Prijedlozi tema za diplomske radove za bolonjske studente ... · Diplomski rad bi se radio u Laboratoriju za molekulsku fiziku Zavoda za fiziku materijala, IRB, koji raspolaţe sa

Prijedlozi tema za diplomske radove za bolonjske

studente 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

baţdarne teorije. b. Integrali na nivou jedne petlje u d-dimenzijskom prostoru. Dimenzijska

regularizacija UV i IR divergencija. c. Nalaţenje 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 jednadţbi (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 (istraţivački)

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, baţdarna 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 : Dr.sc. Ivica Aviani

Naslov teme: Metodička obrada gibanja analizom video zapisa

Institucija: IF

Sadržaj teme: Tema diplomskog rada ima za cilj razvoj nastavnih metoda koje fokusiraju nastavni

proces na učenika i njegovo razumijevanje gibanja, te na pribliţavanje fizike učeniku na interaktivan,

atraktivan i njemu razumljiv način. Opis gibanja spada u temelje fizike, ali je za učenike sloţen i

apstraktan zbog niza zadataka koje moraju savladati. Novi „open-source“ program za video analizu

gibanja [1] omogućava izvoĎenje svih potrebnih zadataka. Uz snimanje gibanja, odabir koordinatnog

sustava, baţdarenje, mjerenje, omogućeno je istodobno praćenje gibanja na filmu i odgovarajuće

točke na grafu funkcije koja opisuje to gibanje, čime se gibanje zorno povezuje s njegovim

matematičkim i grafičkim opisom. Planiramo snimanje vlastitih pokusa, metodičku obradu video

materijala, izradu pripadnih modela gibanja i provjeru učinkovitosti ovih metoda u nastavi.

[1] D.Brown et al., Innovative Uses of Video Analysis, Phys. Teach. 47, 145 (2009)

Studijski smjer: prof. fizike i informatike

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 opaţanja, 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 moţe 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

istraţivanja 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 (istraţivački), prof. fizike i informatike


Institucija: PMF

Naslov teme: Mjerenje vremena ţivota 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

sluţi za ispitivanje temeljnih postavki kvantne elektrodinamike, no i u primjenama kod istraţivanja

nekih svojstva materijala. I danas je to aktivno područje istraţivanja s ambicioznim ciljevima

realizacije gama lasera, novih izvora energije ili pronalaţenja 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 ţivota 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: Prof.dr.sc. Damir Bosnar

Institucija: PMF

Naslov teme: Distribucija gama zraka kod raspada orto-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

sluţi za ispitivanje temeljnih postavki kvantne elektrodinamike, a i u primjenama kod istraţivanja

nekih svojstva materijala. I danas je to aktivno područje istraţivanja s ambicioznim ciljevima

realizacije gama lasera, novih izvora energije ili pronalaţenja novih prostornih dimenzija i fizike

izvan standardnog modela, ali i nekih novih primjena u medicini

i istraţivanjima materijala. U diplomskom će se proučiti anihilacija orto-pozitronija, upotrijebiti i po

potrebi dodatno razviti simulacija za odreĎivanje distribucije gama zraka kod njegova raspada te će se

odrediti moguće geometrije za mjerenje te distribucije postojećim detektorskim sustavom od 48 BaF2

detektora.

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

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 jednadţbe 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 (istraţivački),

Mentor : Dr.sc. Mile Ivanda

Institucija: IRB

Naslov teme: SFERNE AKUSTIČKE VIBRACIJE ZrO2 NANOČESTICA DOPIRANIH

TITANOM

Sadržaj teme: Uzorci ZrO2 dopirani različitim koncentracijama titana će biti sintetizirani sol – gel

metodom u Zavodu za kemiju materijala Instituta «RuĎer Bošković». Proučavati će se utjecaj

dopiranja i temperature na vibracijska i strukturna svojstva nanočestica. Metode koje će se koristiti

pri analizi su Ramanova spektroskopija, raspršenje x-zraka pod malim kutem (SAXS) i

visokorezolucijska elektronska mikroskopija (HRTEM). Poseban naglasak će biti na primjenu

Ramanove spektroskopije, gdje će biti razvijen teorijski model sfernih vibracija nanočestica. Rezultati

modela će biti primjenjeni na objašnjenje opaţenih sfernih vibracijskih modove nanočestica amorfne i

kristalne faze ZrO2-CuO (ZC), te će biti usporeĎeni s komplementarnim rezultatima dobivenim

SAXS-om i HRTEM-om. Diplomski rad bi se radio u Laboratoriju za molekulsku fiziku Zavoda za

fiziku materijala, IRB, koji raspolaţe sa svom potrebnom opremom za njegovu izradu.


Mentor : Dr.sc. Ivan Kupčić

Institucija: PMF

Naslov teme: Karakterizacija grafenskih uzoraka pomoću ramanske spektroskopije

Sadržaj teme: Ramanska spektroskopija je jedna od najvaţnijih 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 poloţaj 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 najvaţnijih 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 istraţiti najvaţnije anomalije

vezane uz signal D moda u grafenu. Račun se temelji na formalizmu jednadţbi 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 moţemo tu pojavu teorijski razmatrati, a stehiometrijski uzorci iz

klase visokotemperaturnih supravodiča su najvaţniji sustavi koji se eksperimentalno istraţuju.

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 jednadţbe 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 jednadţbu 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 vaţna.


Mentor : Prof.dr. sc. Matko Milin

Institucija: PMF

Naslov teme: Rotacija krutog tijela u računalnoj animaciji

Sadržaj teme: Programski paket "POVRAY" (od engl. Persistence of Vision Raytracer") vrlo je

sofisticiran besplatan alat za računalno dizajniranje slike kao niza objekata u trodimenzionalnom

prostoru. Unutar paketa se jednostavnim programskim kodom definiraju poloţaji objekata, izvora i

kamere, na osnovu čega se konačna slika računa poštujući zakone geometrijske optike. Zbog svoje

egzaktnosti, POVRAY se moţe koristiti za ilustraciju osnovnih fizičkih zakona.

U okviru diplomskog rada izradio bi se niz rutina za vizualizaciju i animaciju sudara krutih tijela.

Naglasak bi se stavio na rotaciju tijela i zakon sačuvanja momenta količine gibanja - rutine bi

sadrţavale egzaktan račun kojim bi se isti implementirao u konačnu animaciju, koja bi kao takva

mogla posluţiti kao vrijedna pomoć u srednješkolskoj nastavi.


Mentor: Dr.sc. Branko Gumhalter

Institucija: IF

Naslov teme: Neki egzaktno rješivi modeli raspršenja kvazi-dvodimenzionalnih elektrona na

nečistoćama i njihova primjena na dvo-fotonsku fotoemisiju iz površinskih vrpci

Sadržaj teme: Eksperimentima dvo-fotonske fotoemisije (2PPE) mjereni su udarni presjeci

raspršenja elektrona pubudjenih u neokupirane kvazi-dvodimenzionalne površinske vrpce. U suradnji

s eksperimentalnom grupom koja je izvela eksperiment dali smo teorijsku interpretaciju neadijabatske

elektronske dinamike karakteristične za tu eksperimentalnu situaciju i dodatno izračunali udarne

presjeke raspršenja pobudjenih elektrona na niskoj koncentraciji adsorbiranih atoma koje smo u

modelu opisali kao nasumično rasporedjene statičke nečistoce (objavljeno u članku: B. Gumhalter, A.

