperimentalni dio diplomskog rada bi se radio pomoću teškoionske mikroprobe na Tandem Van de Graaff akcleratoru Instituta RuĎer Bošković. Mentor : Dr.sc. Slobodan Milošević Institucija: IF Naslov teme: Spektroskopija dvoatomskih molekula u radio-frekventnoj induktivno vezanoj hladnoj plazmi Sadržaj teme: Tematika diplomskog rada vezana je uz spektroskopsku karakterizaciju RF induktivno vezane plazme pomoću opažanja emisijskih spektara dvoatomskih molekula. Usporedba s kvantnomehaničkim simulacijama omogućit će odreďivanje rotacijsko-vibracijskih temperatura u ovisnosti o raznim uvjetima primjene plazme. Rad obuhvaća, pored upoznavanja i pregleda odgovarajuće literature o hladnoj plazmi i spektrima dvoatomskih molekula, upoznavanje i korištenje, vakumskih ureďaja, optičkih ureďaja za analizu i detekciju svjetlosti (minijaturnih spektrometara s optičkim vlaknom, standardni spektrometri sa CCD detektorom), elektroničkih ureďaja za vremensko i prostorno praćenje i obradu signala, kompjutersku obradu i analizu podataka (LabView) i kvantnomehaničke spektralne simulacije dvoatomskih molekula. Težište će biti na O 2, H 2, OH, CO molekulama koje se redovito pojavljuju u nizu primjena kisikove hladne plazme. Novost u odnosu na dosadašnji rad na toj tematici u našoj grupi, je upotreba modificiranog spektrometra visokog razlučivanja (0.02 nm) opremljenog CCD detektorom. Očekujemo znatno unapreďenje u neposrednoj kontroli neravnotežne plazme tijekom različitih procesa i mogućnost praćenja novih efekata.

15 Mentor : Dr.sc. Slobodan Milošević Institucija: IF Naslov teme: Efekti plazmene igle na laserski proizvedenu plazmu Sadržaj teme: Tematika diplomskog rada vezana je uz laserski proizvedene plazme. Cilj je istražiti eventualne efekte plazmene igle kao izvora metastabilnih atoma helija na pojačanje emisije odnosno apsorpcije laserski proizvedene plazme. Rad obuhvaća, pored upoznavanja i pregleda odgovarajuće literature, upoznavanje i korištenje, vakumskih ureďaja, pulsnih ns Nd-YAG lasera i ekscimerskog lasera s laserom na organske boje, optičkih ureďaja za analizu i detekciju svjetlosti (minijaturnih spektrometara s optičkim vlaknom, standardni spektrometri sa CCD detektorom), metode cavity ringdown spektroskoije, elektroničkih ureďaja za vremensko i prostorno praćenje i obradu signala, kompjutersku obradu i analizu podataka (LabView) modeliranje fizikalnih procesa u eksperimentu, itd. Kao najvjerojatniji test sistem promatrat ćemo plazmu željeza. Efekti se očekuju na razini promjene dinamike širenja oblaka plazme i na preraspodjeli naseljenosti atoma u odreďenim elektronskim stanjima. Mentor : Prof.dr.sc. Ivica Picek Naslov teme: Viši multipleti slabog izospina kao mogući kandidati za tamnu tvar Sadržaj teme: Čestični sadržaj standardnog modela može se proširiti višim multipletima grupe SU(2) slabog izospina. Ukoliko dodani multiplet sadrži neutralnu česticu kao najlakšu komponentu, ona je automatski stabilna i mogući je kandidat za tamnu tvar. Najizglednijim kandidatom fermionske tamne tvari se pokazuje fermionski izospinski 5-plet. Kroz diplomski rad studenti bi se upoznali s poopćenjima standardnog modela višim multipletima kao i njihovom nestandardnom fenomenologijom.

