od if-a vama -...

OD IF-a vama Otvoreni dan Instituta za fi ziku, 25. ožujka 2011.

• I premda Leonardo nije nikad nešto izgradio, tj. ne poznaje ga se kao arhitekta, on je mnogo razmišljao o arhitekturi. Što zato jer se ipak radi o Leonardu koji je morao po svemu njuškati, a što zato jer su arhitekti u njegovo vrijeme bili izuzetno cijenjeni, pa je Leonardo u arhitekturi možda vidio i priliku za dodatnu zaradu.

• Moja priča o tome kako sam gradio da Vincijev hram počinje od folije 5v, MS2307 iz Codexa Atlanticusa a završava u trodimenzionalnom hramu na zaslonu računala, kojeg obasjava simulacija sunca. (Napomena: predavanje je za srednjoškolski uzrast.)

• Uvjerenost fi zičara 19. stoljeća u valnu prirodu svjetlosti bila je toliko duboka da je Einstein za promjenu tog pogleda nagrađen Nobelovom nagradom. Suočen s činjenicom da obična svjetlost ne može izbiti elektrone iz metala, ma kako jak intenzitet upotrijebimo, on uvodi čestičnu predodžbu elektromagnetskog zračenja. Budući da od tada učimo kako fotoefekt ovisi samo o frekvenciji upotrijebljenog zračenja dobro je podsjetiti se pokusa koji su doveli do toga. Time je ujedno uvedena i podjela elektromagnetskog spektra na ionizirajuća i neionizirajuća zračenja. Ima li ta podjela oštru granicu i što ona znači?

• Razvoj lasera ultrakratkih pulsova, reda veličine femtosekunde, omogućio je da se ta granica učini relativnom i da se dvofotonskim fotoefektom (2PPE) postigne fotoemisija neionizirajućim svjetlom. Objašnjenje te pojave pokazuje da kvantni i klasični (čestični i valni) opisi elektromagnetskog zračenja nisu u proturječju.

• Veliki hadronski sudarivač (LHC) je najveći eksperiment u povijesti, najskuplji eksperi-ment u povijesti i možda i najvažniji eksperiment u povijesti.

• 27 km dugačak tunel ispod Ženevskog jezera ima zadatak sudaranjem poznatih stvoriti još nepoznate nove čestice. Prsten je načinjen od 1600 supravodljivih magneta, dok 96 tona tekućeg helija održava temperaturu od 1.9 Kelvina.

• U sudarivaču LHC protoni se ubrzavaju do 0.999999991 brzine svjetlosti, tako da gustoća energije doseže vrijednosti kao u svemiru djelić sekunde nakon Velikoga praska.

• Što se zapravo nadamo otkriti na LHC-u? Odgovore na pitanja poput ovih, zašto postoje tri obitelji čestica tvari, zašto je svemir načinjen od materije (a ne antimaterije), što je tamna tvar (koja čini 22 % svemira) i što je tamna energija (koja čini 73 % svemira)…

dr. sc. Antonio Šiber: Kako sam gradio da Vincijev hram

Hrvoje Mesić: Val ili čestica i intenzitet zračenja

dr. sc. Krešimir Kumerički: Pogled na prapočela fi zike najnovijim sudarivačem čestica LHC u CERN-u

Popularna predavanjaU sklopu Otvorenoga dana Instituta za fi ziku održat će se više popularnih predavanja u trajanju od nešto manje od pola sata.

Kako popularna predavanja imaju više termina tijekom Otvorenoga dana pozivamo posjetitelje da nam u svojoj najavi dolaska naznače koja ih predavanja najviše zanimaju, a mi ćemo u okviru svojih mogućnosti pokušati prilagoditi obilazak iskazanoj želji.

Otvoreni dan Instituta za fi ziku

Zagreb, 25. ožuka 2011.

• Tresem kud god rasjed pucam ili ono sve što znam o sebi / to je stvarno tako malo / u nekoliko sekundi sve bi stalo…

• Kako počinje potres? Od 1910. godine kad je Harry Reid objasnio postanak tektonskih potresa pa do danas popunjava se ta slagalica novim detaljima. Prevladavajuće je mišljenje da potres ne nastaje kao jedinstven događaj već se razvija stupnjevito. Rasjed ne puca odjednom cijelom dužinom već po dijelovima sve dok za to postoje uvjeti. To znači da potres u trenutku nastanka “ne zna” koliko je jak. Nema pojma o tome jesu li negdje na ras-jedu stijene jače od okolnih ili je možda sila napetosti slabija. Kod vrlo jakih potresa rasjed ponekad puca i 70 sekundi, no unatoč tome, može li se analizom samo prve četiri sekunde seizmograma saznati koliko je jak?