Šiber, H. Buljan, Th. Fauster, Phys. Rev. B 78, 155410 (2008) ). Interakcija elektrona s nečistoćama

opisana je dipolnim potencijalom i izračunata je vlastita energija elektrona linearno proporcionalna s

niskom koncentracijom nečistoća. To je reproduciralo dobre veličine udarnog presjeka na energijama

tipičnim za površinske vrpce zrcalnog potencijala, osim na samom dnu vrpce, t.j. u infracrvenom

limesu kvazičestičnih energija.

Predlaţe se rafiniranje računa udarnog presjeka putem renormalizacije elektronskih propagatora u

infracrvenom području tako da se uračunaju vodeći uzastopni procesi proporcionalni svim

potencijama pseudopotencijala nečistoća. Preliminarna razmatranja pokazuju da bi se time dobio

očekivani efekt renormalizacije udarnog presjeka u suglasnosti s eksperimentom. U računu

renormalizacije koristili bi se pseudopotencijali koji omogućuju egzaktno rješenje problema do na

kvadrature.


Mentor : Prof.dr.sc. Matko Milin

Institucija: PMF

Naslov teme: Ispitivanje efikasnosti modernih silicijskih detektora za mjerenja u nuklearnoj fizici

Sadržaj teme: Vrlo segmentirani silicijski detektori velikih površina (tipično 50 x 50 mm2) postali su

standardom u nuklearnoj fizici u posljednjem desetljeću. MeĎu njima se kvalitetom izdvajaju strip-

detektori s aktivnim slojevima na obje površine (i prednjoj i straţnjoj) - tzv. DSSSD-detektori (od

engl. Double Sided Silicon Strip Detectors). Iako su ti detektori postali najzastupljeniji u modernoj

nuklearnoj fizici na niskim i srednjim energijama, ovisnost njihove efikasnosti detekcije na vrstu i

energiju upadnih nabijenih čestica još uvijek nije posve ispitana. Problem je prvenstveno u mrtvim

područjima na detektoru koja odvajaju pojedine trake, a kojih na jednom strip-detektoru ima tipično

10-15. Danas se zna da je neaktivna površina detektora veća od geometrijske površine mrtvih

područja, te da uzrokuje pad efikasnosti detekcije na nekih 75-85%; zna se i to da je ta efikasnost

bitno ovisna o energiji, masi i naboju upadnih čestica, ali još se ne znaju detalji te ovisnosti. Isti su

nuţni za precizno odreĎivanje kutnih raspodjela, kutnih korelacija i svih ostalih pojava u nuklearnoj

fizici kod kojih je vaţna apsolutna efikasnost detekcije.

U okviru diplomskog rada izmjerit će se odziv jednog DSSSD-detektora na upadne jezgre 16O i 6Li

različitih energija. Mjerenja će biti vršena i detekcijom snopa vrlo malenog intenziteta direktno iz

ubrzivača Tandem Van de Graaff, i detekcijom rutherfordski raspršenog snopa (velikog intenziteta)

na straţnjim kutovima. Analiza dobivenih podataka izvršit će se pomoću programskog paketa ROOT.

Diplomand će sudjelovati u svim fazama pripreme, mjerenja i analize tipičnog eksperimenta u

nuklearnoj fizici na niskim energijama.


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 istraţivanja 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 mreţi 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 moţe 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

istraţivanje potencijalno novih pojava u raspršenju elektrona na nestabilnim nuklearnim sustavima,

odnosno istraţivanje 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

Sadrţaj 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 vaţnu 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 vaţnu ulogu u

procesima od značaja za astrofiziku. U okviru ove teme predviĎeno je teorijsko istraţivanje 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. Istraţivanja 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 raspolaţe 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: Fizika dijagnostičkih i terapijskih sustava u medicini

Sadržaj teme: U okviru ove teme predviĎena je obrada fizikalnih principa niza dijagnostičkih i

terapijskih sustava koji se primijenjuju u medicini. Polazeći od osnovnih pojmova nuklearne fizike,

što uključuje radioaktivnost atomskih jezgara, planirana je obrada radioaktivnosti, dozimetrije

zračenja i učinka zračenja na biološke sustave. Tema uključuje i obradu fizikalnih principa

dijagnostičke nuklearne medicine (metode i radiofarmaceutici za oslikavanje radioizotopima,

fotonska i pozitronska emisijska tomografija), i dijagnostičke radiologije (proizvodnja i svojstva

Rendgenskog zračenja, primjena Rendgenskog zračenja u oslikavanju, oslikavanje nuklearnom

magnetskom rezonancijom). Konačno, bit će obraĎeni fizikalni principi terapijske nuklearne

medicine, što uključuje meĎudjelovanje zračenja i materije i modeliranje odziva materije za odreĎenu

dozu u tretmanu zračenjem. Ova tema je prikladna za izradu više diplomskih radova. Više informacija

na www.phy.hr/~npaar.

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

_________________________________________________________________________________




Institucija: PMF

Naslov teme: Primjena metoda paralelnog računarstva na klaster i grid sustavima

Sadržaj teme: Ova tema uključuje razvoj modernih metoda paralelnog računarstva u okruţenju

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 raspolaţe 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.



Institucija: PMF

Naslov teme: MeĎudjelovanje neutrina s atomskim jezgrama u zvijezdama

Sadržaj teme: PredviĎeno je istraţivanje 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 istraţeni 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

istraţeni kao funkcija energije ulaznih neutrina, s posebnim osvrtom na evoluciju udarnih presjeka sa

povećanjem temperature u rasponu karakterističnom za okruţenje 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: Prof.dr.sc. Miroslav Poţek

Institucija: PMF

Naslov teme: Istraţivanje sol-gel prijelaza difuzijskim NMR-om

Sadržaj teme: Reverzibilni sol-gel prijelazi pojavljuju se u različitim makromolekulskim sustavima

što njihovo razumijevanje čini vaţnim i za fundamentalne znanosti i u primjenama, no zbog velike

raznolikosti mikroskopskih mehanizama prijelaza još ne postoji jedinstven model reverzibilnog

geliranja. Zbog mogućnosti direktnog odreĎivanja difuzijskih koeficijenata u tekućem i gel-stanju

NMR s gradijentom polja (difuzijski NMR) spada meĎu najprikladnije tehnike za proučavanje

geliranja; precizna mjerenja koeficijenata difuzije u ovisnosti o temperaturi i koncentraciji gelatora trebala bi pruţiti novi uvid u univerzalna svojstva sol-gel prijelaza.

