Studentski projekti 2017

29.5.2019.

Popis projekata

Martin Bajzek (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Jednadžbe stanja nuklearne tvari
(mentor: Igor Gašparić, Laboratorij za nuklearnu fiziku)

Mateja Batelić i Matej Peranić (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Ispitivanje svojstava detektora fotona na čipu i njihova primjena u neuronskom računanju
(mentor: Mario Stipčević, Laboratorij za fotoniku i kvantnu optiku)

Marko Brajković (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Vremenska i strukturna analiza energijskog signala iz plinskog ionizacijskog detektora
(mentor: Zdravko Siketić, Laboratoriju za interakcije ionskih snopova)

Marko Crnac (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Analize masenom spektrometrijom sekundarnih molekularnih iona (MeV SIMS) za primjene u forenzici
(mentorica: Iva Bogdanović Radović, Laboratorij za interakcije ionskih snopova)

Nikola Crnković (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Određivanje svojstva kratkoživućih čestica
(mentor: Saša Ceci, ZEF)

Andreao Crnjac (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Testiranje kvalitete fokusiranja kvadrupolnih magneta pomoću 'grid shadow’ metode
(mentor: Milko Jakšić, Laboratorij za interakcije ionskih snopova)

Josipa Diklić (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Određivanje energije prvog pobuđenog stanja izotopa ugljika dvanest mjerenjem vremena proleta neutrona i pridružene gama zrake
(mentor: Davorin Sudac, Laboratorij za mjerenje niskih radioaktivnosti)

Iva Dominović (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Alfa raspad kalifornija
(mentor: Milivoj Uroić, Laboratorij za nuklearnu fiziku)

Toni Dunatov (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Testiranje rezolucije mase visokoenergetskog Higgsovog bozona pri raspadu u b kvarkove
(mentor: Vuko Brigljević, Laboratorij za fiziku visokih energija)

Kristijan Gorički (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Aktivacija brzim neutronima
(mentor: Milivoj Uroić, Laboratorij za nuklearnu fiziku)

Arian Ivec (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Proučavanje svojstva Readout Chip-a CMS piksel detektora
(mentori: Dinko Ferenček i Andrey Staromudov, Laboratorij za fiziku visokih energija)

Marta Nikić (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
PIXE & IBIL analiza žada
(mentor: Wataru Kada, Laboratoriju za interakcije ionskih snopova)

Ante Ravlić (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Nuklearna supravodljivost
(mentorica: Suzana Szilner, Laboratorij za mjerenje niskih radioaktivnosti)

Luka Turić (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Mjerenje vlastitog gibanja struktura međuzvjezdane materije pomoću promatranja LOFAR radioteleskopa
(mentor: Vibor Jelić, Laboratorij za astročestičnu fiziku i astrofiziku)

Završni izvještaji

Martin Bajzek (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Jednadžbe stanja nuklearne tvari
(mentor: I. Gašparić, Laboratorij za nuklearnu fiziku)

Ispitivanje jednažbe stanja nuklearne tvari pri visokim gustoćama i temperaturama bio je jedan od projekata na RIKEN-u, u Japanu prošle godine.
Mjerene su reakcije snopa ¹¹²Sn energije 300 AMeV na meti meti ¹²⁴Sn obratno. Analizom podataka i usporedbom s teorijskim modelima odredit će se visokotemperaturna stanja jezgri prilikom sudara što je bitno za bolje upoznavanje jednadžbe stanja nuklearne tvari.
Naš je projekt bio poboljšavanje software-a za analizu (u framework-u ROOT) i kalibraciju podataka u smislu da se lakše i bolje mogu razlikovati signali neutrona od nabijenih čestica u neutronskom detektoru NeuLAND uz pomoć detektora VETO. Ključan je doprinos bio implementacija grafičkih rezova na histograme podataka. Naime, kako je poznato da signal nabijenih čestica u scintilatoru slijedi Bethe-Blochove krivulje, izrezivanjem istih u kalibriranim podacima daje čišće neutronske signale. Rezultati su pokazali da korelirani signali od nabijenih čestica u NeuLAND-u i VETO-u dolaze iz geometrijskih nesavršenosti eksperimentalnog postava.
Uključivanjem u Ljetnu škola pružen mi je uvid iz prve ruke u metode i analizu podataka suvremenih eksperimenata nuklearne fizike. Bilo je potrebno naučiti služiti se ROOT-om, simulacijama odziva scintilatora (ATIMA) te moći razumjeti i iščitati podatke iz eksperimenta. Za najbitniji dio projekta naveo bih kreativno razmišljanje i manipulacija izrezivanjima dijelova histograma radi lakšeg razumijevanja podataka. Analiza stvarnih podataka s većeg eksperimenta je svakako bitno iskustvo za studenta fizike.

