Prijedlozi tema za diplomske radove u 2011.Sam semiklasični razvoj u više dimenzija, za razliku od 1-dimenzionalne WKB metode, takoĎer treba bolje razumijevanje Maslovljevog indeksa

Prijedlozi tema za diplomske radove u 2011.

Mentor : Prof. dr. sc. Amon Ilakovac

Naslov teme: Renormalizacija i renormalizacijska grupa standardnog modela

Institucija: PMF

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.

Studijski smjer: Fizika (istraživački)

Mentor : Prof. dr. sc. Amon Ilakovac

Naslov teme: Simetrije u fizici elementarnih čestica

Institucija: PMF

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.


Mentor : Prof.dr.sc. Damir Bosnar

Institucija: PMF

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.



Institucija: PMF

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.

Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike i informatike


Institucija: PMF

Naslov teme: Mjerenje vremena života pozitronija

Sadržaj teme:. Pozitronij je vezano, no nestabilno stanje elektrona i pozitrona. Njegovo postojanje

predvidio je S. Mohorovičić 1934. godine, nakon otkrića pozitrona 1932. godine. Postojanje

pozitronija eksperimentalno je utvrĎeno 1951. 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 22Na 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

Institucija: IRB/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.

Studijski smjer: Fizika (istraživački),

Mentor : Dr.sc. Ivan Kupčić

Institucija: PMF

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 Raman-

aktivni, 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.


Mentor : Dr.sc. Ivan Kupčić

Institucija: PMF

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

TNMF. No, stvarna temperatura AFM ureĎenja TN je znatno manja od TN

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 TNMF 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

Institucija: PMF

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 (1H), a 24% od helija (4He). Osim ta dva elementa, stvorena je i mjerljiva

količina nuklida 2H i 7Li - 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

Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar

Institucija: PMF

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 www.phy.hr/~npaar.



Institucija: PMF

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 www.phy.hr/~npaar.


http://www.phy.hr/~npaar


Institucija: PMF

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 www.phy.hr/~npaar.


_________________________________________________________________________________


Institucija: PMF

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 www.phy.hr/~npaar.

Studijski smjer: prof. fizike i informatike

http://www.phy.hr/~npaar


Institucija: PMF

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 www.phy.hr/~npaar.


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 (TC 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 kvazi-

dvodimezionalnosti 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 Co1/3NbS2, koji je posebno zanimljiv zbog magnetskog faznog prijelaza te njegovog potiskivanja uvoĎenjem tlaka.


Mentor : Prof.dr.sc. Ivan Kokanović

Institucija: PMF

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

Institucija: PMF

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.

Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike

Mentor : Prof.dr.sc. Hrvoje Buljan

Institucija: PMF

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 visoko-

razlučivih foto-emulzija. Za snimanje holograma korišten je, u takvoj klasičnoj holografiji, foto-

materijal 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 foto-

osjetljivim 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.


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

Institucija: IRB

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.


Mentor : Prof.dr.sc. Goranka Bilalbegović

Institucija: PMF

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.

Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike i kemije, prof. fizike, prof. fizike i informatike,

prof. fizike i tehnike

Mentor : Dr.sc. Milko Jakšić

Institucija: IRB

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 kvantno-

mehaničkim 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 kvantno-

mehaničke spektralne simulacije dvoatomskih molekula. Težište će biti na O2, H2, 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.


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

Institucija: PMF

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.


Mentor : Dr.sc. Suzana Szilner

Institucija: IRB

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 40Ar+208Pb 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

Institucija: IRB

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.


Mentor : Dr.sc. Kornelija Passek- Kumerički

Institucija: IRB

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

Institucija: IRB

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 098-0982915-2939). Diplomski rad se nadovezuje na

naša prethodna istraživanja (Phys. Rev. B 80, 052201 (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.


Mentor : Prof.dr.sc. Marijan Mileković

Institucija: PMF

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.



Institucija: PMF

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.

Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i informatike

Mentor : Prof. dr. sc. Ivo Batistić

Institucija: PMF

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.


Mentor : Prof. dr. sc. Ivo Batistić

Institucija: PMF

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.

Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i tehnike

Mentor: Dr. sc. Saša Ceci

Institucija: IRB

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.



Institucija: IRB

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.



Institucija: IRB

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 10-15 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.


Mentor : Dr. sc. Larisa Jonke, IRB

Institucija: 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

Institucija: IRB

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.


Mentor : Prof.dr.sc. Vladimir Paar

Institucija: PMF

Naslov teme: Identifikacija temeljnih periodičnih gibanja iz dugoročnih vremenskih sekvenci

temperature i CO2 koncentracija

Sadržaj teme: Fourierova analiza dugoročnih vremenskih sekvenci temperature i CO2 koncentracije

za specifične lokacije. Istraživanje uzročno-posljedičnih korelacija. Utjecaji oscilacija Zemljine

putanje. Mogući karakter periodičnih perturbacija. Model CO2 efekta za klasični plinski sustav.

Studijski smjer: Fizika (istraživački), 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.


Mentor: Dr. sc. Radovan Brako

Institucija: IRB

Naslov teme: Teorijski proračuni atomske strukture i elektronskih stanja grafena

Sadržaj teme:

Grafen je dvodimenzionalna struktura atoma ugljika,

koja podsjeća na pčelinje saće. Grafen se može smatrati ishodišnom strukturom drugih

elementalnih oblika ugljika, kao što su grafit, ugljikove nanocijevčice, fulereni i sl. Grafen je

vrlo zanimljiv kao mogući materijal za elektronske sklopove budućnosti. Tema rada su numerički

proračuni atomske strukture i elektronskih vrpci grafena pomoću teorije funkcionala gustoće (Density

Functional Theory, DFT) i modela jakog vezanja (Tight Binding, TB). Zahvaljujući jednostavnoj

atomskoj strukturi, svojstva grafena se mogu lako proračunati pomoću nekog od dostupnih paketa za

numerički DFT. Slično vrijedi i za neke strukture grafena, na primjer dva ili više slojeva grafena,

grafen pod utjecajem periodičke smetnje, npr. od vanjskih atoma, i slično.


Mentor: Dr.sc. Davor Gracin

Institucija: IRB

Naslov teme: Spektralni odziv solarne ćelije bazirane na nano-kristaliničnom siliciju

Sadržaj teme: Spektralni odziv solarne ćelije u najvećoj mjeri odreĎuju osobine aktivnog dijela

ćelije. Za nano-kristale silicija je karakteristično da zbog malih dimnezija pokazuju drugačiju

distribuciju elektronskih i vibracionih stanja od makroskopskog kristala a svojstva im u odreĎenoj

mjeri ovise i o matrici u koju su uronjeni. U temi koja se predlaže, ispitivat će se i spektralni odziv

samog materijala i odziv solarne ćelije koja je od njega napravljena. Očekivana svojstva kao što su

porast širine zabranjenog pojasa u tankom filmu nano-kristaliničnog Si, «plavi pomak» u spektralnoj

osjetljivosti solarne ćelije koji varira s veličinom nano-kristala, diskutirati će se u okviru poznatih

modela koji opisuju "kvantne točke". Rad je u svojoj osnovi eksperimentalan.


Mentor: Dr. sc. Tomislav Vuletić,

Institucija: IF

Naslov teme: Električni transport u monodisperznim polielektrolitima

Sadržaj teme:

Istraživanja polielektrolita odvijaju se u Laboratoriju za biološku fiziku IFa od 2005 (grupa dr.