Diplomski rad uključivat će modifikaciju postojeće probe ugraĎivanjem sustava gradijentnih

zavojnica i izradu pripadne elektronike za upotrebu s postojećim NMR spektrometrom na Fizičkom

odsjeku te mjerenja koeficijenata difuzije za nekoliko reprezentativnih gelatora. Ta mjerenja će biti

usporeĎena s postojećim rezultatima drugih tehnika (dielektrična spektroskopija, reologija, optičke

spektroskopije, kalorimetrija) da bi se dobila što cjelovitija slika sol-gel prijelaza, te njegov opis u kontekstu neke od ustanovljenih klasa univerzalnosti.


Mentor : Dr.sc. Antonio Šiber

Institucija: IF

Naslov teme: Istraţivanje kaustike metodom praćenja svjetlosnih zraka i usporedba s eksperimentom

Sadržaj teme: Kaustika je envelopa reflektiranih ili refraktiranih zraka svjetlosti projicirana na neku

površinu. Tipičan primjer kaustike je „otisak“ koji svjetlost ostavlja na stolu nakon prolaska kroz čašu

ispunjenu vodom ili dinamika fokusirane svjetlosti na dnu morskog plićaka. Ovo je kaustika u

refraktiranoj, prolaznoj svjetlosti. Kaustika u reflektiranoj svjetlosti moţe se vidjeti npr. u

unutrašnjosti metalnog prstena postavljenog na podlogu kad je izvor svjetlosti u povoljnom poloţaju

za nastanak kaustike. Kaustika predstavlja snaţno lokalno pojačanje intenziteta svjetlosti, a moţe ju

se pribliţno shvatiti i kao „razmrljani“ fokus optičkog elementa. Točan izgled kaustike ovisi o obliku

trodimenzionalnog optičkog elemenata te njegovom poloţaju s obzirom na izvor svjetlosti i podlogu

na koju se kaustika projicira.

Cilj diplomskog rada je objasniti fiziku/optiku koja stoji iza pojave kaustike te simulirati

pojavu kaustike u okviru računalnog programa za simulaciju optike metodom praćenja svjetlosnih

zraka (tzv. raytracing), PovRay. Program je slobodno dostupan i vrlo pogodan za primjene u

matematici i fizici jer se geometrijska i fizikalna svojstva optičkog sustava kodiraju/programiraju. U

svijetu računalne grafike, metoda praćenja svjetlosnih zraka se koristi u izradi vjernih foto-realističnih

simulacija te izrada slika u kojima su fizikalni zakoni refleksije i refrakcije svjetlosti ispoštovani i

suštinski vaţni za vjerodostojnost prikaza. Tako moderni raytracing programski paketi/jezici postaju

virtualni fizikalni laboratoriji i omogućuju vjernu simulaciju različitih pojava vezanih uz prostiranje

svjetlosti i njeno meĎudjelovanje s (makroskopskom) okolinom.

Za odabrane primjere kaustike provest će se i odgovarajući eksperimenti te će se

numerički/raytracing rezultati usporediti s eksperimentom.

DODATNE INFORMACIJE: Primjenu fizikalnih zakonitosti za izradu slike metodom praćenja

svjetlosnih zraka te pojavu kaustičkih efekata moguće je pogledati na web stranicama predlagatelja,

pogotovo na primjerima uzburkane mase vode u mračnoj morskoj spilji

(http://asiber.ifs.hr/spilja.html) te propagacije svjetlosti kroz kompleksnu leću (čašu ispunjenu vinom

u slici na http://asiber.ifs.hr/trifaccia.html ). Diplomski rad prof. Kristijana Kunšteka koji se takoĎer

bavio specifičnom primjenom ray-tracinga u fizici moţe se vidjeti na

http://asiber.ifs.hr/diplomski_kunstek.html .

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

http://asiber.ifs.hr/spilja.html

http://asiber.ifs.hr/trifaccia.html

http://asiber.ifs.hr/diplomski_kunstek.html

Mentor : Dr.sc. Antonio Šiber

Institucija: IF

Naslov teme: Elementi teorije stohastičkih procesa u biofizici i ekonofizici

Sadržaj teme: Elementi teorije stohastičkih procesa susreću se u okviru studija istraţivačke fizike u

statističkoj fizici, najčešće kao premosnica od analize mikroskopskih pojava do formulacije

makroskopskih veličina koje opisuju termodinamičke sustave. Tipičan i moţda najelementarniji

primjer je Einsteinov izvod koeficijenta difuzije iz analize Brownovog gibanja. Cilj ovog diplomskog

rada je izdvojiti neovisne teorijske elemente koji stoje iza ovakvih pristupa i tako uočiti načine i

primjene njihovih poopćenja. Specifična poopćenja kinetičkih teorija prikazat će se kroz jezgroviti i

fizikalno motivirani prikaz teorije slučajnih varijabli, central limit teorema, autokorelacijskih

funkcija, te općenitih stohastičkih procesa s naglaskom na poopćeno Brownovo gibanje.

U kontekstu biofizičkih primjena razmotrit će se Brownovo gibanje u vanjskom polju i

uporaba dobivenih rezultata na opis sedimentacije te difuzije u električnim i kemijskim gradijentima.

Osim ovih procesa koji se odvijaju na prostorno-vremenskoj skali, razmotrit će se i opis polimera kao

isključivo prostornog, konfiguracijskog predstavnika stohastičkog procesa. Prikazat će se teorijski

opis polimera kao nasumičnog ili usmjerenog nasumičnog hoda, proračunati njegova duljina

perzistencije, pogotovo u kontekstu polu-fleksibilnih bio-polimera.

U kontekstu ekonomije i ekonofizike, prikazat će se elementarne i fizikalno motivirane

primjene teorije stohastičkih procesa. Cilj je prikazati i fizikalno motivirati varijable karakteristične

za ekono-fizičke primjene te izvesti Black-Scholes model kroz veze s geometrijskim Brownovim

gibanjem i s jednadţbom toplinske vodljivosti.

Osnovna literatura:

[1] Mehran Kardar, "Statistical Physics of Particles", Cambridge University Press (2007).

[2] R. Kubo, M. Toda i N. Hashitsume, "Statistical Physics II: Nonequilibrium Statistical Mechanics",

Springer-Verlag (1985).

[3] Michel Daune, "Molecular Biophysics: Structures in motion", Oxford University Press (1999).


Mentor : Dr.sc. Maja Planinić

Institucija: PMF

Naslov teme: Nastavni pristupi konceptima rada i energije

Sadržaj teme: Koncepti rada i energije spadaju u temeljne fizikalne koncepte čije je razumijevanje

izuzetno vaţno za sva područja fizike. Istovremeno nastavna praksa pokazuje da učenici i studenti

imaju brojne poteškoće u njihovom razumijevanju i primjeni. U ovom će diplomskom radu kandidat

izloţiti glavne rezultate edukacijskih istraţivanja u fizici vezane uz koncepte rada i energije, koji

uključuju pregled identificiranih učeničkih konceptualnih poteškoća,te prijedloge novih nastavnih

strategija. Kandidat će dati i kritički osvrt na postojeće nastavne pristupe konceptima rada i energije u

hrvatskim srednjoškolskim udţbenicima.