16 Mentor : Dr.sc. Suzana Szilner Naslov teme: Eksperimentalno odreďivanje multipolariteta elektromagnetskih prijelaza izazvanih reakcijama prijenosa nukleona Sadržaj teme: U okviru diplomskog rada treba izvrijedniti podatke vezane uz elektromagnetske prijelaze pobuďene nuklearnom reakcijom 40 Ar+ 208 Pb mjerenom magnetskim spektrometrom PRISMA u koincidenciji s detektorom γ-zračenaj CLARA. Spektri pobuďenja izotopa argona izazvanih rekacijom prijenosa neutrona ukazuju na snažno pobuďenje jednočestičnih stanja, te stanja nastalih vezanjem jednočestičnih stanja s kolektivnim bozonima. Niz novootkrivenih stanja objašnjen je vezanjem izmeďu stanja 2 + parnih izotopa i neutrona u orbitali f7/2 u izduženu konfiguraciju spina 11/2 -. Kako mjerenje daje samo koincidencije izmedu izotopa argona i γ-zraka, informacija o spinu dobivena je usporedbom s modelom ljusaka. Modularnost γ-detektora CLARA daje mogućnost izvrijednjavanja kutnih raspodjela elektromagnetskih prijelaza, te time omogućuje dublji uvid u multipolaritete tih prijelaza. Nuklearni modeli reakcija predviďaju da je udarni presjek prijenosa nukleona najveći kada su orbitale sudarajučih jezgra poravnate, a to ovisi o energiji. Glavni zadatak ovog diplomskog rada bio bi provjeriti poravnatost orbitala u slučaju reakcija prijenosa nukleona na energijama bliskim kulonskoj barijeri. Prvi korak bio bi provjeriti metodu na poznatim prijelazima, a onda pokušati odrediti multipolaritet novootkrivenih elektromagnetskih prijelaza. Mentor : Dr.sc. Kornelija Passek- Kumerički Naslov teme: Izabrani procesi u Standardnom modelu i Nekomutativnom standardnom modelu Sadržaj teme: Današnji ubrzivači čestica (LHC, Tevatron...) omogućuju ispitivanje Standardnog modela (SM) elementarnih čestica kao i mogući uvid u odstupanja od Standardnog modela. Jedne od zanimljivijih mogućnosti predstavljaju teorije koje uvode nekomutativnost izmeďu prostor-vrijeme koordinata, te za posljedicu imaju odstupanja od, u komutativnim teorijama uobičajenih, koncepata (npr. Lorentzova simetrija). U literaturi su prisutni razni nekomutativni modeli koji opisuju interakcije elementarnih čestica, i njihova predviďanja je moguce uporediti s eksperimentom. Ideja (jednog a možda i više diplomskih radova) je upoznavanje s osnovnim postavkama nekomutativnih teorija kao i specifičnog Nekomutativnog standardnog modela (NCSM). Nadalje slijedi izvrednjavanje i usporedba izabranih procesa (u osnovnom redu računa smetnje) u Standardnom i Nekomutativnom standardnom modelu, a koristeći Feynmanova pravila iz literature. U procesu izrade diplomskog rada student savladava osnove računanja Feynmanovih diagrama u oba modela, susreće se s preispitivanjem raznih postavki koje se implicitno podrazumijvaju u komutativnim teorijama no ne vrijede nužno u nekomutativnim, te time učvršćuje i razumijevanje kvantne fizike i fizike Standarnog modela.

17 Mentor : Dr.sc. Kornelija Passek- Kumerički Naslov teme: Od partonskih distribucija do generaliziranih partonskih distribucija Sadržaj teme: Sastav protona/nukleona i njegov prikladan opis i dalje predstavlja jedan od najvećih teorijskih izazova, kao i vrlo potrebnu ulaznu informaciju za eksperimentalna istraživanja na velikim sudaračima čestica (LHC...). Ideja diplomskog rada je ponoviti i proširiti na dodiplomskom studiju stečeno znanje o dobivanju informacija o strukturi protona iz duboko neelastičnih raspršenja (DIS) i tako dobivenih partonskih distribucija (PDF). Nadalje slijedi upoznavanje sa ekskluzivnim procesima koji nude više informacija te sa generaliziranim partonskim distribucijama (GPD). U osnovnom redu računa smetnje proveo bi se račun duboko virtualnog Comptonovog raspršenja (DVCS) i (ako vrijeme dopusti) duboko virtualne elektroprodukcije mezona (DVEM) i tako reproducirali rezultati iz literature. U procesu izrade diplomskog rada student se dakle upoznaje sa trenutno dostupnim informacijama i izvorima informacija o strukturi protona te savladava osnove računanja elementarnih Feynmanovih diagrama u okviru perturbativne kvantne kromodinamike. Mentor : Dr.sc. Marina Ilakovac Kveder, naslovni docent PMF Naslov teme: Usporedba relaksacijskih mehanizama paramagnetskog centra u staklu i kristalnoj matrici Sadržaj teme: Predložena tema diplomskog rada pripada segmentu fizike čvrstog stanja i dio je naših temeljnih istraživanja financiranih u okviru projekta Molekulska struktura i dinamika sustava s paramagnetskim česticama (MZOŠ, projekt ). Diplomski rad se nadovezuje na naša prethodna istraživanja (Phys. Rev. B 80, (2009); J. Chem. Phys. 134, u tisku 2011).U okviru predložene teme student će steći osnovna znanja spektroskopske metode elektronske paramagnetske rezonancije (EPR) koja je pogodna za istraživanje kako ureďenih (kristalnih) tako i neureďenih (stakla) sustava. Cilj istraživanja je saznati na koji način neureďenost utječe na sklapanje spina elektrona s rešetkom i usporediti ga s Debye teorijom koja opisuje kristalne sustave. Eksperimentalna instrumentacija je jedina takove vrste u Hrvatskoj, a osnovna prednost joj je u odnosu na druge spektroskopske tehnike što omogućuje pogled u lokalna, dinamička svojstva okoline paramagnetskog centra na nanometarskog skali.