Cilj ovog projekta bio je osmisliti sklop za množenje i dijeljenje signala slučajno detektiranih fotona na različitim frekvencijama, kao i teorijski izvesti formulu za isto te točnije formule za zbrajanje i oduzimanje, što bi doprinijelo razvoju računala baziranih na neuronskim mrežama. Prvi dio istraživanja sastojao se u ispitivanju svojstava detektora fotona na čipu, točnije nanoSPAD-ova (Single Photon Avalanche diode), mjereći dark count rate i jitter te određujući afterpulsing, kako za nanoSPAD piksele, tako i za InPho detektor. Nadalje, upoznali smo se sa pojmom mrtvog vremena i (prosječne) detekcije fotona te napravili RPT (Random pulse train) nekoliko frekvencija i autokorelaciju niza vremena čekanja te programsku simulaciju istog. Nakon detaljne analize čipa, pozabavili smo se izradom jednostavnih sklopova za zbrajanje i oduzimanje te potom nastavili istraživanje koristeći isključivo vremenski digitalizirani RPT. Konačno, okušali smo se u izradi sklopa za množenje ispitujući njegovu preciznost pri raznim frekvencijama.
Sudjelovanje u ljetnoj praksi na Zavodu za eksperimentalnu fiziku pružilo nam je uvid u ozbiljna znanstvena istraživanja koja se nemaju prilike vidjeti ili iskusiti tokom studija. Time smo stekli dojam o realnom okruženju u kojem znanstvenici rade te kroz razgovore s mentorom i ostalim članovima tima, imali smo mogućnost dobiti jasnu sliku o tome što točno jedno ozbiljno istraživanje podrazumijeva i na kakve prepreke znanstvenici nailaze tokom samog eksperimenta. Posebno bismo istaknuli kako su nam predavanja znanstvenika sa ZEF-a, koja su bila izuzetno zanimljiva i motivirajuća, omogućila upoznavanje sa ostalim projektima kojima su se kolege na praksi bavili. Svakako, ova praksa je bila jedinstveno iskustvo koje bismo preporučili svima koji su i pomalo zainteresirani otkriti što znači sudjelovati na fronti modernih istraživanja.