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

Mentor : Doc.dr.sc. Dalibor Paar

Institucija: PMF

Naslov teme: Demonstracijski pokusi zbirke Fizičkog zavoda

Sadržaj teme: Zbirka ureĎaja i demonstracijskih pokusa Fizičkog zavoda na Fizičkom odsjeku PMF-

a danas sadrţi više tisuća ureĎaja i knjiga, od kojih su mnogi neprocjenjive vrijednosti. Kroz ovaj

diplomski rad istaknut će se uloga pokusa u nastavi fizike. Obradit će se demonstracijski pokusi

vezani uz odabranu temu iz opće fizike i napravit će se multimedijalna prezentacija pokusa uz

detaljno razmatranje fizikalnih aspekata njihove upotrebe u nastavi. U nastavi fizike demonstracijski

pokus ima vaţnu ulogu jer se njime stječe fizičko iskustvo i zorna predodţba o fenomenu koji se

razmatra, zbog čega ima ulogu u razvijanju koncepata, testiranju hipoteza i uočavanju zakonitosti.

Stoga ovaj diplomski rad mora istaknuti ulogu pokusa u nastavi, te ulogu fizikalne zbirke, kako na

Fizikom odsjeku, tako i na svakom fakultetu i školi gdje se izvodi nastava fizike.


Mentor : Doc.dr.sc. Dalibor Paar

Institucija: PMF

Naslov teme: Izazovi digitalnih tehnologija u nastavi fizike

Sadržaj teme: Razvoj informatičkih tehnologija otvara brojne mogućnosti, od načina izvoĎenja

nastave fizike, do aktivnog sudjelovanja učenika ili studenta u nastavi i praćenja njihovog napretka.

Poznavanjem informatičkih vještina koje se mogu primijeniti u nastavi, u kombinaciji s različitim

tehnikama prezentacije obrazovnih sadrţaja, računala mogu uz tradicionalno poučavanje podići

kvalitetu nastave fizike.

Stoga će se u ovom radu kroz odabranu fizikalnu temu razmotriti pojedine mogućnosti upotrebe

digitalnih tehnologija u nastavi fizike, s naglaskom na razumijevanje od strane učenika i povećanje

zainteresiranosti učenika ili studenta.


Mentor : Dr.sc. Ana Smontara

Institucija: IF

Naslov teme: Hallov efekt monokristala kompleksnih metalnih slitina

Sadržaj teme: U okviru izrade diplomskog rada student će se upoznati s osnovnim električnim

transportnim svojstvima (električnom otpornošću i Hallovim efektom) i, u manjoj mjeri, magnetskim

svojstvima kompleksnih metalnih slitina, posebno onih koje spadaju u grupu dekagonalnih

kvazikristala i aproksimanata dekagonalnih kvazikristala. Predmet istraţivanja je anizotropija

električnih svojstava aproksimanata dekagonalnih kvazikristala, korelacija anizotropije s onom

dekagonalnih kvazikristala, te ovisnost anizotropije o parametrima jedinične ćelije. Student će

sudjelovati u mjerenju Hallovog efekta u intervalu temperatura od 80 do 400 K i to ac tehnikom u

magnetskim poljima do 1 T. Očekuje se da student samostalno ovlada tehnikom mjerenja, te analizom

rezultata koja uključuje odijeljivanje mogućeg magnetskog i nemagnetskog doprinosa Hallovom

efektu.

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

Fizika (istraţivački)


Institucija: IF

Naslov teme: Transportna svojstva dopiranih 122 ţeljezo-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 moţe 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).



Institucija: IF

Naslov teme: Termoelektrični materijali kao potencijalni novi izvor energije

Sadržaj teme: Razvitak i funkcioniranje svakog društva i svake civilizacije temelji se na crpljenju i

iskorištavanju energije. Termoelektrični materijali su jedan potencijalno novi izvor energije. U okviru

diplomskog rada student će se upoznati s termoelektričnim veličinama (definicijama, mjernim

tehnikama i teorijskim opisom), pojavom termoelektriciteta i njegovim primjenama, termoelektičnim

materijalima: tradicionalnim i novim, kao što su kavezne legure (cage compounds) – potencijalni

kandidati za termoelektrične aplikacije, te, na jednom novo sintetiziranom materijalu, napraviti

mjerenja i analizu transportnih koeficijenata (električne otopornosti, termostruje i toplinske

vodljivosti) metodama razvijenim u laboratoriju.

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

Fizika (istraţivački)


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 moţe imati vrlo sličan

učinak kao i interkaliranje, te stoga predstavlja vaţnu metodu u istraţivanju 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

Sadrţaj teme: Proučavat će se Hallov efekt u visokotemperaturnim supravodičima. Istraţit 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 (istraţivački)

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 istraţit 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 (istraţivački), prof. fizike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike

Mentor : Dr.sc. Silvia Tomić

Institucija: IF

Naslov teme: Električni transport u fazi ureĎenog naboja organskog vodiča alfa-(BEDT-TTF)2I3

Sadržaj teme: Tema diplomskog rada je eksperimentalno istraţivanje električnog transporta u fazi

ureĎenog naboja organskog vodiča alfa-(BEDT-TTF)2I3. Naboj se ureĎuje na način da se formiraju

horizontalne pruge naboja duţ kristalografskog b-smjera u vodljivim (a, b) ravninama ispod faznog

prijelaza iz metala u izolator na 136 K. Izabrani materijal pripada širokoj obitelji modernih materijala

reducirane dimenzionalnosti u kojima dolazi do ureĎenja naboja na niskim temperaturama. Postoji

široka paleta svojstava ureĎenog naboja: od periodički moduliranog vala gustoće, koji primarno

proizlazi iz meĎudjelovanja elektrona i fonona, do ureĎenja lokaliziranog naboja poznatog kao Wignerov kristal u kojem prevladava jako kulonsko odbijanje na čvorovima.

Za val gustoće naboja se dobro zna da kolektivni mod vezanog naboja i fonona doprinosi električnoj

vodljivosti iznad nekog konačnog električnog polja praga. Nasuprot tome, u fazama ureĎenog naboja

su do sada dobiveni proturječni rezultati. Cilj predloţenog rada jest utvrditi pokazuje li električna

vodljivost u fazi ureĎenog naboja alfa-(BEDT-TTF)2I3 nelinearna svojstva slična opaţenima u fazi vala gustoće naboja.

Električna vodljivost monokristala će se mjeriti duţ dva glavna kristalografska smjera vodljivih

ravnina putem 4-kontaktnog mjerenja otpora u funkciji promjenjivog istosmjernog električnog polja i

temperature. Iz tih mjerenja će se odrediti anizotropija vodljivosti u metalnoj i izolatorskoj fazi te

anizotropija elektronskog procjepa u izolatorskoj fazi. U mjerenjima ovisnosti vodljivosti o

električnom polju dodatno će se koristiti tehnika kratkih pulseva kako bi se izbjegao utjecaj Jouleovog grijanja. Rezultati mjerenja će se diskutirati u okviru postojećih teorijskih modela.