S.Tomić). Primarna je tehnika dielektrične spektroskopije (DS). DS omogućava i mjerenja

istosmjernog električnog transporta u otopinama nabijenih polimera –polielektrolita. Nabijeni polimer

u otopini disocira na poliion i na jednostavne protuione te je osnovni problem u transportnim

mjerenjima razlikovati doprinose poliiona i protuiona. Prvenstveni je interes odrediti udio protuiona

koji sudjeluju u vodljivosti. Ovim putem se može doći i do uvida u pojavu (Manning) kondenzacije

disociranih, hidratiziranih protuiona koji se zbog elektrostatskog potencijala protuiona zadržavaju u

njegovoj neposrednoj blizini. Radeći na ovoj temi, uz eksperimentalni rad na mjerenjima vodljivosti,

student će moći primijeniti i svoja znanja iz elektrostatike i klasične elektrodinamike kao i statističke

fizike. Kako se mjerenja el.transporta u našem laboratoriju rutinski obavljaju i analiziraju, smatram

kako je predložena tema ograničene opsežnosti te omogućava studentu da u propisanom roku od 3

mjeseca dovrši rad.

Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i informatike (nastavnički), prof. fizike

i kemije, prof. fizike i tehnike

Mentor: Dr. sc. Tomislav Vuletić,

Institucija: IF

Naslov teme: Faze tekućih kristala RecA proteina i kompleksa RecA+DNA

Sadržaj teme: Rad na tekućim kristalima RecA proteina je dio aktivnosti u sklopu mojeg projekta

"Protein Assisted DNA Monolayer Assembly" financiranog od "Unity through Knowledge Fund".

http://proteassist.ifs.hr/

Potreba za brzim sekvenciranjem DNK molekula, u kliničkoj i znanstvenoj primjeni, otvara niz

novih, fundamentalnih pitanja u području biofizike. Umjesto vremenski zahtjevnog rada s otopinama,

današnje se metode baziraju na stvaranju DNK senzora/čipova. Oni nastaju učvršćivanjem DNK

proba na razne podloge (substrate), i na takav način služe kao detektori za odreĎenu vrstu molekula

(ciljane molekule) koje prepoznaju DNK probu. Ostvarivost i brzina procesa koji se odvijaju na

senzorima ovise o dostupnosti genetičkog koda koji je odreĎen načinom slaganja DNK molekule na

površinu podloge. U ovom projektu, izlažemo ideju o stvaranju DNK senzora koji bi se sastojao od

podloge na koju je smještena potpuno izdužena DNK molekula - proba, koja time postaje potpuno

dostupna za interakciju sa ciljanom DNK. Time bi se zaobišla neka od važnih ograničenja do sada

poznatih koncepata DNK senzora.

Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i informatike , prof. fizike i kemije,


http://proteassist.ifs.hr/

Mentor : Prof. dr. sc. Emil Babić

Institucija: PMF

Naslov teme: Utjecaj magnetskih nanočestica na supravodljivost MgB2

Sadržaj teme: Povoljna temperatura supravodljivog prijelaza i druga svojstva čine MgB2

zanimljivim za primjene. Pri tome je poteškoća slabo zapinjanje magnetskih vrtloga u čistom MgB2

što vodi do jakog sniženja kritične struje porastom magnetskog polja i temperature. To se može

popraviti uvoĎenjem nanočestica, osobito magnetskih nanočestica koje bi sukladno računima trebale

jako pojačati zapinjanje vrtloga u MgB2. Student će ispitivati utjecaj dopiranja nanočesticama

(pripremljenim u FO) na kritične struje i polja uzoraka MgB2 . Ovisno o obliku uzoraka koristit će

magnetska (SQUID magnetometar, K. Zadro) ili transportna mjerenja ( 16T magnet E. Babić).


Mentor : Prof. dr. sc. Emil Babić

Institucija: PMF

Naslov teme: Utjecaj dopiranja ugljikom na supravodljivost MgB2

Sadržaj teme: Zbog dvo-vrpčane supravodljivosti svojstva MgB2 jako ovise o primjesama koje

utječu na raspršenja elektrona unutar, i / ili izmeĎu vrpca. Osobito je jak utjecaj ugljika koji se

ugraĎuje u položaje bora, te jako povisuje gornje kritično polje i posredno kritičnu struju MgB2 , što

je povoljno za praktične primjene. Prikladan način dopiranja MgB2 ugljikom je korištenjem

karbohidrata, pa će student mjereći kritične struje i polja dopiranih uzoraka u 16T magnetu

(pripremljenih u FO ili dobivenih suradnjom) evaluirati potencijal izabranog dopanda za praktične

primjene.


Mentor: Dr.sc. Blaženka Melić

Institucija: IRB

Naslov teme: Neleptonski dvočestični raspadi B mezona

Sadržaj teme:

Neleptonski dvočestični raspadi B mezona predstavljaju najkompliciranjije procese uzrokovane

slabim interakcijama. Razlog tome je to što takvi procesi nužno uključuju "meku" QCD dinamiku,

odnosnu izmjenu mekih gluona, koja se ne može direkno računati, iako je ona vrlo važna za

razumijevanje unutrašnje strukture mezona i interakcija meĎu hadronima u konačnom stanju. Da bi

opisali te raspade koristimo se efektivnim hamiltonijanom slabih raspada koji nam omogućuje da

analiziramo neleptonske dvočestične raspade razmatranjem utjecaja četverokvarkovskih operatora i

njihovih koeficijenata koji uključuju "tvrde" QCD korekcije u odreĎenom raspadu. Cilj diplomskog

rada bi bio fenomenološka analiza dvočestičnih nešarmantnih raspada B mezona tipa B_{u,d,s} -> Pi

Pi, Pi K, K K, analizom različitih topologija raspada u kontekstu narušene SU(3) okusne simetrije i

utjecaja meĎudjelovanja konačnih stanja. Obzirom da današnje tvornice B-mezona omogućuju vrlo

precizno mjerenje takvih raspada, kao i da se za B_s raspade očekuje da budu po prvi puta mjereni na

LHCb eksperimentu na CERN-u, teorijski izračuni omjera grananja raspada neleptonskih B mezona

kao i direktnog narušenja CP simetrije u tim raspadima su vrlo važni da bi mogli govoriti o potvrdi

Standardnog modela ili eventualno o pojavljivanju nove fizike.


Mentor: Dr.sc. Blaženka Melić

Institucija: IRB

Naslov teme: Širina raspada top kvarka

Sadržaj teme:

Top kvark je najteži kvark unutar Standardnog modela. Obzirom da je njegova masa veća od mase

W-bozona, dominantni mod raspada je onaj u W-boson i b-kvark i ukupna širina raspada top kvarka

je dobro opisana parcijalnom širinom raspada t -> W b. OdreĎivanje širine top kvarka služi kao test

Standardnog modela i stoga je potrebno njeno precizno teorijsko odreĎivanje uključivanjem raznih

korekcija računu na osnovnom nivou. Cilj diplomskog rada bi bio račun širine raspada top kvarka na

osnovnom niovu uporeĎivanjem različitih metoda, kao i jednostavna analiza korekcija na nivou

prvom do slijedećeg. Kako je u hadronskim sudarima proizvedeni single top kvark gotovo 100%

polariziran, moguće je analizirati i polarizaciju konačnog W-bozona, odnosno leptonsku angularnu

distribuciju u procesu t -> W b -> l nu_l b. Poznavajući tu distribuciju, moguća je detaljna studija

mehanizma raspada top kvarka u Standardnom modelu kao i izvan njega.