U Laboratoriju za interakcije ionskih snopova, nedavno je konstruiran plinski ionizacijski detektor koji se koristi u sklopu TOF-ERDA spektrometra za mjerenje energije elastično izbijenih iona iz mete. Do sad se identifikacija izbijenih iona radila pomoću istodobnog mjerenja vremena proleta (eng- „time of flight“, TOF) i energije.
Pošto je detektor dizajniran u tzv. aksijalnoj simetriji, moguće je napraviti identifikaciju iona samo pomoću energijskog detektora, analizom energijskog signala iz predpojačala. Ioni iste energije, a različitih atomskog broja, zaustaviti će se na različitim dubinama u plinu koji se nalazi u plinskom ionizacijskom detektoru. Mjereći vrijeme između ulaska iona u detektor, i vremena kad se generira signal na anodi detektora, moguće je odrediti dubinu na kojoj se ion zaustavio, a samim time i njegov atomski broj. Energija iona se određuje iz visine tog istog signala.
Praksa se sastojala od dva dijela. Prvo, sakupljao se svaki pojedini trag iz predpojačala energijskog detektora (tzv. „trace“) pomoću brzog osciloskopa, koji su generirali ioni izbijeni iz mete poznatog sastava (BeO(H+D)/Si). Ukupno je skupljeno oko 300 tisuća tragova. Nakon toga, u drugom dijelu prakse, u Pythonu je napravljen algoritam koji je razdvajao prave signale od šuma (koji nastaje zbog različitog prostornog kuta vremenske stanice koja služi kao „trigger“ osciloskopa i nalazi se ispred ulaza u detektor i samog ulaza u detektor). Algoritam je prepoznatim pravim signalima određivao intenzitet (proporcionalan energiji upadnog iona) i vrijeme u kojem napon na anodi postiže pola maksimalne vrijednosti, nakon čega su ti podaci prikazani u intenzitet-vrijeme grafu u kojem se prepoznaju karakteristične „banana“ krivulje, koje pripadaju različitim elementima. Nadalje, iz analiziranih podataka prikazan je i energijski spektar uzorka. Dobiveni rezultati uspoređeni su s onima dobivenim TOF-ERDA metodom za isti uzorak, i ustanovljena je korektnost provedene analize signala, uz nešto lošiju rezoluciju (posebno na najlakšim elementima – H/D) u odnosu na TOF-ERDA metodu. Daljnja poboljšanja analize trebaju se fokusirati na smanjenje šuma, tj. lažnih signala i optimizaciju algoritma kojim su obrađivani signali, kako bi se bolje razlučili pravi signali.

MeV SIMS je površinska metoda čiji se glavni princip zasniva na emisiji sekundarnih molekularnih iona prolaskom ionskog snopa mevskih energija kroz neki materijal. Ionski snop, dobiven korištenjem Tandem Van de Graaff ubrzivača u Laboratoriju za interakcije ionskih snopova, fokusiran je na mikrometarske dimenzije u teškoionskoj mikroprobi. Fokusirani snop skenira površinu ispitivanog uzorka, a pomoću spektrometra, koji mjeri vrijeme proleta (TOF - time of flight), dobije se spektar i lateralna distribucija različitih molekula u ispitivanom uzorku. Princip rada spektrometra zasniva se na različitom vremenu proleta nastalog iona kroz razliku potencijala od 5 kV na određenoj udaljenosti ( L = 43.7 cm) iz čega se dobije informacija o masi/naboj iona. U ovom eksperimentu koristili smo silicijev ion SI4+ energije 8 MeV.
Mjerio se uzorak tinti napisanih na papiru, a cilj je bio identificirati spojeve koji se nalaze u tintama, pomoću kojih bi ih mogli razlikovati, te odrediti redoslijed depozicije zapisa na papiru. To je važno za potencijalnu primjenu MeV SIMS metode u forenzici, s obzirom na to da je redoslijed depozicije važan u slučajevima sumnjivih dokumenata koji se ispituju u forenzičke svrhe. Na papiru su bile deponirane četiri različite tinte, s tim da je jedna tinta okomito sjekla ostale tri. Pomoću programskog paketa Spector, dobio se je maseni spektar svake tinte i čistog papira te također 2D mape sjecišta svih tinti, a događaji su se skupljali sat vremena. Usporedbom spektara u programskom paketu mMass, određeni su spojevi karakteristični za svaku tintu posebno. Identificirane su boje BV1 ( Basic Violet 1) s m/z = 358.2, BV3 ( Basic Violet 3) s m/z = 372.2 i BY2 ( Basic Yellow 2) s m/z = 268.2 koji su bili prisutni u sve četiri tinte, ali u tinti, koja presijeca ostale tri, u manjoj koncentraciji. Mapiranjem sva tri sjecišta, pomoću identificiranih spojeva karakterističnih za tinte, dobivene su 2D mape na kojima se je mogao odrediti redoslijed depozicije. Iz dobivenih mapa zaključujemo da je tinta koja presijeca ostale tri bila prva nanesena.
Ljetna praksa na Zavodu mi je pružila uvid u eksperimentalni znanstveni rad na koji dosada nisam imao uvida. Kao najkorisnije iskustvo prakse bih istaknuo samu analizu podataka, odnosno rad u programskom paketu Spector i mMass, te imaging koji nisam dosada imao priliku raditi.