Mentor : Dr.sc. Ivica Ţivković

Institucija: IF

Naslov teme: Utjecaj transverzalnog magnetskog polja na magnetsko ureĎenje frustriranog kvantnog

magneta Ca3Co2O6

Sadržaj teme: Kvantni magneti su magnetski sustavi kojima se osnovno stanje moţe mijenjati ne

samo promjenom temperature, već i drugih parametara (magnetsko polje, električno polje,

hidrostatski tlak,...). U tom slučaju dominantan utjecaj imaju kvantne fluktuacije, pogotovo pri vrlo

niskim temperaturama gdje se termičke fluktuacije mogu zanemariti. Utjecaj kvantnih fluktuacija je

dodatno naglašen kod tzv. nisko-dimenzionalnih magneta gdje, zbog specifičnosti kristalne strukture,

magnetski ioni jače interagiraju duţ odreĎenih smjerova.

U Ca3Co2O6 materijalu magnetski moment se nalazi na ionima kobalta i paralelan je sa c-osi. Ioni

kobalta su posloţeni u lance duţ c-smjera i meĎusobno su vezani feromagnetskom interakcijom.

Lanci tvore heksagonalnu rešetku u ab-ravnini gdje je interakcija izmeĎu susjednih lanaca

antiferomagnetska. To dovodi do frustracije te iznimno bogatog faznog dijagrama. Sustav pokazuje

dugodoseţno magnetsko ureĎenje ispod T = 24 K, iako se utjecaj feromagnetskog vezanja duţ lanaca

moţe uočiti već iznad 100 K. Samo ureĎenje je opisano kao djelomično neureĎeni antiferomagnet u

kojem participira 2/3 spinova, dok ostatak spinova fluktuira i pokazuje superparamagnetske

karakteristike. Primjenom statičkog magnetskog polja duţ c-osi ispod 12 K moguće je uočiti platoe u

magnetizaciji koji predstavljaju ferimagnetsko i feromagnetsko ureĎenje spinova.

Magnetski moment na kobaltu pokazuje karakteristike Isingovog sustava sa kvantnim stanjima spin-

up i spin-down. To znači da se magnetski moment ne moţe opisati kao klasični vektor te je utjecaj

transverzalnog magnetskog polja (polje okomito na c-os) potrebno promatrati kroz miješanje

kvantnih stanja.

Tema ovog diplomskog rada je eksperimentalno proučavanje utjecaja transverzalnog magnetskog

polja na magnetsko ureĎenje u Ca3Co2O6 materijalu. Mjerit će se dinamička susceptibilnost koja je

posebno pogodna za uočavanje faznih prijelaza. U tu svrhu će se koristiti posebno napravljene

zavojnice koje omogućavaju mjerenje susceptibilnosti duţ c-osi, dok je statičko magnetsko polje

primijenjeno okomito na c-os. Kao rezultat očekujemo fazni dijagram u H-T ravnini koji će posluţiti

kao osnova za daljnja istraţivanja.


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 jednadţbi 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 brţi 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 biljeţenja i rekonstruiranja fazne informacije koju

nosi predmetni snop svjetlosti, uz upotrebu CCD senzora umjesto holografske foto-ploče (što je

obiljeţje 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 istraţiti 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 jednadţbe kojom se definira tenzor

napetosti elektromagnetskog polja u materijalu. Verzija Minkowskog u konačnici kaţe 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 draţ debati daje činjenica

da formulacija Minkowskog, ako se pokaţe 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

istraţivanja čijom primjenom se moţe odrediti lokalna raspodjela naboja za materijale koji sadrţe

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 predlaţe 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 veţe valentni elektron u atomu. Dovoljne jačine polja se lako postiţu

fokusiranjem ultrakrtakih laserskih pulseva (oko 100 fs) pomoću objektiva kratke fokalne daljine.

Kratkoća pulsa reducira i termalne efekte i time se postiţe 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 istraţivačkog smjera naglasak rada će se staviti na fizikalne procese

koji dovode do modificiranja materijala pomoću fs pulseva.

Studijski smjer: Fizika (istraţivački), 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 duţ putanje iona. Kod polimera se ti latentni tragovi mogu jetkanjem

pretvoriti u nanorupice, te iskoristiti za proizvodnju nanoţica 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 opaţanja 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. Teţište 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 neravnoteţne 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 istraţiti

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 ţeljeza. 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

Sadrţaj teme: Čestični sadrţaj standardnog modela moţe se proširiti višim multipletima

grupe SU(2) slabog izospina. Ukoliko dodani multiplet sadrţi 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

Sadrţaj 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 snaţno 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 izduţenu 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 : Doc.dr.sc. Vernesa Smolčić

Institucija: PMF

Naslov teme: Radio galaksije sa široko svinutim repovima u COSMOS nebeskom polju

Sadržaj teme: Radio galaksije su podskup aktivnih galaktičkih jezgara u kojima rast središnje

supermasivne crne rupe uzrokuje sinhrotronsko zračenje u obliku kolimiranih mlazova (vidljivih u

radio valnom području). Galaksije sa široko svinutim repovima (WAT, od engl. wide-angle tail)

spadaju u posebnu vrstu radio galaksija koje se obično nalaze u skupovima galaksija te imaju široko

svinute radio mlazove usljed interakcije mlazova s okolnim medijem unutar skupa galaksija. Planira

se analiza fizikalnih svojstava oko 10 WAT galaksija u COSMOS polju te njihovih okruţenja.

Analiza će uključivati rad s opaţačkim podacima te fizikalnu interpretaciju sinhrotronskog zračenja

mlazova.


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 moţda 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 nuţno 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

Sadrţaj teme: Sastav protona/nukleona i njegov prikladan opis i dalje predstavlja jedan od najvećih

teorijskih izazova, kao i vrlo potrebnu ulaznu informaciju za eksperimentalna istraţivanja 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: Predloţena tema diplomskog rada pripada segmentu fizike čvrstog stanja i dio je

naših temeljnih istraţivanja financiranih u okviru projekta Molekulska struktura i dinamika sustava s

paramagnetskim česticama (MZOŠ, projekt 098-0982915-2939). Diplomski rad se nadovezuje na

naša prethodna istraţivanja (Phys. Rev. B 80, 052201 (2009); J. Chem. Phys. 134, u tisku 2011).U

okviru predloţene teme student će steći osnovna znanja spektroskopske metode elektronske

paramagnetske rezonancije (EPR) koja je pogodna za istraţivanje kako ureĎenih (kristalnih) tako i

neureĎenih (stakla) sustava. Cilj istraţivanja 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: Gravitacijski valovi

Sadržaj teme: Einsteinove jednadţbe gravitacije u D=(3+1) su nelinearne diferencijalne jednadţbe

hiperboličkog tipa,teško rješive egzaktno. U aproksimaciji ' slabog ' gravitacijskog polja ('mala'

perturbacija pozadinske ravne metrike Minkowskog), jednadţbe se mogu linearizirati. Treba pokazati

da su moguća rješenja linearizirane teorije ravni (gravitacijski) valovi i ispitati njihova svojstva

(transverzalnost,polarizacija,brzina,energija...) i opisati kako bi se ,u načelu, mogli detektirati (npr.

interferometrima poput LIGO detektora). U zaključku bi trebalo kratko spomenuti indirektnu potvrdu postojanja gravitacijskog zračenja, naime Hulse – Taylorov dvojni objekt PSR B 1913+16.