• Dijamanti, rubini, smaragdi, topazi su kristali. Kristalne čaše, kristalne vaze, kristalni lusteri, Swarovski kristali to nisu. Oni su staklo. Da li je ta razlika, osim u cijeni, stvarno bitna? Za znanstvenike, inžinjere, tehničare jest. Što je to onda kristal, a što staklo i kakva su njihova svojstva? I zašto fi zičari više vole kristale, a inženjeri stakla?

• Kristale je zbog njihove uređene strukture moguće precizno matematički opisati, što je znanstvenicima omogućilo razumijevanje, pa i predviđanje njihovih različitih i često fascinantnih svojstava. S druge strane, proces dobivanja kristala je iznimno složen i time tehnološki jako zahtjevan. Stakla se zbog svoje neuređene strukture opiru matematičkom opisu tako da još ne postoji jasna teorija stvaranja stakala. No zato su povoljna svojstva stakala kao što su mogućnost formiranja u proizvoljnom obliku, iznimna čvrstoća i kemi-jska stabilnost dovela do toga da su postala nezaobilazna u suvremenim tehnologijama.

• Godine 1911., točno prije sto godina, na Sveučilištu u Leidenu nizozemski fi zičar Heike Kamerlingh Onnes mjerio je električni otpor žive na niskim temperaturama. Sasvim neočekivano, na temperaturi od 4,2 K električni otpor žive skokovito je pao na nulu. Pojavu je nazvao supravodljivost. Tijekom godina supravodljivost se razvila u modernu znanost i tehnologiju koja je omogućila niz primjena: u akceleratorima i detektorima velikog hadronskog sudarivača u CERN-u, u projektu nuklearne fuzije ITER u Cadarachu te za dijagnostičke uređaje magnetske rezonancije i magnetoencefalografi je.

• Nadu za masovniju primjenu i novi poticaj istraživanjima dalo je otkriće visokotemper-aturne supravodljivosti 1986. godine. Ovo otkriće je ujedno potpuno uzdrmalo postojeća teorijska objašnjenja. Tijekom godina, otkrića i napreci u razumijevanju supravodljivosti honorirani su čak sa sedam Nobelovih nagrada, ali ni danas nakon 100 godina istraživanja ovu pojavu ne razumijemo dovoljno.

dr. sc. Ivica Sović: Tresem kud god rasjed pucam!

dr. sc. Damir Starešinić: Od kristala do stakla

dr. sc. Ivica Aviani: 100 godina supravodljivosti

Raspon tema koje pokrivaju predavanja je zaista velik, što se vidi i iz kratkih sažetaka koje smo priložili.

Ukupno je predviđeno osam predavanja u dvije predavaonice, a sva ona popraćena su brojnim pokusima i demonstracijama, odnosno multimedijskim sadržajima.



• Plazma je najrasprostranjeniji oblik vidljive materije u svemiru koji se sastoji od nezavisno gibajućih, električki nabijenih sastavnica atoma, elektrona i iona. Gibajući se, te nabijene čestice proizvode električna i magnetska polja koja u povratu utječu na ponašanje plazme. Sunce je plazma, Zemljina magnetosfera je plazma, rep kometa je plazma, munja je plaz-ma. Plazma je u štednim svjetiljkama, u plazmi se grade integrirani čipovi i solarne ćelije, plazmom se vari, reže, buši, plazmom se sterilizira plastika. Brojne su pojavnosti plazme i primjene, ali i brojna su otvorena pitanja u temeljnim istraživanjima plazme.

• Laseri, kao jaki izvori istovrsnih fotona (dijelića svjetlosti) naše su glavno oruđe na putu razotkrivanja tajni plazme. Puls laserske svjetlosti fokusiran na bilo kakav kruti ili tekući materijal može od njega napraviti plazmu. Obasjavajući pak takvu plazmu promjenjivim laserskim bojama saznajemo o njoj najskrivenije detalje. No to je samo početak priče, više možete saznati u “Laboratoriju za lasersku spektroskopiju hladne plazme” (spectra.ifs.hr).

• Osim konvencionalnih materijala, koje susrećemo u svakodnevnoj upotrebi, postoje također i novi, tzv. niskodimenzionalni materijali koji sadrže lančaste ili ravninske strukture.

• Njihova elektronska svojstva često drastično ovise o smjeru u kristalu. Ohlađeni na dovoljno niske temperature pokazuju iznenađujuće pojave poput čuvene supravodljivosti, uređenja naboja ili valova gustoće.

• U našem laboratoriju pogledajte metale sastavljene od organskih molekula, kako spojiti žice instrumenta na kristalić manji od milimetra, tekući zrak u termosici, i naravno, saznajte čemu sve to zajedno služi!