Nikola Crnković (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Određivanje svojstva kratkoživućih čestica
(mentor: Saša Ceci, ZEF)

Cilj našeg projekta je bilo određivanje svojstva kratkoživučih pobuđenih stanja nukleona, kao što su masa i širina raspada, iz parcijalnih valova i drugih sličnih objekata. Svojstva smo određivali pomoću L+P metode razvijene na IRB-u. Postoje četiri osnovna svojstva koja matematički određujemo kao položaj rezonantnog pola prvog reda (prva dva relana broja) i njegovog reziduuma (druga dva). Metoda se temelji na istovremenoj prilagodbi (fitanju) slobodnih parametara više funkcija koje imaju polove prvog reda (rezonancije) i točke grananja (otvaranja kanala) na teorijske amplitude. Njih smo dobili od grupe koja je analizirala eksperimentalne podatke elektroprodukcije piona na nukleonima. Ostale slične metode razvijaju amplitudu u Laurentov red oko energije kompleksnog pola koja divergira čim otiđemo malo dalje izvan područja razvoja, ili rade napredne (i vrlo specifične) fizikalne aproksimacije koje prestaju vrijediti u širem mjerenom području. Jedini nešto kao ab initio pristup, kvantna kromodinamika na rešetci, još uvijek ne daje dobra predviđanja za veliku većinu pobuđenih stanja nukleona. Pietarinina funkcija Z(z), mapiranje koje mi koristimo u polinomima umjesto obične kompleksne varijable z ima svojstvo da joj je apsolutna vrijednost konstantan (konkretno iznosi jedan) od praga reakcije do beskonačne energije.
Fitali smo tri amplitude, tri multipola elektroprodukcije s istim kvantnim brojevima, što je važno jer se u njima svima pojavljuje ista rezonancija (1232) za koju se već dobro znaju svojstva, barem masa i širina raspada. Pokazalo se da metoda jako precizno određuje ta svojstva.
Za svaku amplitudu smo varilali i broj redova razvoja Pietarininih funkcija. Prvo smo imali isti broj redova i pomoću odstupanja (da je to prilagodba na eksperimentalne podatke, odstupanje bi bilo reducirani ) odredili deset najbližih rješenja (najbližih u smislu da je odstupanje za njih najmanje). Zatim smo za svaku amplitudu varirali broj redova razvoja zasebno i odredili deset kombinacija broja redova razvoja koji su najbližih rješenju. Pri tome smo otkrili smo da je jedan od broja redova razvoja uvijek najveći koliko može biti, drugi ima samo nekoliko članova , a treći ima broj članova negdje između. Red koji ima velik broja članova označava da red ima točku grananja. Da to potvrdimo trebamo širi spektar podataka koje nismo mogli dobiti. Sva fitanja smo radili u programskom jeziku Mathematici. Glavni dio problema je što za jedno variranje, gdje se broj redova razvoja mijenja za jedan član, treba oko 150 sati da se izvrši, zato smo mijenjali po 3 i po 5 članova, gdje se pritom varijacija jednog seta podataka izvršavala oko 13 i 5 sati, respektivno.
Rad na projektu je bio zanimljivo iskustvo s obzirom na to da ranije nisam imao priliku sudjelovati u istraživanju moderne znanosti. Ovo je bila izvrsna prilika za proširenje znanja i stjecanje iskustva te doprinos u radu koji još nitko nije objavio. Uz to, dr.sc. Saša Ceci mi je učinio ovo iskustvo još ugodnijim i pokazao koliko je dobar mentor.