Napomena: Preduvjet je da student(ica) ima poloţen kolegij 'Opća teorija relativnosti'.



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 jednadţba 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 (istraţivački), 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.


Mentor : Dr. sc. Vuko Brigljević

Institucija: IRB

Naslov teme: Svojstva produkcije teških bozona u proton-proton sudarima na LHC-u

Sadržaj teme: Teški bozoni W i Z, nosioci slabe interakcije, su centralni dio standardnog modela

elementarnih čestica. Njihovo otrkiče na CERN-u pred skoro 30 godina je potvrdilo ključno

predviĎanje elektroslabe teorije i dovelo do njezinog trijumfa. Od tada su njihova svojstva detaljno

proučena na raznim akceleratorima. U mjerenjima na velikom hadronskom sudarivaču (LHC) na

CERN-u, koji je od 2009. godine u pogonu, će teški W i Z bozoni takoĎer igrati vaţnu ulogu, bilo da

se radi o potvrdi valjanosti standardnog modela na novim energijama ili o potrazi novih čestica. Npr.

u potrazi za higgsovim bozonom čiji je raspad u 2 teška bozona jedan od najvaţnijih. U prvoj godini

rada LHC-a su eksperimenti na LHC-u sakupili uzorak od više tisuča W i Z bozona mjerenih u

njihovim raspadima u leptone. U 2011. Godini će se taj broj još povečati za jedan do dva reda

veličine. Time se otvara mogućnost detaljnog proučavanja svojstva produkcije W i Z bozona, poput

polarizacije, učestalost njihove produkcije u paru ili učestalost njihove produkcije sa teškim b ili c

kvarkovima. Cilj ovog diplomskog rada je na temelju raspoloţivih podataka sa CMS eksperimenta

proučiti izabrana svojstva produkcije W i Z bozona u proton proton sudarima na LHC-u.


Mentor : Dr. sc. Danijel Đurek

Institucija: AVAK d.o.o. Laboratorij za nelinearnu dinamiku (LAND)

Naslov teme: Kolmogorov-Heisenbergova teorija turbulencije

Sadržaj teme: U uvodu objasniti i raščlaniti problem turbulencije te diskutirati mogućnost

stohastičkih rješenja Navier-Stokesovih jednadţbi za slučaj velikih Reynoldsovih brojeva (~105).U

teorijskom dijelu izvesti detaljno postupak koji je dao Kolmogorov 1941.Izvesti zakon k-5/3 te izraz

za Kolmogorovljevu skalu. Navesti primjere drugih skala u području nelinearne fizike.Izvesti

Heisenbergovu teoriju objavljenu 1948, te diskutirati različitost i sličnost pristupa u odnosu na

Kolmogorova.

U eksperimentalnom dijelu, upoznati se s generatorom turbulencije u Laboratoriju za nelinearnu

dinamiku (LAND). Generator je rotirajući rotor koji je odgovarajuće balansiran i moţe proizvesti

turbulenciju sa Reynoldsovim brojevima većim od 105. Senzor turbulencije je novi tip anemometra

razvijen u LAND i njime se mogu vrlo precizno detektirati fluktuacije brzine na udaljenostima od

rotora koje prelaze i nekoliko desetaka metara.U radu je potrebno opisati anemometar, teoriju

njegovog rada, kao i mogućnosti.

Dobivene rezultate analizirati u spektralnom analizatoru SR 785, te odrediti područje Kolmogorov

edge-a i reţim prelaska u širokopojasni šum.Napraviti fit na zakon k-5/3 i vidjeti moguća odstupanja,

kao i moguću ovisnost rezultata o Reynoldsovom broju. Ispitati pad spektra sa udaljenošću i vidjeti

koliko je pretpostavka o izotropnosti turbulencije u Heisenbergovom pristupu prihvatljiva. Polazeći

od činjenice da je gore spomenuti zakon verificiran u drugim eksperimentima do na 1-2 %, provjeriti

da li moguća odstupanja veća od te vrijednosti u našim mjerenjima dolaze od činjenice da je

pretpostavljena potpuna krutost rotora, što u praksi nije slučaj. Iz odstupanja od zakona k-5/3

zaključiti na doprinose povratnog djelovanja turbulencije na lopatice rotora te diskutirati mogućnost

da se iz intenziteta i vrste odstupanja od Kolmogorov-Heisenbergove teorije izvede naprezanje u

lopaticama za vrijeme rotacije, što ima veliku potencijalnu primjenu kod analize šuma i naprezanja u

turbini vjetroelektrana.


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 reţimu, 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 predlaţemo 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 (istraţivački), 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

moţe aproksimirati kao pribliţno 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 moţemo 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 istraţivanja. 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. Istraţivanja 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 traţena teorija gotovo sigurno formulirana u matematičkom okviru fizike na nekomutativnim

prostorima. Tema ovog rada motivirana je najnovijim istraţivanjima 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 jednadţbe 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

istraţivanjima 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

lagranţijan 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 jednadţbe koje se učinkovito

mogu riješiti upotrebljavajući nedavno otkrivenu relaciju sa egzaktno rješivom Riccatijevom

jednadţbom. Ovisno o studentovim sklonostima dodatno se mogu ispitati spektri malih pobuĎenja

oko dobivenih solitona te pronaći odgovarajući valni funkcionali, odgovarajuće dinamičke jednadţbe

ili vezane jednadţbe 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

istraţivačkog smjera nakon izrade diplomskog uvid u najnovija istraţivanja 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. Istraţivanje uzročno-posljedičnih korelacija. Utjecaji oscilacija Zemljine

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

Studijski smjer: Fizika (istraţivački), prof. fizike


Institucija: PMF

Naslov teme: Direktno preslikavanje simboličke sekvence u frekvencijsko područje

Sadržaj teme: Primjeri simboličkih sekvenci na alfabetu od n znakova. Metode preslikavanja

simboličke sekvence u numeričku sekvencu i mogući gubitak korelacija ili stvaranje artefakta.

Metode preslikavanja numeričke sekvence u frekventno područje. Preslikavanje simboličke sekvence

u frekventno područje bez meĎukoraka numeričke sekvence. Konkretni primjeri DNA sekvence (n=4

alfabeta).

Studijski smjer: Fizika (istraţivački), 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 paţnju mnogih istraţivačkih laboratorija u

posljednjih pet godina. U jednom eksperimentu objedinjuje se meĎudjelovanje krutine, tekućine, pare

i plazme što pruţa 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 paţnja 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 moţe 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 predlaţe, 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:

Istraţivanja 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 moţe doći i do uvida u pojavu (Manning) kondenzacije

disociranih, hidratiziranih protuiona koji se zbog elektrostatskog potencijala protuiona zadrţavaju 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 predloţena tema ograničene opseţnosti te omogućava studentu da u propisanom roku od 3

mjeseca dovrši rad.