18 Mentor : Prof.dr.sc. Marijan Mileković Naslov teme: Nekompaktne grupe u fizici: SU(1,1) Sadržaj teme: Kompaktne (Lieve) grupe/algebre i njihove reprezentacije/realizacije, poput SO(3) i SU(2), su standardni dio dodiplomskog curriculuma. Nekompaktne grupe/algebre se rjeďe sreću u dodiplomskoj nastavi, iako imaju širu primjenu u raznim fizikalnim sustavima. U radu bi trebalo opisati nekompaktnu pseudo-unitarnu grupu SU(1,1), njene (unitarne) ireducibilne reprezentacije te pripadajuću Lievu algebru su(1,1). Primjene ove grupe/algebre uključivale bi teoriju superfluida (Foldy-ev model i Schwingerova realizacija algebre) i kvantno-mehanički problem sa singularnim potencijalom (inverzni kvadrat i Bargmanova realizacija algebre.) Alternativno, mogu se razmatrati modeli kvantne optike i koherentna stanja. Mentor : Prof.dr.sc. Marijan Mileković Naslov teme: Singularni potencijali u kvantnoj mehanici Sadržaj teme: Rješava se Schrodingerova jednadžba u 1D sa singularnim potencijalom 1/x^2. Na tom primjeru diskutiraju se pojmovi poput regularizacije i renormalizacije,kvantne anomalije te samo-adjungirane ekstenzije ('self-adjoint extension') Hamiltonijana (barem dva pojma,po izboru). Kao realni fizikalni primjer ovog 1D modela diskutira se Fermi-Tellerov rezultat (u 3D) za postojanje kritičnog dipolnog momenta u sustavu točkasti naboj stacionarni električni dipol., prof. fizike, prof. fizike i informatike Mentor : Prof. dr. sc. Ivo Batistić Naslov teme: Osnovno stanje i nisko energijska pobuďenja jako koreliranih malih sustava. Sadržaj teme: U radu će se raditi direktna dijagonalizacija Hubbardova hamiltonijana (i proširenog Hubbardova hamiltonijana) sustava od nekoliko elektrona koji se gibaju na rešetki od nekoliko čvorišta. Neki rezultati se mogu napraviti analitičkim računom, a za nešto veće sustave koristi će se numeričke simulacije. Rezultati dobiveni ovim egzaktnim pristupom mogu se usporediti s poznatim rezultatima koji se dobiveni za beskonačni sustav koji se dobivaju pribliţnim metodama.