Visoko kvalitetni kvadrupolni magneti služe za fokusiranje ionskih snopova MeV-skih energija na presjeke ispod mikrometra. U Laboratoriju za interakcije ionskih snopova, postoje dva vrlo slična tripleta kvadrupola, jedan od njih je proizveden od strane tvrtke (Oxford Microbeams), a jedan je nedavno dizajniran na IRB-u te napravljen uz pomoć nekoliko hrvatskih tvrtki.
U sklopu prakse se proučilo osnove ionske optike radi razumijevanja fokusiranja snopa nabijenih čestica pomoću kvadrupolnih magneta koji služe kao leće za fokusiranje ionskog snopa iz akceleratorima čestica. Grid shadow tehnika služi za testiranje utjecaja različitih aberacija na kvalitetu fokusa dobivenog nakon fokusiranja snopa sustavom magnetskih kvadrupola. Proučavaju se deformacije u sjeni koju prozivodi mikroskopska mrežica postavljena na optički put snopa. Za potrebe eksperimenta konstruiran je specifičan postav postavljen na dvije akceleratorske linije (stara i nova nuklearna mikroproba) te su prikupljeni podaci o utjecaju translacijskih i rotacijskih aberacija na formaciju slike. Izmjereni rezultati su kvalitativne prirode.
Ovu studentsku praksu bih ocijenio kao vrlo korisnu i zanimljivu.

U nuklearnoj reakciji koja nastaje sudarom deuterija i tricija nastaje neutron energije 14.1MeV i pridruđena alfa čestica. Takvi neutroni imaju veliku energiju te je s njima moguće pobuditi jezgre atoma. Kada se jezgra pobudi brzo se relaksira i zrači gama zraku koju je moguće očitati. Energija gama zrake odgovara razlici energija pobuđenog i osnovnog stanja. Naš zadatak je bio odrediti energiju prvog pobuđenog stanja izotopa ugljika 12C. Da bi odredili energiju prvog pobuđenog stanja ugljika koristili smo neutronski generator. Ostali eksperimentali postav sastojao se od alfa i gama detektora, ugljika i potrebne elektronike. Promatrali smo inelastično rasprešenje brzog neutrona na 12C, tj. nuklearnu reakciju: n(12C,12C*)n’. Alfa detektorom detektira se pojava alfa čestice, te se mjeri vrijeme između tog događaja i detekcije u gama detektoru. Gama detektorom mjeri se energija gama zrake ali detektiraju se i neutroni elastično odbijeni na ugljiku, kao i neutroni i gama zrake nastale i raspršene unutar generatora. Odziv detektora linearno je ovisan o energiji upadne gama zrake. Mjerili smo energetski i vremenski spektar. Koincidentnim mjerenjem unutar glavnog vrha u vremenskom spektru dobiven je gama spektar ugljika 12C. Kalibracijom koja se radilia s radioaktivnim izvorima 137Cs i 60Co očitali smo da je glavni vrh na 4.4 MeV kao što se i teorijski predviđalo. Mjerlili smo vremenske spektre za različita vremena kašnjenja signala. S obzirom na poznata vremena kašnjenja određena je vremenska kalibracija. Pomoću vremenske kalibracije ustanovili smo porijeklo različitih vrhova u vremenskom spektru.

Iva Dominović (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Alfa raspad kalifornija
(mentor: Milivoj Uroić, Laboratorij za nuklearnu fiziku)