Mentor: Dr. sc. Zoran Škoda

Institucija: IRB

Naslov teme: Više baždarske teorije (Higher gauge theories)

Sadržaj teme: Baždarski potencijali imaju geometrijsku interpretaciju kao koneksije u diferencijalnoj

geometriji. Samim time one su primjeri diferencijalnih 1-formi s koeficijentima u Liejevoj algebri

baždarske grupe. Čestica koja se giba u polju baždarskog potencijala, dobiva fazu koja je direktno

povezana s tzv. holonomijom baždarskog polja uzduž putanje. Diracova kvantizacija električnog

naboja je zapravo uvjet dobre globalne definiranosti holonomije baždarskog polja. Danas postoji niz

modela u kojima ulogu analognu 1-formi koneksija imaju neke 2-forme ili čak viši analogoni.

Osnovni primjer su Kalb-Ramondova polja („B-field“) u teoriji superstruna i D-brana. Holonomija

uzduž putanja zamijenjena je sličnim veličinama koje odgovaraju paralelnom prijenosu uzduž

površina, radije nego linija. Cilj ovog diplomskog rada je obraditi zorno geometrijsko porijeklo ovih

veličina kao diferencijalnih formi koneksija na višim analogonima sveženjeva ili alternativno kao

paralelnog prijenosa uzduž višedimenzionalnih površina. To je vrlo aktualna tematika u teorijskoj

fizici, a vodeći autori su D. Freed, G. Moore, John Baez i naš suradnik Urs Schreiber.


Mentor: Dr. sc. Jordi Sancho Parramon

Institucija: IRB

Naslov teme: Razlaganje metalnih nanočestica potpomognuto električnim poljem

Sadržaj teme: Diplomski rad koji se ovdje predlaže fokusira se na fenomen procesa razlaganja

potpomognutog električnim poljem, a kroz analizu optičkih mjerenja. Ovaj projekt će se izraditi u

okviru tekućeg istraživanja na Zavodu za laserska i atomska istraživanja i razvoj Instituta RuĎer

Bošković. Cilj je proučiti utjecaj različitih parametara (intenzitet električnog polja, temperatura,

duljina tretmana) na proces razlaganja metalnih nanočestica na površini stakla ili u dielektričnom

tankom filmu. Optička mjerenja koja će se napraviti nakon tretiranja uzorka pokazat će djelomični ili

potpuni nestanak apsorpcije koja je povezana s rezonancijom površinskih plazmona, ukazujući na

djelomično ili potpuno razlaganje metalnih nanočestica. Ovo istraživanje će se provesti za različite

vrste uzoraka, a konačni cilj je povezati proces razlaganja s karakteristikama uzorka. Zadatci koji

treba izvršiti za ovaj diplomski rad uključuju i) izvoĎenje eksperimenata razlaganja potpomognutim

električnim poljem, ii) optička mjerenja uzoraka prije i nakon tretmana korištenjem

spektrofotometrijske i elipsometrijske tehnike, te iii) analizu optičkih mjerenja radi karakterizacije

procesa razlaganja. Predmet rada ove diplomske radnje bi mogao biti uvod u doktorat za

zainteresiranog studenta.


Mentor: Doc.dr.sc. Mario Basletić

Institucija: PMF

Naslov teme: Magnetotransport LAO/STO heterostruktura - magnetootpor

Sadržaj teme: Mjerenjem električnog otpora u magnetskom polju (magnetootpora) otvara

mogućnosti za eksperimentalnu detekciju niza novih svojstava materijala (anizotropija magnetootpora

- različita magnetska ureĎenja; Shubnikov-de Haas oscilacije ? odreĎivanje parametara Fermijeve

plohe nekog materijala, a u odreĎenim slučajevima i sam oblik Fermijeve plohe; gigantski i kolosalni

magnetootpor itd.). PredviĎa se eksperimentalno istraživanje navedenih efekata u LAO/STO

heterostrukturama, u jakim magnetskim poljima do 18T i temperaturnom opsegu od 300mK do 300K.


Mentor : Prof. dr. sc. Vladimir Paar , PMF

Naslov teme: Istraživanje periodičnih i superperiodičnih sekvenci u strukturi genoma

Sadržaj teme: Kompjutorska analiza peridičnosti i superperiodičnosti u sekvenci jednog

kromozoma. Detekcija novih tandemskih i disperznih struktura, istraživanje korelacija i interpretacija

dobivenih rezultata. Metoda: Upoznavanje s osnovama analize sekvencija i Fourierove analize uz

konkretno izvoĎenje kompjutorskih proračuna pomoću kompjutorskog sustava programa GRM koji je

tijekom zadnjih pet godina razvijen na Fizičkom odsjeku.


Mentor: Dr. sc. Slobodan Bosanac

Institucija: IRB

Naslov teme: Atom u elektromagnetskom valu

Sadržaj teme:

Najčešći oblik analize meĎudjelovanja elektromagnetskog vala i atoma ne uključuje i meĎudjelovanja

s jezgrom a zatim kao posljedicu jezgre s elektronima. Detaljnija analiza je od koristi za

razumijevanje ponašanje atoma u laserskim i drugim izvorima elektromagnetskih valova a u svrhu

kontrole gibanja atoma. Analiza bi koristila kvantnu mehaniku s elektromgantskim poljem kao i

klasičnu mehaniku u svrhu razumijevanja pojedinih efekata. Rad je isključivo teorijski.


Mentor: Dr. sc. Slobodan Bosanac

Institucija: IRB

Naslov teme: Kvantni plin

Sadržaj teme:

Pri ultra niskim energijama atoma njihova valna duljina može se mjeriti s dimenzijama “ posude “ u

kojoj su smješteni. Opis takove nakupine atoma mora koristiti metode kvantne mehanike, te se govori

o kvantnom plinu. U radu bi bilo opisano kako manipulirati atome da dodu u stadij kvatnog plina kao

i analizirati njegova svojstva, pogotovo kada se vanjskim elektromagentskim poljem može

kontrolirati stvaranje njegovog osnovnog stanja.


Mentor : Prof. dr. sc. Vladimir Paar

Institucija: PMF

Naslov teme: Analiza jednoliko ubrzanog gibanja pomoću računalne simulacije

Sadržaj teme: Koristeći kompjutorski program "Svemirski brod" s weba ilustrirat će se na

konkretnim primjerima jednoliko akcelerirano gibanje po pravcu (s pozitivnom i negativnom

akceleracijom) tabličnim i grafičkim prikazima. Numeričkom simulacijom izvesti će se formula za

jednoliko ubrzano ili usporeno gibanje. Kompjutorskom simulacijom istražit će se utjecaj sile trenja

na jednoliko akcelerirano gibanje. Razmotriti će se neki primjeri samostalnih učeničkih projekata

pomoću numeričkih simulacija. Taj pristup je namijenjen učenicima 1. razreda gimnazije kao

komplementarni pristup pomoću kompjutorske simulacije. Preporučljivo je da manja grupa

zainteresiranih učenika to izradi kao projektni zadatak i da izlaže u okviru nastave ili kao izbornu

temu. Što se tiče izvoda algebarske formule, dosadašnji pristupi da se do formule doĎe pomoću

eksperimenta ili pomoću teorijskog izvoda sada se egzemplarno može nadopuniti i trećim pristupom:

pomoću kompjutorske simulacije. Na taj način učenici dublje usvajaju gradivo, potiče ih se na rano

familijaziranje s idejom kompjutorskih simulacija i produbljuje se njihov interes za fiziku uporabom

medija za koji imaju razvijeni senzibilitet.

Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i tehnike

Mentor : Dr.sc. Tome Antičić

Institucija: IRB

Naslov teme: Udarni presjeci hiperona na SPS energijama

Sadržaj teme: Hiperoni (lambda, xi i omega i njihove antičestice) su izvrsne probe svojstava

proizvodnje čestica u proton-proton sudarima jer strani kvarkovi nisu prisutni u inicijalnom procesu.

Postoje više modela koji opisuju ove sudarekoji se dramatično razlikuju u proizvodnji hiperona na

SPS energijima na CERNu. Precizni diferencijalni udarni presjeci bi mogli odrediti koji su modeli

točniji i dati dublji uvid u fiziku proton-proton sudara. Ovi presjeci su takoĎer iznimno važni za

kvalitetnu interpretaciju hiperon signala u olovo-olovo sudarima, posebno u vezi mogućeg stvaranja

kvarkovsko-gluonske plazme. NA49 i NA61 eksperimenti na CERNu su prikupili velike količine

podataka izmeĎu ostalog i za tu svrhu, i IRB grupa vodi analizu hiperona u proton-proton i proton-

jezgra sudarima. Diplomski rad bi obuhvaćao dijelove analize tih podataka, i usporeĎivanje sa

simulacijama i modelima, te utvrĎivanje udarnih presjeka.


Mentor : Dr.sc. Alfred Švarc

Institucija: IRB

Naslov teme: Prava priroda Roperove rezonancije

Sadržaj teme: Proučavaju se pobuĎena stanja nukleona. Koriste se metode i formalizmi hadronske

fizike. Pokazuje se da prvo radijalno pobuĎenje nukleona, Roperova rezonancija N(1440), ima

različito ponašanje od većine ostalih dobro poznatih nukleonskih rezonancija. Koristeći Zagrebački

model (više-rezonantni, unitarni i analitički model s vezanim kanalima) možemo precizno detektirati

različitost te rezonancije i pokušati utvrditi jasne kriterije po kojima bismo mogli prepoznati druge

rezonancije sličnih svojstava. U ovom radu odredit ćemo rezonantne parametre Roperove rezonancije

koristeći amplitude raspršenja dobivene u relevantnim svjetskim analizama i provjeriti pretpostavku

da je nepostojanje gole (renormalizirane) mase za Roperovu rezonanciju odgovorno za njezina

neobična svojstva.


Mentor : Dr.sc. Alfred Švarc

Institucija: IRB

Naslov teme: Veza spektra nuleonskih rezonancija i pobuđenih stanja trokvarkovskih sustava

Sadržaj teme: Proučavaju se svojstva pobuĎenih stanja nukleona kombiniranjem formalizama

hadronske fizike i fizike elementarnih čestica. Kako bi se uspješno povezalo eksperimentalno

utvrĎeni spektar nukleonskih rezonancija s teorijskim (QCD) predviĎanjima, potrebno je pronaći

konzistentan skup rezonantnih parametara (masa i širina raspada), te ustvrditi da li postoji korelacija

izmeĎu makroskopskih i mikroskopskih veličina. U ovom radu pokušat ćemo pronaći takovu vezu

analizirajući rezonantne parametre dobivene numeričkim proračunima iz amplituda raspršenja

Zagrebačkog modela.

Studijski smjer: Fizika (istraživački)___________________________________________________

Mentor : Dr.sc. Tonči Tadić

Institucija: IRB

Naslov teme: Kolimiranje ionskog snopa pomodu kapilare

Sadržaj teme: Ionski snopovi MeV-skih energija i mikometarskih presjeka uobičajeno se dobivaju

pomoću akceleratora, uz fokusiranje kompleksnim sustavima magnetskih kvadrupola. Nedavno je

predložen bitno jednostavniji princip, temeljen na prolasku ionskog snopa kroz staklenu kapilaru koja

se sužava sa milimetarske na mikrometarsku širinu. Ovo pojednostavljenje moglo bi povećati opsege

raznih primjena ionskih snopova u istraživanjima materijala. Od posebne važnosti je korištenje

kapilare za prijelaz ionskog snopa iz vakuuma u zrak, umjesto vrlo tankih folija koje se danas koriste.

Pomoću ionskog snopa u zraku može se provesti niz eksperimenata na predmetima kulturno-

povijesne baštine ili na ureĎajima koji su preosjetljivi za rad u vakuumu. Istraživanja procesa

kolimiranja ionskih snopova energija većih od 1 MeV, započeta u protekle dvije godine, ukazuju na

značaj višestrukih raspršenja iona iz snopa na atomima unutarnje stijenke kapilare pod malim

kutovima (multiple small-angle scattering - MS). Taj proces kvari definiranost energije snopa, te

ujedno unosi distorziju prostorne distribucije ionskog snopa. Uz konstrukciju samog sustava s

kapilarom, u sklopu izrade diplomskog rada biti će eksperimentalno provedena istraživanja utjecaja

MS na prostorno i energijsko razlučivanje kolimiranog snopa, u ovisnosti o masi i energiji iona.

TakoĎer, biti će demonstrirano korištenje kolimiranog snopa iona u zraku u eksperimentima

temeljenim na ubrzanim ionima.


Mentor : Dr.sc. Tonči Tadić

Institucija: IRB

Naslov teme: Pulsirani ionski snopovi za mjerenje vremenski ovisnih procesa

Sadržaj teme: Masena spektroskopija sekundarnih iona (SIMS) jedna je od metoda za precizno

odreĎivanja elementalnog sastava materijala. Upotreba primarnih teških iona MeV-skih energija kao

pobude u SIMS eksperimentima (tzv. MeV SIMS) omogućava opažanje molekularnih iona emitiranih

iz ozračavanog materijala. Obzirom da ioni MeV-skih energija predaju svoju energiju uzorku

najvećim dijelom kroz meĎudjelovanja s elektronima, a ne s jezgrama atoma u uzorku, smanjena je

mogućnost raspada molekula, odnosno povećava se mogućnost emisije čitavih ioniziranih molekula

uzorka, umjesto ioniziranih fragmenata molekula ili atoma. MeV SIMS dakle otvara mogućnost

opažanja i mapiranja vrlo teških organskih molekula u organskim i biološkim materijalima npr.

molekula lipida ili holesterola. Za provedbu TOF MeV SIMS eksperimenata pomoću teleskopa za

mjerenje vremena proleta molekularnih iona (Time-of-Flight - TOF), nužno je koristiti pulsirane

snopove primarnih teških iona. Uz konstrukciju samog sustava za pulsiranje primarnog snopa,

u sklopu izrade diplomskog rada biti će eksperimentalno provedena istraživanja utjecaja raspršenja

iona u cijevima akceleratora iona i ionsko optičkih elemenata na kvalitetu, te vremensko i energijsko

razlučivanje pulsiranog snopa, u ovisnosti o masi i energiji iona.


Mentor : Dr.sc. Stjepan Meljanac

Institucija: IRB

Naslov teme: Teorija polja na nekomutativnom prostoru

Sadržaj teme:

Diplomski rad bi trebao sažeto prikazati uvod u teoriju polja s osobitim osvrtom na skalarnu teoriju

polja i baždarske teorije na nekomutativnom prostoru.



Institucija: PMF

Naslov teme: OdreĎivanje radijusa jezgara

Sadržaj teme: Radijus ( R ) lakših jezgara (A<40) se vrlo dobro opisuje formulom R=roA^1/3 .

Tradicionalno, parametar ro se odreĎuje u eksperimentima raspršenja (raspršenja elektrona,neutrona),

iz raspada i slično. U radu bi trebalo prvo diskutirati teorijski okvir a zatim opisati barem dvije

eksperimentalne tehnike. Za usporedbu, izračunao bi se radijus zrcalnih jezgara iz poznatih masa

takovih jezgara,uz korištenje Weizsacker-ove formule (tj. u modelu kapljice).

Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike

Mentor : Dr.sc. Ivančica Bogdanović Radović

Institucija: IRB

Naslov teme: Mjerenja niskih struja snopova iona MeV-skih energija

Sadržaj teme: Jedan od najvažnijih eksperimentalnih parametara kod metoda koje koriste ionske

snopove iz akceleratora, a koji bitno utječe na eksperimentalnu grešku mjerenja, jest mjerenje

vrijednosti struje iona koja dolazi na materijal mete tijekom eksperimenta. Greške mjerenja

osobito su velike kod niskih struja iona, kao što je to slučaj kod ionske mikroprobe gdje se snop

iona MeV-skih energija fokusira na submikrometarske dimenzije. U takvim uvjetima tipične

struje snopa koje stižu na metu u vakuumskoj komori su manje od 10 pA. Direktno mjerenje

struje u kompliciranom eksperimentalnom postavu s nizom detektora na bliskoj udaljenosti od

mete, nedovoljno je pouzdano, a osobito ukoliko se radi o snopu teških iona pri čemu se s

površine mete emitira i velik broj sekundarnih elektrona. Cilj diplomskog rada bilo bi

osmišljavanje i izrada sustava za indirektno mjerenje ionske struje putem mjerenja broja

raspršenih iona s pločice koja rotira i povremeno prekida ionski snop. Zbog ovisnosti

Rutherfordovih udarnih presjeka o energiji iona, rednom broju atoma snopa i atoma mete, a

imajući u vidu granice važenja Rutherfordove teorije, bit će potrebno odabrati pogodan materijal

i debljinu mete, kao i detekcijeki sustav, koji bi omogućio mjerenje čim većeg područja iznosa

struja. Nakon gradnje sustava kao i provedene kalibracije, biti će potrebno ustanoviti pouzdanost

mjerenja struja različitih vrsta iona kao i njihovih energija.


Mentor : Dr.sc. Ivančica Bogdanović Radović

Institucija: IRB

Naslov teme: Mjerenje krivulje pobude za protonima induciranu emisiju γ-zračenja u reakciji 24Mg(p,pγ)24Mg u energijskom području od 1 – 5 MeV

Sadržaj teme: Protonima inducirana emisija gama zračenja (PIGE) jedna je od važnijih analitičkih

metoda za koju se koriste protoni MeVskih energija. Ta je metoda posebno važna za detekciju lakih

elemenata u uzorku kao što su Li, F, Mg ili Na a koji se ne mogu dobro odrediti korištenjem drugih

standardnih nulearnih analitičkih metoda. Poznavanje krivulja pobude za pojedine reakcije od velike

je važnosti za moguću primjenu tih reakcija u analitičke svrhe. U ovom radu mjerila bi se krivulja

pobude za 24Mg koristeći 1369 keV γ liniju i 25Mg koristeći 390 keV γ liniju. Rad je u potpunosti

eksperimentalne prirode i sva mjerenja bila bi napravljena koristeći Tandem Van de Graaff

akcelerator u Laboratoriju za interakcije ionskih snopova na Institutu RuĎer Bošković. Tijekom

izrade ovog diplomskog rada pristupnik će biti u prilici proći kroz sve etape eksperimentalnog rada

od postave eksperimenta, odreĎivanja efikasnosti detektora za detekciju gama zračenja, mjerenja

krivulje pobude te analize dobivenih podataka.

Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike i tehnike

Mentor : Dr.sc. Hrvoje Skenderović

Institucija: IF

Naslov teme: PobuĎivanje i opažanje valnih paketa pomoću ultrakratkih laserskih pulseva

Sadržaj teme: Pri koherentnoj pobudi dva ili više energetskih nivoa u atomu dolazi do generiranja

nestacionarnog stanja koje se opisuje kao linearna kombinacija stacionarnih stanja koju nazivamo

valnim paketom. PobuĎeni atomi predstavljaju oscilirajuće dipole koji pod koherentnom pobudom

zadržavaju stalni fazni odnos. Prestankom pobude, odnosno nakon prolaska laserskog pulsa, atomski

dipoli mijenjaju meĎusobni fazni odnos uslijed spontane emisije i sudara s drugim atomima što

dovodi do raspada valnog paketa. Metodama koherentne spektroskopije pomoću ultrakratkih pulseva

moguće je direktno opažanje valnih paketa i njihove dinamike na kratkoj vremenskoj skali.

U predloženoj temi bi se generirali atomski valni paketi u parama alkalijskih metala pomoću

ultrakratkih pulseva reda veličine 100 fs metodom tranzientne rešetke. Metoda tranzientne rešetke

koristi tri laserska snopa radi generiranja četvrtog snopa, signala, koji je prostorno odvojen. Signal je

uobičajeno na istoj valnoj duljini kao i upadni snopovi. MeĎutim, u ovome radu bi se pokušale

iskoristi rezonantne trofotonske apsorpcije za generiranje visokopobuĎenih atomskih stanja pri čemu

bi signal bio treći harmonik od upadne valne duljine.

Kao rezultat rada očekujemo promatranje dinamike na ultrakratkoj vremenskoj skali i utvrĎivanje

utjecaja raznih parametara na tu dinamiku. Budući je ovo i Doppler-free metoda, moguće je i

precizno odreĎivanje razlika blisko ležećih energetskih nivoa u vremenski razlučivim mjerenjima.


Mentor : Prof.dr.sc. Denis Sunko

Institucija: PMF

Naslov teme: Kvantne tekućine

Sadržaj teme: Tekućne s kojima se svakodnevno susrećmo su u takozvanoj hidrodinamičoj granici,

što meĎu ostalim znači da energija iznosa kT može pobuditi mnoštvo mikroskopskih (kvantnih)

stanja. Raspršenjem meĎu tim stanjima se uvode nova stanja, te se pojavljuje trenje. No postoji i

suprotna granica, u kojoj je pobuĎeno tek jedno ili mali broj kvantnih stanja, a tekućina ipak teče.

Kako ona to uspijeva? Objašnjenja variraju od slučaja do slučaja, a odnose se na niz zanimljivih i

tehnološki važnih stanja materije na niskim temperaturama: supravodljivost, supratekućost helija,

kvantni Hallov učinak, Bose-Einsteinova kondenzacija teških atoma, no i "obični" elektronski plin u

metalima je u stvari kvantna tekućina, koja tek zbog nekih slučajnosti isprva ne izgleda neobično.

Ovo otvara mogućnosti diplomskih radova naizgled različitih usmjerenja, a koje ujedinjava to

svojstvo kvantne mehanike, da veliko mnoštvo čestica može zajedno činiti jedno jedino stanje

gibanja, u kojem nema trenja.

Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike i kemije, prof. fizike, prof. fizike i informatike,


Mentor : Prof.dr.sc. Denis Sunko

Institucija: PMF

Naslov teme: Jake kvantne korelacije

Sadržaj teme: Ponašanje elektrona u mnogim suvremenim tehnološki važnim materijalima se

značajno razlikuje od polazne točke idealnog plina, bio to idealni plin slobodnih čestica (za metale) ili

idealni plin magnetskih momenata (za lokalizirane elektrone u magnetskim materijalima). U

visokotemperaturnim supravodičima, to je posljedica jake kratkodosežne odbojne sile meĎu

elektronima. Drugdje to može biti zbog meĎudjelovanja vodljivih elektrona sa lokaliziranim

kvantnim stanjima. Bitan fizikalni sadržaj ovih problema se može proučavati na pojednostavljenim

modelima, od kojih su neki okrenuti tumačenju odreĎenih mjerenih pojava, a drugi rasvjetljavanju

pojedinih teorijskih ideja. U širokom rasponu poznatih pristupa, koji su svi verificirani u literaturi, a

neki se razvijaju i ovdje na Fizičkom Odsjeku u okviru znanstvenih istraživanja, postoje dobre

mogućnosti prilagoĎavanja razine i usmjerenja diplomskog rada interesima i temperamentu pojedinog studenta.