Studijski smjer: Fizika (istraţivački), 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 sluţe 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, izlaţemo ideju o stvaranju DNK senzora koji bi se sastojao od

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

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

poznatih koncepata DNK senzora.

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


http://proteassist.ifs.hr/

Mentor: Dr.sc. Tomislav Vuletić

Institucija: IF

Naslov teme: Konformacije (bio)polielektrolita

Sadržaj teme: Za kompleksne sisteme kao što su polielektroliti i koloidi u vodenoj sredini

demonstrirali smo (http://real-science.ifs.hr) kako je niskofrekventna dielektrična spektroskopija

metoda koja omogućava istraţivanje vremenskih i prostornih skala takvih otopina, na jednostavniji

način nego metode kao što su raspršenje X-zraka (SAXS), neutrona ili AFM. Diplomski rad moţe biti

izveden kao dio naših istraţivanja u području polielektrolita (rad na usporedbi sa SAXSom) ili

usmjeren na sudjelovanje u izradi prototipa komore za dielektričnu spektroskopiju. Otvorena je i

mogućnost upoznavanja osnovnih biokemijskih metoda, neophodnih modernom fizičaru u

područjima biološke fizike i fizike meke materije (soft matter).

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

i kemije, prof. fizike i tehnike

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 sniţenja kritične struje porastom magnetskog polja i temperature. To se moţe

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 poloţaje 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. Blaţenka 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 nuţno uključuju "meku" QCD dinamiku,

odnosnu izmjenu mekih gluona, koja se ne moţe direkno računati, iako je ona vrlo vaţna 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 vaţni da bi mogli govoriti o potvrdi

Standardnog modela ili eventualno o pojavljivanju nove fizike.


Mentor: Dr.sc. Blaţenka Melić

Institucija: IRB

Naslov teme: Širina raspada top kvarka

Sadržaj teme:

Top kvark je najteţi 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 sluţi 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 baţdarske teorije (Higher gauge theories)

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

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

baţdarske grupe. Čestica koja se giba u polju baţdarskog potencijala, dobiva fazu koja je direktno

povezana s tzv. holonomijom baţdarskog polja uzduţ putanje. Diracova kvantizacija električnog

naboja je zapravo uvjet dobre globalne definiranosti holonomije baţdarskog 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

uzduţ putanja zamijenjena je sličnim veličinama koje odgovaraju paralelnom prijenosu uzduţ

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

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

paralelnog prijenosa uzduţ 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 predlaţe fokusira se na fenomen procesa razlaganja

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

okviru tekućeg istraţivanja na Zavodu za laserska i atomska istraţivanja 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 istraţivanje 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: Dr. sc. Branko Pivac

Institucija: IRB

Naslov teme: Fotoluminiscencijska spektroskopija poluvodičkih nanostruktura

Sadržaj teme:

U poslijednje vrijeme velika se paţnja poklanja istraţivanjima poluvodičkih nanostruktura zbog

velikog utjecaja na karakteristike materijala koji ovakve strukture imaju. U pristupu tom problemu

jedna od eksperimentalnih tehnika izbora je svakako statička fotoluminiscencija koja će nam dati

vrijedne informacije o radijacijskim centrima rekombinacije. Uz statičku fotolumiscenciju koristiti

ćemo i vremenski razlučivu fotoluminiscenciju na pikosekundnoj skali koja ce omogućiti zanimljiv

uvid u dinamiku aktvnosti rekombinacijskih centara. Tako se na primjer dinamika vrućih nosilaca

naboja intenzivno istraţuje u poslijednje vrijeme i dosta se naučilo o temeljnim procesima kao što su

elektron-elektron i elektron fonon raspršenje, koji su vazni za procese termalizacije i relaksacije

nosilaca naboja. Ovakve informacije svakako su od velike vaţnosti za razumijevanje temeljnih

procesa, no ujedno su i od izuzetne vaţnosti za razumijevenje rada modernih ultra brzih poluvodičkih

sklopova, posebno onih u prodručju optoelektronike.

Izrada diplomskog rada će se provoditi u okviru MZOŠ projekta «Temeljna svojstva nanostruktura i

defekata u poluvodičima i dielektricima».


Mentor: Dr. sc. Branko Gumhalter

Institucija: IF

Naslov teme: Neki egzaktno rješivi modeli raspršenja kvazi-dvodimenzionalnih elektrona na

nečistoćama i njihova primjena na dvo-fotonsku fotoemisiju iz površinskih vrpci

Sadrţaj teme: Eksperimentima dvo-fotonske fotoemisije (2PPE) mjereni su udarni presjeci raspršenja

elektrona pubudjenih u neokupirane kvazi-dvodimenzionalne površinske vrpce. U suradnji s

eksperimentalnom grupom koja je izvela eksperiment dali smo teorijsku interpretaciju neadijabatske

elektronske dinamike karakteristične za tu eksperimentalnu situaciju i dodatno izračunali udarne

presjeke raspršenja pobudjenih elektrona na niskoj koncentraciji adsorbiranih atoma koje smo u

modelu opisali kao nasumično rasporedjene statičke nečistoce (objavljeno u članku: B. Gumhalter, A.

Šiber, H. Buljan, Th. Fauster, Phys. Rev. B 78, 155410 (2008) ). Interakcija elektrona s nečistocama

opisana je dipolnim potencijalom i izračunata je vlastita energija elektrona linearno proporcionalna s

niskom koncentracijom nečistoća. To je reproduciralo dobre veličine udarnog presjeka na energijama

tipičnim za površinske vrpce zrcalnog potencijala, osim na samom dnu vrpce, t.j. u infracrvenom

limesu kvazičestičnih energija.

Predlaţe se rafiniranje računa udarnog presjeka putem renormalizacije elektronskih propagatora u

infracrvenom području tako da se uračunaju vodeći uzastopni procesi proporcionalni svim

potencijama koncentracije nečistoća. Preliminarna razmatranja pokazuju da bi se time dobio

očekivani efekt renormalizacije udarnog presjeka u suglasnosti s eksperimentom. U računu

renormalizacije koristili bi se pseudopotencijali koji omogućuju egzaktno rjesenje problema do na

kvadrature.


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 istraţivanje navedenih efekata u LAO/STO

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


Mentor : Doc. dr. sc. Mario Basletić

Naslov teme: Metode mjerenja otpornosti

Sadržaj teme: U diplomskom radu će se proučiti nekoliko karakterističnih načina mjerenja

otpornosti: dvokontaktno mjerenje, četverokontaktno mjerenje, te Van der Pauw metoda, zajedno sa

pripadnom matematičkom podlogom. Diskutirat će se prednosti i mane pojedinih metoda, te područje

njihovih primjena. Eksperimentalno će se provjeriti slaganje rezultata mjerenja dobivenih svakom

pojedinom metodom. Od kandidata se očekuje poznavanje osnova kompleksne analize.


Mentor : Doc. dr. sc. Mario Basletić

Institucija: PMF

Naslov teme: Balansiranje olovke.