Ideja ovog projekta bila je izmjeriti energije prijelaza izotopa Cf-251 i Cf-249 u izotope Cm-247 i Cm-245 preciznije nego je mjereno 50-ih i 60-ih godina prošloga stoljeća, kada je i otkriven element kalifornij. Od tada se o ovome kemijskom elementu saznalo puno više, razvijene su nove metode i kvalitetniji detektori te se otvorila mogućnost poboljšanja podataka u tablicama energijskih prijelaza izotopa koje se svakodnevno koriste pri znanstvenom radu.
U mjerenjima je korišten izvor Cf-252 iz 1984. čije je vrijeme poluraspada 2.645 godine. Obzirom da je u takvom izvoru izotop Cf-252 danas slabo aktivan, do izražaja dolaze stabilniji izotopi kalifornija, a njihove su energije prijelaza mjerene uz pomoć poluvodičkih Si(Li) i HPGe detektora. Dobiveni podaci uspoređivani su s onim poznatima te su energije za pojedine prijelaze doista određene sa prilično visokom preciznošću keV, dok je većina starijih podataka iz tablica određivana do na ili keV. Rezultati dobiveni u ovome radu daleko su od trenutka uvrštavanja u tablice te je potreban daljnji rad na problemu. No, projekt je svakako bio na dobrom putu ostvarivanja početne ideje.
Studentski ljetni projekti izvrsna su prilika za iskusiti djelić onoga što znanstvenici na Institutu rade. Nema boljeg načina za naučiti više o području koje vas zanima od onoga da radite i razgovarate sa stručnjacima toga područja. Moj je mentor spremno i s voljom odgovorio na apsolutno svako pitanje koje sam mu postavila, iako neka nisu bila usko vezana uz nuklearnu fiziku. Stoga, ovo iskustvo smatram neprocjenjivim te bih svakom preporučila prijavu na Studentske ljetne (iako više jesenske) projekte.

Iako je CERN već potvrdio postojanje Higgsovog bozona mnogo svojstava još treba istražiti. Jedno od njih je relativno čest kanal raspada u b i anti-b kvark. Ovaj raspad je teško mjeriti zbog velike količine šuma, no jedna metoda koja ima potencijala je korištenje rekonstruiranih mlazova za slučaj ultrarelativističkog Higgsovog bozona. Svrha mog projekta bila je testirati neke od ovih algoritama za rekonstrukciju mase na simuliranim podacima i isprobati određene metode za poboljšanje.
Analizu sam većinom radio u Pythonu, iako sam se uvelike morao upoznati s CERN-ovom ROOT bibliotekom koja se koristi za spremanje i obradu podataka. Većinu vremena sam proveo baveći se tehničkim stvarima vezanim za programiranje, ali potrebno je bilo i dobro razumjeti fizikalnu pozadinu, za što sam isprva trebao pomoć mentora jer nisam imao predznanje o fizici elementarnih čestica. Ipak relativno brzo sam uspio dovršiti taj dio projekta i dobiti korisne rezultate. Preostalo vrijeme sam se bavio primjenom metoda strojnog učenja na podatke. Ovaj dio nisam uspio detaljno obaviti, ali oni rezultati do kojih sam uspio doći su bili obećavajući.
Radeći na projektu i razgovarajući sa ljudima s Instituta sam naučio dosta o znanstvenom radu, što mi je bio i glavni razlog zašto sam se prijavio na Ljetnu školu. Osim toga zanimljivo mi je bilo i raditi većinom samostalno na nečemu i primijeniti znanje s fakulteta na stvarni problem, što je ipak veoma drukčije iskustvo od ispita i drugih fakultetskih obaveza.

Kristijan Gorički (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Aktivacija brzim neutronima
(mentor: Milivoj Uroić, Laboratorij za nuklearnu fiziku)