Mentor : Prof. dr. sc. Denis Sunko

Institucija: PMF

Naslov teme: Klasični kompleksni sustavi

Sadržaj teme: Tekućine s kojima se svakodnevno susrećemo su u takozvanoj hidrodinamičkoj

granici, što meĎu ostalim znači da su njihovi mali dijelovi svaki za sebe u termodinamičkoj ravnoteži,

dok se odstupanja od ravnoteže očituju na velikim udaljenostima i za vremena puno duža, nego je

potrebno da jedna sićušna kapljica doĎe u ravnotežu. No moguć je i suprotan slučaj, u kojem je

gibanje molekula tako ometeno, da se termodinamička ravnoteža ne uspijeva uspostaviti već na

nanometarskim skalama, a neravnotežno stanje traje vrlo dugo. Tada govorimo o kinetičkim staklima.

Pojmovni aparat stečen na ovakvim sustavima ima iznenaĎujuće širok raspon primjena, od polimera u

zubnim ispunama, do prometnih kolapsa. Treba ipak napomenuti da je ova širina ponešto na štetu

dubine, pa svjetskim istraživanjima dominiraju računalne simulacije, većinom na razini koja je

pristupačna i u Zagrebu. Kompleksnost tih simulacija općenito ne nadilazi okvire diplomskog rada, za nekog tko je sklon programiranju.

Studijski smjer: prof. fizike i informatike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike, prof. fizike

Mentor : Doc.dr.sc. Selma Supek

Institucija: PMF

Naslov teme: Proučavanje procesa pažnje neinvazivnim metodama za funkcionalno oslikavanje mozga

Sadržaj teme: Metode za funkcionalno i strukturno oslikavanje mozga kao što su elektro- i

magnetoecefalografija (EEG i MEG) te funkcionalna magnetska rezonancija (fMRI) zajedno sa

strukturnom magnetskom rezonacijom (MRI) omogućuju neinvazivni uvid i praćenje razvojnih

promjena senzorne percepcije i kognitivnih procesa. Cilj je ove teme dati uvid u fizikalne osnove i

eksperimentalna mjerenja jedne od navedenih metoda za funkcionalno oslikavanje mozga i napraviti

pregled istraživanja procesa pažnje kod zdravih i ispitanika sa dijagnosticiranom hiperaktivnošću i

poremećajem pažnje (Attention deficit and hyperactivity disorder - ADHD).

Studijski smjer: prof. fizike i informatike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike, prof. fizike

Mentor : Doc.dr.sc. Maro Cvitan

Institucija: PMF

Naslov teme: Računala kao pomagala u izgradnji fizikalnog zora

Sadržaj teme: Izrada interaktivnih programa za vizualiziranje fizikalnih procesa ili eksperimenata

npr. iz relativnosti, gravitacije, kozmologije ili fizike čestica. Ovo je okvirna tema koja je prikladna

za izradu više diplomskih radova. Primjer rada bi bio proširenje postojećeg programa za

vizualiziranje procesa u sudarivačima čestica.


Mentor : Dr.sc. Vesna Janicki

Institucija: IRB

Naslov teme: OdreĎivanje praga perkolacije i starenje filmova s metalnim otočićima

Sadržaj teme: Metalni filmovi na dielektričnim podlogama započinju rasti u obliku metalnih otočića.

Ovi otočići rastu s povećanjem mase metala nanesenog na podlogu, te se počinju dodirivati, stapati i

povezivati u kontinuiranu mrežu. Takav proces povezivanja se zove perkolacija. Deponiranjem

dodatne mase zatvaraju se i zadnje pore, te film postaje kontinuiran, potpuno prekrivajući podlogu.

Perkolacija čini važan prijelaz u rastu metalnih filmova. Prije perkolacije, dok je film još u fazi

metalnih otočića, optičke karakteristike filma su dominantno vezane uz rezonanciju površinskih

plazmona, tj. gibanje elektrona ograničeno veličinom otočića. Porastom otočića i perkolacijom,

elektroni imaju sve veći slobodni put, te optičke karakteristike sve manje sliče karakteristikama

dielektrika, a sve više onima metala. TakoĎer, vodljivost sloja naglo raste. Zbog velike promjene

dielektrične konstante u ovisnosti o stupnju perkolacije, ovakvi su filmovi izuzetno zanimljivi, na

primjer u kreiranju metamaterijala za izradu superleća gdje se rezolucije pomiče ispod granice

difrakcije.



Institucija: PMF

Naslov teme: Metodička obrada karte atomskih jezgara i nuklearnog masenog reljefa

Sadržaj teme: Prikaz sistematike atomskih jezgara u nuklearnoj karti. Pruga stabilnosti i pojasovi

nestabilnosti. Srednja nukleonska masa u atomskim jezgrama. Nuklearni maseni reljef i nuklearna

dolina. Beta reljefi. Nuklearne reakcije i nuklearni reljef. Energija vezanja atomske jezgre.

Nuklearna fuzija i fisija u nuklearnom reljefu. Alfa i beta radioaktivnost u nuklearnom reljefu. Zorni

prikaz metodičkog modela nuklearnog reljefa.

Studijski smjer: prof. fizike


Institucija: PMF

Naslov teme: Zagrebačka otkrića Stjepana Mohorovičića – pozitronij i Mjesečeva kora

Sadržaj teme: Stjepan Mohorovičić (sin slavnog Andrije Mohorovičića) – svjetski poznat, a nakon 2.

svjetskog rata dugo ignoriran u Hrvatskoj. Diracova teorija antielektrona (pozitrona). Mohorovičićeva

hipoteza pozitronija, vezanog stanja elektrona i pozitrona. Mohorovičićev proračun energetskog

spektra pozitronija. Ideja o pozitroniju na zvijezdama. Eksperimentalna potvrda Mohorovićićeve

hipoteze u SAD. Značenje pozitronija za istraživanje strukture tvari. Originalna metoda Stjepana

Mohorovičića za proračun potresa i primjena na južnonjemački potres. Mohorovičićevi astronomski

radovi i hipoteza o Mjesečevoj kori. Eksperimentalna potvrde Mohorovičićeve hipoteze o Mjesečevoj

kori tijekom projekta Apolo. Svjetsko priznanavanje Stjepana Mohorovičića i ignoriranje u

Hrvatskoj.


Mentor : Prof.dr.sc. Darko Androić

Institucija: PMF

Naslov teme: Računalne mreže, mrežni protokoli i aspekti korištenja modernih mrežnih tehnologija u edukativnom sektoru

Sadržaj teme: Moderne računalne mreže dizajnirane su da bi osigurale maksimalnu fleksibilnost

korisničkih sučelja, visoke performanse i potencijalno široku pokrivenost. Iako se suvremeni mrežni

protokoli uglavnom bave ekonomskim aspektima realiziranih mreža, moderna postignuća imaju svoju

primjenjivost i u edukativnom sektoru. Sve veća prisutnost i korištenje računala u nastavi naša je

svakodnevnica. Kvalitetno umrežena računala predstavljaju dodatnu dimenziju edukativne sheme s

obzirom na nove mogućnosti primjene koje se nude u obrazovnom procesu.