19 Mentor : Prof. dr. sc. Ivo Batistić Naslov teme: Gustoća stanja fononskih pobuďenja jednostavne kubične rešetke i izračun fononskog doprinosa toplinskom kapacitetu. Sadržaj teme: Tijekom studija studenti se upoznaju s izračunom toplinskog kapacitetu unutar Debyevog i Einsteinovog modela. U tim se proračunima koristi nekoliko aproksimacija kako bi račune bilo moguće napraviti analitički. U ovom radu bi se uveo pojam fononske gustoće stanja. Takva fononska gustoća stanja izračunat će se za jednostavnu kubičnu rešetku pretpostavljaući da su atomi u rešetki vezani s prvim susjedima s oprugama. Dobiveni rezultat će se iskoristiti za izračun fononskog doprinosa toplinkom kapacitetu. Račun će se napraviti numerički. Napravit će se usporedba s aproksimativnim analitičkim izračunima. Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike Mentor: Dr. sc. Damir Starešinić Institucija: IF Naslov teme: Utjecaj nereda na transportna i dielektrična svojstva sistema s valovima gustoće naboja Sadržaj teme: Kolektivno stanje vala gustoće naboja (VGN) javlja se u kvazi jednodimenzionalnim vodičima kao posljedica anomalne odzivne funkcije jednodimenzionalnog elektronskog plina. VGN iskazuje mnoga neobična svojstva poput nelinearne vodljivosti u malom električnom polju, periodičnog šuma u nelinearnom režimu, vrlo velike dielektrične konstante na niskim frekvencijama i rezonancije na visokim frekvencijama. Sva ta svojstva posljedica su vezanja VGNa na vanjske smetnje u obliku topoloških defekata ili nečistoća u meďuigri sa zasjenjenjem VGNa slobodnim nosiocima naboja. U okviru projekta Kompleksni modulirani sistemi: nova osnovna stanja, defekti i magnetski efekti na Institutu za fiziku proučavamo utjecaj kristalnih defekata kontrolirano stvorenih ozračivanjem protonima na transportna i dielektrična svojstva VGN sistema. Posebno nam je pri tome zanimljiva pojava prijelaza u novo stanje VGN stakla na mezoskopskim prostornim skalama. Za temu diplomskog rada predlažemo proučavanje utjecaja nereda na transportna i dielektrična svojstva VGN sistema TaS3, K0.3MoO3 i Rb0.3MoO3. Izmjerila bi se transportna svojstva (linearna i nelinearna vodljivost) i toplinski potaknute struje izbijanja u širokom rasponu temperatura i električnog polja za uzorke različitog stupnja nereda. Iz rezultata mjerenja odredio bi se utjecaj nereda na temperaturu prijelaza i energetski procjep VGN stanja, na kritično polje za nelinearno voďenje i time na jačinu i karakter vezanja VGNa na defekte, tzv. zapinanje te na na temperaturu prijelaza i svojstva novog niskotemperaturnog stanja VGN stakla. Pri tome bi se utvrdile kvantitativne i kvalitativne promjene svojstava VGNa zbog promjene prostorne skale nereda koje bi se povezale s postojećim teorijskim modelima. U okviru izrade diplomskog rada pristupnik bi se upoznao s tehnikama rada na niskim temperaturama, tehnikom i metodom analize ozračivanja ionskim snopovima, metodama mjerenja i teorijske analize ovisnosti električne vodljivosti o temperaturi i električnom polju, metodom mjerenja i teorijske analize toplinski potaknute struje izbijanja te teorijama vala gustoće naboja i neureďenih sustava odnosno stakala., prof. fizike, prof. fizike i tehnike

20 Mentor: Dr. sc. Saša Ceci Naslov teme: Model-neovisne metode ekstrakcije rezonantnih parametara Sadržaj teme: Rezonancije se pojavljuju u mnogim područjima fizike, a u ovoj se temi prvenstveno koncentriramo na amplitude raspršenja hadrona u formalizmu nuklearne fizike i fizike elementarnih čestica. Amplitude raspršenja se u novijim modelima odreďuje numerički i često je netrivijalno, ili jednostavno nemoguće, napraviti analitičko produljenje u kompleksnu energijsku ravninu da bi se odredili njezini polovi. U ovom radu provjeravamo model-neovisne metode za odreďivanje tih polova, kao i nekih drugih potencijalno zanimljivih rezonantnih parametara (poput K-matričnih polova). Neke od ovih ekstrakcijskih metoda razvijene su upravo na IRB-u, u Grupi za hadronsku spektroskopiju. Primjena rezultata na stvarnim amplitudama raspršenja dat će nam dobar uvid u kvalitetu i upozoriti na moguće probleme, ne samo s metodama ekstrakcije, već i sa samim amplitudama. Mentor: Dr. sc. Saša Ceci Naslov teme: OdreĎivanje polova amplitude raspršenja iz totalnih udarnih presjeka Sadržaj teme: Standardne metode za numeričko odreďivanje polova amplituda raspršenja zahtijevaju računanje barem prve derivacija amplitude po energiji pa su praktično neprimjenjive u analizi udarnih presjeka. Koristeći osnovnu ideju Hoehlerove metode dijagram brzine, da se u blizini rezonancije pozadina može aproksimirati kao približno konstantna, razvit ćemo novu metodu za odreďivanje polova matrice raspršenja direktno iz totalnih udarnih presjeka. U ovom radu pokazat ćemo da metoda radi na testnim primjerima i odrediti polove za nekoliko stvarnih mjerenja rezonantnih raspršenja u hadronskoj fizici i fizici elementarnih čestica.