Cilj projekta bio je upoznavanje sa metodom određivanja poluperioda raspada izotopa kojima je poluperiod raspada u intervalu od dvadesetak minuta do par dana. Prvo se tvar koju želimo promatrati stavi na aktivaciju, koju u našem slučaju vrši neutronski generator. On radi na principu sudaranja projektila(deuterij) na metu(tricij) time nastaje alfa-čestica, slobodna energija i neutron energije 14MeV-a tzv. brzi neutron. Nakon aktivacije ozračenu tvar se stavi ispred detektora, u našem slučaju germanijskog detektora koji ima jako dobru razlučivost energij pa je pogodan za brojenje događaja koji se dogode na nekoj energiji. Projekt se stastojao od ozračivanja kovanica od 5 kn te iz najizraženijeg vrha(u ovo slučaju anihilacijskog vrha elektrona) saznati nešto o sastavu.Moj dio posla je bio iz broja impulsa dobivenih u mjeraču iz anihilacijskog vrha elektrona po određenom intervalu odrediti potencijalne izotope preko perioda poluraspade.
Ova ljetna škola pružila mi je jedinstvenu priliku da iz prve ruke vidim čime se bavi fizičar u Hrvatskoj i od čega se zapravo se zapravo njegov posao sastoji. Uz odličnog mentora, zanimljiva predavanja i sudjelovanje u pravom projektu koji nitko ili samo nekolicina ljudi na svijetu napravila bilo mi je ovo nezaboravno iskustvo.

Arian Ivec (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Proučavanje svojstva Readout Chip-a CMS piksel detektora
(mentori: Dinko Ferenček i Andrey Staromudov, Laboratorij za fiziku visokih energija)

Neophodno za rad detektora u CERN-u, ali i drugdje, je biti u stanju efikasno detektirati i razlikovati različite događaje nastale uslijed sudara čestica, za što se koristi silicijski piksel detektor. To je detektor najbliži točki sudara, izgrađen od silicijskih piksela, te služi preciznom mjerenju tragova nabijenih čestica i sekundarnih verteksa, odnosno točaka raspada dugoživućih čestica. U njemu se za procesiranje inicijalnih signala iz silikonskog bulka koristi Readout Chip, tzv. ROC, koji je zaslužan za prvnobitno identificiranje u kojim koordinatama i kada se registrirao potencijalni hit.
U svrhu unaprijeđivanja rada detektora dizajnira se sljedeća generacija ROC-a kako bi se što bolje uklonilo nedostatke zabilježene tokom njegovog aktivnog rada. U svrhu boljeg razmumjevanja i eventualnog postavljanja rigoroznijeg modela rada ROC-a tijekom studentske prakse na ZEF-u provedeni su testovi karakteristika u uvjetima koji imitiraju one u pravim radnim uvjetima. Ovo je učinjeno s željom i ciljem prosljeđivanja obrađenih podataka dizajnerima sljedeće generacije čipova, kako bi bili u stanju implementirati izmjene, radi poboljšanja rada i ispravka nedostataka. U to svrhu su koristeći programski paket pXar izvedena mjerenja Digital-to-Analog Convertera (Vcal, CalDel, VThr) tri generacije čipova u raznim uvjetima, te se time u ovoj nakani i uspjelo.
Samo iskustvo rada na studentskom projektu ZEF-a je izrazito pozitivno. Mudri mentori, i drugi suradnici, su vrlo susretljivi i jako strpljivi kada je potrebno svoje silno znanje prenijeti studentu, ali i vješti pri usmjeravanju na samostalno učenje. Svakako bih preporučio svakom željnom male uvertire u znanstveni rad da se prijavi.

Marta Nikić (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
PIXE & IBIL analiza žada
(mentor: Wataru Kada, Laboratoriju za interakcije ionskih snopova)

Moj ljetni studenski projekt sastojao se glavnim dijelom od upoznavanja s laboratorijem za interakcije ionskih snopova te sam u sklopu toga upoznata sa radom Tandem akceleratora i metodama istraživanja sastava i svojstava materijala pomoću interakcije tog materijala s ionskim snopom. Jedna od tih metoda je upravo PIXE metoda koja podatke o elementima u materijalu dobiva ionizacijom unutrašnjih atomskih ljuski pomoću smopova protona koji pobuđuju emisiju karakterističnih x-zraka za svaki elemenat. Također, predstavljena je i IBIL (Ion beam induced luminescence) metoda koja uključuje gledanje spektra zračenja vidljive svjetlosti također pobuđene iz materijala pomoću snopa protona i moguće zaključivanja sastava materijala ili defekata materijala iz te spektralne krivulje. Te dvije metode korištene su u sklopu mog projekta kod analize sastava 3 zasebna žada, poludraga kamena, kod kojih se htjela potvrdili njihova autentičnost i čistoća.