Buduće generacije nastavnika informatike morat će se suočiti i s ovom činjenicom. Današnje težište

nastave informatike bazirano na podučavanju za korištenje programskih paketa na samostojećem

računalu sve više će ustupati mjesto esencijalno globalnim aspektima računalnih servisa u tzv.

računalnom oblaku. Ovom generičkom temom nastojat će se kroz niz diplomskih radova osvijetliti

krucijalni momenti modernih mrežnih tehnologija, kako s teorijskog tako i s praktičnog aspekta.

Studijski smjer: prof. fizike i informatike, prof. fizike i tehnike

Mentor : doc. dr. sc. Selma Supek

Institucija: PMF

Naslov teme: Neinvazivno lokaliziranje epileptičkih žarišta magnetoencefalografijom

Sadržaj teme: Magnetoencefalografija (MEG) je neinvazivna, nekontaktna metoda koja mjeri

ekstremno slaba neuromagnetska polja (reda veličine 100 fT) iznad glave koja su uzrokovana

spontanom ili evociranom aktivnošću mozga. Izmjerena neuromagnetska polja omogućuju direktno

praćenje i lokaliziranje neuronske aktivnosti milisekundnom vremenskom rezolucijom. Prostorna

rezolucija ove metode je kompleksna funkcija mjernih uvjeta i modelskih pretpostavki budući da

lokaliziranje neuronske aktivnosti zahtijeva rješavanje nejednoznačnog biomagnetskog inverznog

problema. Brojne su primjene MEG-a u bazičnim i kliničkim ispitivanjima (epilepsija,

predoperativno funkcionalno mapiranje, fetalni MEG, itd.) budući da nema nikakvih ograničenja

glede višestrukih i učestalih mjerenja. Cilj je ove teme dati uvid u mjerenja, prikaz i analizu

magnetoecefalografskih podataka, te omogućiti pregled primjena i prednosti MEGa u lokaliziranju epileptičkih žarišta.

Studijski smjer: dipl. inž. fizike (teorijski i eksperimentalni), prof. fizike i informatike

Mentor : dr. sc. Tatjana Šuša

Institucija: IRB

Naslov teme: Kozmičke zrake visokih energija

Sadržaj teme: Gotovo stotinu godina nakon otkrića, kozmičke zrake još uvijek su predmet intenzivnog teorijskog i eksperimentalnog istraživanja zbog niza otvorenih pitanja.

Za kozmičke zrake iznimno visokih enegija (UHECR od engl. Ultra High Energy Cosmic Rays), E > 10^18 eV, nije poznat točan sastav kao ni mjesto nastanka i mehanizam ubrzavanja.

Cilj rada je prikazati metode mjerenja UHECR-a, posebice metode odreĎivanje sastava kozmičkih

zraka, dati pregled eksperimentalnih rezultata i otvorenih pitanja, te naznačiti buduće pravce

istraživanja

Studijski smjer: dipl. inž. fizike (eksperimentalni), prof. fizike

Mentor : dr. sc. Vito Despoja

Institucija: PMF

Naslov teme: Kompjuterska simulacija elektronske strukture u nanostrukturama

Sadržaj teme: Uporabom jednostavnog programskog paketa koji koristi metodu razvoja po ravnim

valovima (tzv. Plane Wave Based Methods) student rješava problem elektronske strukture u kristalu

reducirane dimenzionalnosti. Zadaća studenta prvo bi bila da se upozna sa softwareom rada

programa, a zatim i fizikalnim teorijama (poput teorije funkcionala gustoće ili teorije pseudo

potencijala) koje su implementirane u programu. Potom student program primjenjuje na rješavanje

elektronske strukture (elektronske valne funkcije i vrpce) za neke jednostavnije sisteme, primjerice grafen ili površine plemenitih metala.


Mentor : dr. sc. Damir Aumiler

Institucija: IF

Naslov teme: Primjena fluorescentne korelacijske spektroskopije u istraživanju molekularne dinamike

Sadržaj teme: Konfokalna laserska mikroskopija kao eksperimentalna metoda ima izrazito široko

područje primjene u znanosti – od fizike (kvantne informacije), preko kemije (fotoizomerizacija,

singlet-triplet miješanje), do biologije (hibridizacija i fragmentacija DNA, protein-protein

meĎudjelovanje). Uz upotrebu ultrakratkih laserskih pulseva za pobudu molekula u uzorku, te

upotrebom tehnike vremenski koreliranog brojanja fotona (time-correlated single photon counting,

TCSPC), moguće je visokoj prostornoj razlučivosti konfokalnog mikroskopa pridodati i fizikalnu informaciju o vremenskoj dinamici promatranog sustava.

U sklopu diplomskog rada student će se imati prilike upoznati s osnovnim principom rada

konfokalnog laserskog mikroskopa, te primjeni TCSPC tehnike za mjerenje fluktuacija intenziteta

fluorescencije iz mikroskopskog detekcijskog volumena uzorka, tj. primjeni tehnike fluorescentne

korelacijske spektroskopije (fluorescence correlation spectroscopy, FCS). U sklopu rada provest će se

testna FCS mjerenja Cy5 molekula u vodenoj otopini, te analiza i interpretacija pripadajućih fluorescentnih korelacijskih krivulja upotrebom fizikalnih modela pobuĎenja molekula.


Mentor : dr. sc. Dario Hrupec

Institucija: IRB

Naslov teme: Vizualizacija pljuskova kozmičkih čestica u atmosferi iz perspektive Čerenkovljevih teleskopa

Sadržaj teme: Visokoenergijske kozmičke gama-zrake i kozmičke zrake (uglavnom protoni) upadom

u Zemljinu atmosferu izazivaju ogromne pljuskove sekundarnih čestica. Mala, ali opaziva, razlika u

pljuskovima iniciranim hadronom i pljuskovima iniciranim gama-zrakom omogućuje gama-hadron

separaciju koja je zapravo ključ visokoenergijske gama-astronomije. Detaljni program za simulaciju

tih pljuskova, CORSIKA (http://www-ik.fzk.de/corsika/), sadrži izvrstan alat za vizualizaciju koji

nam pokazuje prostornu raspodjelu tragova sekundarnih čestica od trenutka njihovog stvaranja do

raspada ili do reakcije s atomima u zraku. Takva slika pljuska nije jako korisna u gama-astronomiji

Čerenkovljevim teleskopima jer ne odražava sliku pljuska kako ga vide takvi teleskopi. U slučaju

Čerenkovljevih teleskopa, važne su samo one čestice u pljusku koje proizvode Čerenkovljevo zračenje, a to su nabijene čestice koje se kroz zrak gibaju brže od svjetlosti.

Od studenta se očekuje da modificira postojeći kod za vizualizaciju tako da budu primjeren

Čerenkovljevim teleskopima. To se prvenstveno odnosi na prag emisije Čerenkovljevog zračenja za

elektrone i mione, koji ovisi o indeksu loma koji se pak mijenja s visinom. Cilj je napraviti alat za

bolje razumijevanje pljuskova koji stvaraju slike u kameri Čerenkovljevih teleskopa što je važno za

razvoj naprednih metoda gama-hadron separacije. Modificirani bi se kod uključio u službenu verziju

softverskog paketa CORSIKA. Da bi se napravio rad, student treba razumjeti osnove procesa koji se

dogaĎaju kad visokoenergijski proton ili gama-zraka upadne u atmosferu, osnove fizike pljuskova

čestica u atmosferi i Čerenkovljevog zračenja. TakoĎer je potrebno poznavanje osnova

programiranja. Većinu potrebnih znanja i vještina, student/ica je već je svladao/la tijekom redovnog

studija kroz predmete Fizika elementarnih čestica, Eksperimentalne metode moderne fizike te Računarstvo i praktikum, što omogućava izradu rada u primjerenom roku.