21 Mentor: Dr. sc. Saša Ceci Naslov teme: Rezonantni parametri u višerezonantnim modelima s vezanim kanalima Sadržaj teme: U proučavanju nukleonskih i drugih hadronskih rezonancija za opis rezonantnih svojstava koristi se mnogo različitih veličina poput gole (renormalizirane) mase, Breit-Wignerovske mase, K-matrične mase, polarne mase, ili elastičnog faznog pomaka koji prolazi kroz pi/2. Kako bi se ta situacija raščistila, u ovom radu sistematiziramo sve dostupne definicije i analiziramo njihova svojstva u Zagrebačkom modelu višerezonantnom, unitarnom i analitičkom modelu s vezanim kanalima. Odbacivanjem definicija rezonantnih parametara koje nemaju smisla u višerezonantnom modelu s vezanim kanalima (koji, na primjer, imaju različitu masu u različitim kanalima) dobit ćemo jasniju sliku koje rezonantne parametre možemo koristiti za usporedbu izmeďu različitih modela i eksperimenata. Mentor: Dr. sc. Damir Aumiler Institucija: IF Naslov teme: Fluorescentna korelacijska spektroskopija biomolekula Sadržaj teme: Fluorescentna korelacijska spektroskopija (Fluorescence correlation spectroscopy - FCS) je eksperimentalna tehnika kojom se mjere fluktuacije intenziteta fluorescencije u mikroskopskom detekcijskom volumenu reda L (1 femtolitar), koji je odreďen usko fokusiranim snopom lasera. Kao metoda laserske mikroskopije na nivou pojedinačnih molekula (za razliku od konvencionalnih metoda optičke mikroskopije koje razmatraju makroskopski volumen uzorka), FCS ima izrazito široko područje primjene - od fizike (vremenska dinamika izoliranog kvantnog sistema, kvantne informacije), preko kemije (fotofizikalni precesi, fotoizomerizacija, singlet-triplet miješanje) pa sve do biologije (odreďivanje difuzijskih konstanti, fluorescentni rezonantni transfer energije - FRET). FCS tehnika primjenjiva je na niz biomolekularnih asocijacijskih i disocijacijskih procesa i kao takva je izrazito bitna u biofizici pri proučavanju hibridizacije i fragmentacije DNA, protein-protein meďudjelovanja, molekularne difuzije, itd. U Laboratoriju za femtosekundnu lasersku spektroskopiju započela je izgradnja eksperimentalnog postava za FCS čime se otvara jedno potpuno novo interdisciplinarno područje istraživanja. U sklopu ove teme provela bi se prva FCS mjerenja Cy5 molekula u vodenim otopinama. Cy5 je jedan od najčešće korištenih fluorescentnih markera u laserskoj mikroskopiji, no unatoč tome njegova fotofizička svojstva još uvijek nisu u potpunosti poznata. Istraživanja fotofizičkih svojstava Cy5 molekula temeljila bi se na mjerenju fluorescentnih korelacijskih krivulja, te na njihovoj interpretaciji upotrebom fizikalnih modela pobuďenja Cy5 molekula, uključujući singlet-triplet miješanje, fotoizomerizaciju, reverzno singlet-triplet miješanje i fotoizbjeljivanje.