Ante Ravlić (PMF, Sveučilište u Zagrebu)
Nuklearna supravodljivost
(mentorica; Suzana Szilner, Laboratorij za mjerenje niskih radioaktivnosti)

Iskustvo koje sam dobio sudjelovanjem na ljetnoj školi Instituta Ruđer Bošković uvelike mi je pomoglo da steknem bolji pogled na posao istraživača u fizici. Radio sam na projektu koji je vezan uz eksperimentalnu nuklearnu fiziku, točnije proučavanje nuklearnih korelacija koje se događaju prilikom reakcija prijenosa nukleona. Eksperimentalni podaci su dobiveni sa masenog spektrometra PRISMA koji se nalazi u Nacionalnom laboratoriju za nuklearna istraživanja u Legnaru, Italija (LNL). Radi se o suvremenoj metodi koja se koristi za proučavanje nuklearnih reakcija, tako da sam imao mogućnost sudjelovati u obradi podataka koji se koriste za važna proučavanja u nuklearnoj fizici. PRISMA spektrometar nam omogućuje raspoznavanje različitih nabojnih stanja te izotopa koji nastaju u nuklearnim reakcijama. Stekao sam uvid u rad masenih spektrometara koji se baziraju na rekonstrukciji putanje nabijenih čestica, te također u detektorske sustave koji se koriste za određivanje položaja nabijenih čestica, vremena preleta, te gubitka energije čestice. Reakcija koju sam proučavao se sastojala od naleta jezgri ( prethodno ubrzanih u akceleratoru) molibdena-92 na metu od željeza-54 pri čemu se koristila inverzna kinematika gdje teža jezgra nalijeće na lakšu. Također naučio sam osnove obrade podataka i programska rješenja koja se koriste u modernoj nuklearnoj fizici. Mentorica mi je dosta pomogla u realizaciji ovog projekta, a atmosfera je bila radna i jako ugodna. Sve u svemu, jedno jako poučno iskustvo koje će mi zasigurno pomoći pri odabiru područja fizike kojim se želim baviti nakon završetka studija, te da postanem kompetentan znanstvenik u tom području.

U projektu koristimo promatranja radioteleskopa LOFAR. To je interferometar sastavljen od velikog broja antena raspoređenih diljem Europe sa sjedištem u Nizozemskoj, a može mjeriti radiovalove od 10 do 240 MHz. S LOFARom smo promatrali galaktičko sinkrotronsko zračenje koje je linearno polarizirano. Prolaskom istog kroz međuzvjezdanu plazmu dolazi do zakretanja ravnine polarizacije. Izmjereno zračenje možemo pomoću Faradayeve tomografije transformirati u zračenje kao funkciju Faradayeve dubine. Koristimo promatranja polja 3C196 koje je zanimljivo po tome što ono sadrži ravne strukture međuzvjedane materije o kojima se jako malo zna. Cilj projekta je odrediti vlastito gibanje tih struktura koristeći dva promatranja u razmaku od godinu dana. Prilikom analize uzimamo u obzir utjecaj ionosfere zbog koje se isto događa već spomenuta Faradayeva rotacija. Iz provedenih korelacija između spomenutih dvaju mjerenja zasada nismo uočili pomak međuzvjezdanih struktura na vremenskoj skali od godinu dana. Preostaje nam pronaći neke bolje metode pri analizi signala, a nakon toga provesti analizu s mjerenjima međusobno razmaknutim više godina.
Što se tiče iskustva pri sudjelovanju u ovom projektu, istaknuo bih da je jako inspirativno raditi na nečemu što nitko prije nije radio, a pogotovo kada se to radi uz odličnog mentora. Jako puno sam naučio o radioastronomiji i analizi mjerenja u istoj, a kao glavni razlog tomu je iskustvo iz prve ruke, tj. rad na konkretnim mjerenjima.