• Magnetizam je poznat čovječanstvu još od doba starih Grka. Međutim, tek je u 19. stoljeću shvaćena njegova znanstvena važnost. Danas je naš život nezamisliv bez mag-neta i magnetskih principa. Telefoni, televizori, zvučnici, transformatori, električni motori, kompjuteri, kreditne kartice i generatori struje samo su neki primjeri gdje ovisimo izravno o magnetizmu.

• Od otkrića magnetizma pa sve do prije 50-ak godina svi poznati magnetski materijali bili su krutine. No, 1964. godine proizveden je nevjerojatan novi materijal – ferotekućina (fero-fl uid). Ferotekućina je trenutno jedini poznati magnetski materijal u tekućem stanju. Radi se o koloidnoj tekućini koja se sastoji od čestica feromagneta, veličine 10-ak nanometara, raspršenih u ulju. Zbog svojih jedinstvenih svojstava, ferotekućine pronalaze primjene u mnogim područjima: fi zici, kemiji, biomedicini, elektronici, itd.

Laseri i plazma - Laboratorij za lasersku spektroskopiju hladne plazme

Niskodimenzionalni sustavi - Laboratorij za dielektričnu spektroskopiju i magnetotransport

Oblikovanje upravljano magnetskim poljem - Ferotekućine

Eksperimentalni postaviPosjet Institutu za fi ziku tijekom Otvorenoga dana uključuje i obilazak pojedinih laboratorija, zanimljive demonstracije i efektne pokuse. U ovom prvome izdanju našeg promidžbenog materijala donosimo kratki pregled tek dijela onoga što je ušlo u konačni program.



• Razliku tekućeg i krutog agregatnog stanja spoznali smo već u ranoj fazi odrastanja, pa nam je ta slika prilično intuitivna, kao i činjenica da tekućina može prijeći u krutinu ako joj snizimo temperaturu. Ono što većina nas ne očekuje je naglo skrućivanje tekućine kada na nju djelujemo već malom silom. Takve tekućine se uvrštavaju u nenewtonovske tekućine (sve tekućine koje mijenjaju viskoznost primjenom sile). Ovakav efekt skriva u sebi zanim-ljivu mikroskopsku sliku, koju možemo naći i u makrosvijetu, pa čak i u psihologiji ljudskog ponašanja.

• Doduše, ono što efekt mijenjanja viskoznosti zapravo čini posebno atraktivnim jesu njegove posljedice. Naime, tretman nenewtonske tekućine vibracijama ili hodanje po njima ima vrlo intrigirajuće posljedice, a sama tekućina zbog svojih svojstava ima posebne mogućnosti primjene. Pokuse koji predočavaju efekte nenewtonskih tekućina pokazat ćemo i na ovogodišnjem Otvorenom danu Instituta za fi ziku.

• Kad pomislimo na raketu prvo se sjetimo dramatičnih lansiranja Saturna V prema Mjese-cu ili balističkih projektila iz akcijskih fi lmova. Međutim, raketni pogon možemo postići i puno jeftinijim i nama pristupačnijim metodama. Točnije, za konstrukciju rekete treba nam ni više, ni manje, nego plastična boca, prilagođena pumpa za zrak, voda i samoljepljiva traka.

• Od plastične boce načiniti ćemo trup rakete, a pogonsko sredstvo će biti voda koju će zrak pod visokim tlakom tjerati kroz otvor boce. Svjetski rekord je brzina od 200 km/h i visina od 300m!

• Osim zabave kroz lansiranje naše rakete, naučiti ćemo i neke osnovne koncepte dizajna rakete.

• „Fizika Ekspres” je edukacijsko orijentirani projekt SSHFDa kojim studenti nastoje djeci i mladima prikazati zabavnu stranu fi zike i znanosti putem zanimljivih eksperimenata. Članovi udruge putuju diljem Hrvatske posječujući osnovne i srednje škole kako bi po-taknuli veći interes mladih za znanost i fi ziku.

• Sudjelujte u najzanimljivijim eksperimentima mladih fi zičara i svjedočite zabijanju čavala bananom, što se dogodi s žaruljom u mikrovalnoj pečnici, napuhivanju balona bez zraka, stvaranju valova od vatre i sličnim pokusima.

Iz tekućeg u kruto dobrim batinanjem - Nenewtonske tekućine

Kako lansirati plastičnu bocu? - Raketa na zrak i vodu

Eksperimenti mladih fi zičara - Fizika Ekspres

Kako laboratorija i mjesta gdje se izvode pokusi ima desetak, a obilazak svakog od njih traje petnaestak minuta, jedna grupa posjetitelja tijekom obilaska može vidjeti tek dio eksperimentalnog postava koji se predstavlja posjetiteljima Otvorenog dana Instituta za Fiziku.

Razlog više da nas posjetite i sljedeće godine, zar ne?



od if-a vama -...

Documents