22 Mentor : Dr. sc. Larisa Jonke, IRB Naslov teme : Feynmanovi diagrami u matričnim modelima Sadržaj teme: U potrazi za ujedinjenom teorijom gravitacije i standardnog modela ustanovleno je da je tražena teorija gotovo sigurno formulirana u matematičkom okviru fizike na nekomutativnim prostorima. Tema ovog rada motivirana je najnovijim istraživanjima matričnih reprezentacija nekomutativnih prostora. Korespondencija algebre funkcija na odreďenom prostoru i matrične algebre uključuje definiranje derivacija kao odgovarajaćih komutatora te integrala kao funkcionala traga u matričnoj algebri. Tako uspostavljena korespodencija omogućava dalje definiranje djelovanja matričnog modela iz kojeg slijede jednadžbe gibanja. Kvantizacija takvih modela podrazmjeva, po analogiji sa teorijom polja, definiranje odgovarajuće particijske funkcije koja odreďuje Feynmanove dijagrame. Pristup matričnim modelima pomoću Feynmanovih dijagrama, preslik je uobičajenih funkcionalnih metoda kvantizacije po stazama u teoriji polja, ali ne zahtijeva njihovo poznavanje. Naučene metode pri izradi ovog rada jednostavnim poopćavanjem omogućavaju uvid u spomenute metode teorije polje te na taj način pripremaju studenta za poslijediplomski studij. Neovisno od toga, pri izradi ovog rada student stječe osnovna znanja fizike na nekomutativnim prostorima te dvodimenzionalne kvantne gravitacije. Mentor : Dr. sc. Larisa Jonke Naslov teme: Solitoni u matričnim modelima Sadržaj teme: Prijedlog teme diplomskog rada Solitoni u matričnim modelima motiviran je istraživanjima matričnih modela vezanih uz AdS/CFT korespodenciju u teoriji struna, a posebice uz pobuďenja koja su poznata u literaturi kao divovski gravitoni. Početna točka razmatranja u radu je lagranžijan matričnog modela i matrična kvantna mehanika. Dio Hilbertovog prostora u kojem valne funkcije ovise samo o svojstvenim vrijednostima matrice opisan je potpuno integrabilnim Calogerovim modelom, sustavom identičnih čestica u jednoj dimenziji s egzotičnom statistikom. Nadalje, uvoďenjem kolektivnog polja sa ugraďenom egzotičnom statistikom čestica, u statičkom slučaju, dobivaju se odgovarajuće nelinearne integro-diferencijalne jednadžbe koje se učinkovito mogu riješiti upotrebljavajući nedavno otkrivenu relaciju sa egzaktno rješivom Riccatijevom jednadžbom. Ovisno o studentovim sklonostima dodatno se mogu ispitati spektri malih pobuďenja oko dobivenih solitona te pronaći odgovarajući valni funkcionali, odgovarajuće dinamičke jednadžbe ili vezane jednadžbe dobivene u modelima izgraďenim upotrebom su(1,1) simetrije modela. Široka lepeza problema u kojima se primjenjuju metode naučene pri izradi ovog rada, npr. u matričnim kozmologijama, matričnom opisu crnih rupa, u teoriji slučajnih matrica..., omogućava studentima istraživačkog smjera nakon izrade diplomskog uvid u najnovija istraživanja spomenutih problema.

23 Mentor : Prof.dr.sc. Vladimir Paar Naslov teme: Identifikacija temeljnih periodičnih gibanja iz dugoročnih vremenskih sekvenci temperature i CO 2 koncentracija Sadržaj teme: Fourierova analiza dugoročnih vremenskih sekvenci temperature i CO 2 koncentracije za specifične lokacije. Istraživanje uzročno-posljedičnih korelacija. Utjecaji oscilacija Zemljine putanje. Mogući karakter periodičnih perturbacija. Model CO 2 efekta za klasični plinski sustav., prof. fizike Mentor: Dr. sc. Slobodan Milošević Institucija: IF Naslov teme: Spektroskopska karakterizacija laserski inducirane plazme unutar tekućina Sadržaj teme: Laserski inducirane plazme (LIP) unutar tekućina plijene pažnju mnogih istraživačkih laboratorija u posljednjih pet godina. U jednom eksperimentu objedinjuje se meďudjelovanje krutine, tekućine, pare i plazme što pruža podlogu za proučavanje raznovrsnih efekata. Rad obuhvaća, pored upoznavanja i pregleda odgovarajuće literature, upoznavanje i korištenje, vakumskih ureďaja, pulsnih ns Nd-YAG lasera, optičkih ureďaja za analizu i detekciju svjetlosti (minijaturnih spektrometara s optičkim vlaknom), elektroničkih ureďaja za vremensko i prostorno praćenje i obradu signala, kompjutersku obradu i analizu podataka (LabView) modeliranje fizikalnih procesa u eksperimentu, itd. LIP unutar tekućina ima velikih primjena u stvaranju nanočestica i nanokoloida te će tim efektima biti posvećena posebna pažnja s ciljem povezivanja spektroskopskih podataka s karakteristikama dobivenih struktura. Kao mete bit će korišteni grafit i razni polimeri u vodi ili etanolu. Zadatak je snimanje spektara plazme za nekoliko laserskih parametara, njihova identifikacija i diskusija rezultata, što je moguće postići unutar tri mjeseca.