Studijski smjer: dipl. inž. fizike – eksperimentalni smjer

Mentor : dr. sc. Gorjana Jerbić-Zorc

Institucija: PMF

Naslov teme: Radon - osobine i mjerenje

Sadržaj teme: PredviĎeno je da se u radu obradi nastanak radona kao radioaktivnog elementa u

prirodi, opišu njegove osobine, širenje, utjecaj na okolinu i metode mjerenja. Za ilustraciju biti će načinjena mjerenja radona u zgradi Fizike (okolina, zgrada po katovima, podrum...)

Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike

Mentor : prof. dr. sc. Hrvoje Buljan

Institucija: PMF

Naslov teme: Kompleksne mreže nekih optičkih, atomskih i molekularnih sustava

Sadržaj teme: U temi se rješava kvantnomehanički i odgovarajući klasičnomehanički problem koji

opisuje neke optičke, atomske ili molekularne sustave. Radi se o sustavima koji se mogu

okarakterizirati kao mreže s odreĎenim stupnjem povezanosti i kompleksnosti. Proučavati će se

spektri, svojstvena stanja te dinamika na tim mrežama.

Studijski smjer: dipl. inž. fizike - teorijski smjer

Mentor : dr. sc. Vito Despoja

Institucija: PMF

Naslov teme: Istraživanje površinskih elektronskih stanja na površini srebra Ag(111) upotrebom ab

initio metode.

Sadržaj teme: Student primjenjuje programski paket QuantumEspresso, koji koristi ab initio metodu

i razvoj po ravnim valovima, na rješavanje problema elektronske strukture na površini srebra. Cilj

diplomskog rada jest da se stečena znanja iz kvantne fizike, fizike čvrstog stanja i informatike ujedine

i usmjere na rješavanje konkretne fizikalne situacije. Na taj način student stječe znanja kako se

numerički rješava relističniji fizikalni problem, tj. putem se npr. susreće sa problemom definicije

kristalne rešetke, jedinične ćelije (superćelije), sa problemom razumjevanja kristalnog potencijala

(pseudopotencijala), sa fourijerovom analizom elektronskih valnih funkcija u kristalu, sa simetrijom elektronskih stanja te elektronskim vrpcama.


Mentor : prof. dr. sc. Srećko Lončarić

Institucija: KBC Rebro

Naslov teme: Parametri kvalitete rada scintilacijske gama kamere i njihova kontrola – QC („Quality Control“)

Sadržaj teme: Scintilacijska gama kamera najvažniji je dijagnostički instrument nuklearne medicine.

Za dobivanje optimalnih i pouzdanih kliničkih slika vrlo je važna kontrola kvalitete rada instrumenta

(QC). U slikama ne smije biti nepravilnosti ili artefakata. Eventualno postupno opadanje kvalitete

slike teško je uočiti na kliničkim slikama zbog velike varijabilnosti u populaciji pacijenata. Stoga je

potrebno instrument redovito kontrolirati nizom relativno jednostavnih postupaka i mjerenja test

objekata (radioaktivnih izvora i fantoma). Tijekom izrade diplomskog rada kandidat će se upoznati s

radom gama kamere, QC pojmovima i postupcima za planarne i tomografske kamere, sudjelovati u

praktičnim mjerenjima, te u interpretaciji dobivenih rezultata.

Studijski smjer: dipl. inž. fizike – eksperimentalni smjer, dipl. inž. fizike teorijski smjer

Mentor : prof. dr. sc. Vladimir Paar

Institucija: PMF

Naslov teme: Zračenje crnog tijela

Sadržaj teme: Eksperimentalni rezultati za zračenje tijela na temperaturi T. Wienov i Stefanov

zakon. Crno tijelo kao model za zračenje tijela na odreĎenoj temperaturi. Spektar zračenja crnog tijela

i stvarnih fizikalnih objekata. Rayleigh-Jeansov zakon za zračenje crnog tijela u klasičnoj fizici.

Ultraljubičasta katastrofa. Planckov izvod zračenja crnog tijela u šupljini s uvoĎenjem kvantizacije

elektromagnetske energije i posljedični orijelaz s inegrala na zbroj površina pravokutnika.

OdreĎivanje Planckove konstante fitovanjem Planckove formule na eksperimentalni spektar

zagrijanih tijela. Izvod Wienovog i Stefanovog zakona iz Planckove formule. Primjena Planckovog

zakona za odreĎivanje temperature tijela s kojeg dolazi elektromagnetsko zračenje. Temperature površine zvijezda. Primjer metodičke obrade zračenja crnog tijela u školskoj nastavi.



Institucija: PMF

Naslov teme: Ogib i interferencija elektromagnetskog zračenja i elektronskog snopa

Sadržaj teme: Mehanički model ogiba i interferencija valova na površini vode. Ogib svjetlosti pri

prolazu kroz usku pukotinu. Ogib svjetlosti pri padanju na ravni glatki rub prepreke. Interferencija

svjelosti na dvije pukotine. Formule za širinu ogibnih i interferentnih pruga. Ogib snopa elektrona na

ravnom rubu kristala. Opisati kako se na temelju rezultata pokusa za ogib eletrona može odrediti

formula koja povezuje valnu duljinu elektrona i količinu gibanja elektrona (de Broglieva relacija).

Dobivanje de Boglieve relacije za fotone u okviru teorije relativnosti i generalizacija za elektrone. Na

temelju modela stojnih valova elektrona izvesti Bohrovu formulu za energije elektrona u vodikovom atomu. Diskutirati analogiju valnog ponašanja elektromagnetskog zračenja i snopa elektrona.

Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i tehnike


Institucija: PMF

Naslov teme: Fizika fluida i krvotok

Sadržaj teme: Bernoullijeva jednadžba. Viskoznost i Poiseuilleov zakon. Turbulentno strujanje

fluida. Cirkulacija krvi. Krvni tlak. Kontrola strujanja krvi. Kardiomiopatija.Energetika strujanja

krvi.Turbulencija strujanja krvi. Arterioskleroza i strujanje krvi. Snaga koju daje srce. Mjerenje

krvnog tlaka. Pad tlaka u aorti i arteriji. Arterijski krvni tlak u glavi pri srajanju. Balistokardiograf. Izmjena kisika i ugljikovog dioksida u krvi u plućima.


Mentor : doc. dr. sc. Maro Cvitan

Institucija: PMF

Naslov teme: Unruhov i Hawkingov efekt

Sadržaj teme: Kvantna teorija polja kaže da će termometar koji se ubrzava u vakuumu pokazivati

temperaturu proporcionalnu akceleraciji. To se naziva Unruhov efekt. Sličan efekt u zakrivljenom

prostoru gdje postoji crna rupa naziva se Hawkingov efekt. Cilj rada je proučiti izvode tih efekata, kao i njihov trenutni status u literaturi.

Studijski smjer: Diplomirani inženjer fizike - teorijski smjer

Documents

Prijedlozi tema za diplomske radove u 2011.Sam semiklasični razvoj u više dimenzija, za razliku od 1-dimenzionalne WKB metode, takoĎer treba bolje razumijevanje Maslovljevog indeksa