Sadržaj teme: U diplomskom radu će se proučavati labilna ravnoteţa uspravno postavljenog

(klasičnog) predmeta, te njegova dinamika uslijed malog odmaka od ravnoteţe. Problem će biti

tretiran sa nekoliko aspekata: klasične mehanike, statističke fizike, te kvantne fizike. Dobiveni

rezultati pokazat će neka iznenaĎujuća i zanimljiva svojstva, a posebno će biti diskutirana utjecaj

kvantnih svojstava u 'makro'-svijetu. Od kandidata se očekuje osnovno poznavanje kvantne fizike, te

osnove klasičnog formalizma hamiltonijana.

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

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

Naslov teme: Istraţivanje periodičnih i superperiodičnih sekvenci u strukturi genoma

Sadržaj teme: Kompjutorska analiza peridičnosti i superperiodičnosti u sekvenci jednog

kromozoma. Detekcija novih tandemskih i disperznih struktura, istraţivanje 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 moţe 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 moţe

kontrolirati stvaranje njegovog osnovnog stanja.


Mentor : Prof. dr. sc. Mirko Planinić

Institucija: PMF

Naslov teme: Implementacija konceptualnog testa iz nuklearne fizike i fizike čestica

Sadržaj teme: U okviru ove teme će se istraţiti najčešće poteškoće kod učenja nuklearne fizike i

fizike čestica u srednjoj školi i na uvodnim kolegijima fizike na fakultetu. Implementirat će se

konceptualni test iz navedenog područja i provesti testiranje na manjem uzorku učenika i studenata.

Rezultati de se analizirati, a posebno će se istraţiti i korelacije tih testova s testovima iz drugih

područja fizike.

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

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 istraţit 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 izlaţe 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 moţe 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.


Mentor : Prof. dr. sc. Darko Androić

Institucija: PMF

Naslov teme: Metodički oblikovane interaktivne animacije u nastavi fizike

Sadržaj teme: Moderna računala omogućavaju visoku kvalitetu simulacija fizikalnih problema. Ova

kvaliteta osigurava da se interaktivne animacije koriste u nastavi fizike komplementarno s ostalim

tehnikama podučavanja (učenički eksperiment, demonstracijski eksperiment, problemski pristup,

numeričko procjenjivanje). No nekritično oslanjanje na simulaciju kao metodu usvajanja vještina i

znanja moţe imati i neţeljenih efefekata. Upotreba interaktivnih animacija mora imati svoje

metodičko opravdanje i uvijek biti u skladu s temeljnim ciljem nastavnog procesa. Ovu zadaću nije

uvijek lako ispuniti.

U izradi diplomskog rada studenti će pored izrade interaktivne simulacije za odgovarajuću nastavnu

temu morati i istraţiti metodičke aspekte predloţene aplikacije. Pogodne teme su iz područja

mehanike, elektriciteta i optike, pa se predviĎa mogućnost izrade nekoliko diplomskih radova s ovom

tematikom.

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

Mentor : Prof. dr. sc. Darko Androić

Institucija: PMF

Naslov teme: Konstrukcija i realizacija elektroničkih strujnih krugova

Sadržaj teme: U sklopu diplomskog bi se obradili vizualni softverski alati (programski paket -

Electronis Wokrbench npr.) te izradio primjer elektroničkog sklopa na tiskanoj pločici sa svim

metodičkim implikacijama kako i zašto je to vaţno u nastavi tehnike i fizike.

Studijski smjer: prof. fizike i tehnike

Mentor : Doc. dr. sc. Tamara Nikšić

Institucija: PMF

Naslov teme: Simulacije dinamike kvantnih valnih paketa pomoću programskog jezika

Python

Sadržaj teme: Programski jezik Python predstavlja idealan alat, kako za učenje programiranja, tako i

za pojašnjavanje osnovnih fizikalnih koncepata u osnovnim i srednjim školama. Jednostavna sintaksa,

velik broj gotovih programskih paketa, kao i činjenica da se radi o besplatnom programskom jeziku,

čine Python dostupnim širokom krugu nastavnika i učenika. Posebno pogodan za rad u školama je

paket VPython koji omoguć ava jednostavno programiranje grafičkih prikaza rješenja različitih

fizikalnih problema, s posebnim naglaskom na animacije. U okviru predloţenog diplomskog rada

student bi trebao izraditi numeričke simulacije dinamike kvantnog valnog paketa u jednostavnim

jednodimenzionalnim potencijalima. Time bi učenicima završnih razreda prirodoslovne gimanzije

mogao predočiti kvantne efekte kao što je tuneliranje kroz barijeru ili refleksija na barijeri.


Mentor : Doc. dr. sc. Krešimir Kumerički

Institucija: PMF

Naslov teme: Istraţivanje subatomske strukture tvari raspršivanjem čestica

Sadržaj teme: Većina eksperimentalnih istraţivanja temeljnih teorija prirode i graĎe tvari se

obavljaju ubrzavanjem čestica i njihovim raspršivanjem te proučavanjem putanja (originalnih ili

novonastalih) čestica nakon raspršenja. U radu bi se obradile osnovne fizikalne ideje koje omogućuju

takva istraţivanja u današnjim ubrzivačima i detektorima te bi se izradili popularizacijsko-edukacijski

materijali (poput WWW stranica) koji ilustriraju te ideje. Ukoliko student raspolaţe potrebnim

informatičkim znanjima, napravila bi se interaktivna računalna (moţda WWW) aplikacija s grafičkim

sučeljem koja implementira “igru” otkrivanja veličine i oblika skrivenog predmeta (npr.

geometrijskog tijela) klasično-mehaničkim raspršenjem čestica i tako ilustrira razne koncepte poput

onog da razlučivost ovisi o veličini čestice koju raspršujemo.

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


Institucija: PMF

Naslov teme: Analiza kosog hitca pomoću računalne simulacije

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

kompjutorski na konkretnim primjerima gibanje pri kosom hitcu sa i bez trenja tabličnim i grafičkim

prikazima. Kompjutorskom simulacijom izvesti će se algebarska formula za kosi hitac bez trenja i

domet. Istraţit će se kompjutorskom simulacijom učinak uvoĎenja sile trenja. Razmotriti će se neki

primjeri mogućih samostalnih učeničkih projekata pomoću kompjutorskih simulacija. U prvom

razredu gimnazije obraditi će se samo horizontalni hitac. Kosi hitac, s primjenom trigonometrijskih

funkcija, treba predvidjeti za izbornu nastavu u 3. i 4. razredu, za učenike koji imaju interes. Račun s

otporom zraka predviĎen je samo fenomenološki da učenik konkretno vidi i sam zaključi kako otpor

zraka utječe na gibanje tijela. To je zgodan primjer da učenik uoči razliku izmeĎu aproksimativnog

opisa idealizirane situacje (bez otpora zraka) i realistitičnije situacje (s otporom zraka). Općenitije,

učenik moţe razmotriti i utjecaj otpora medija raznih veličina na gibanje. Preporučljivo je da manja

grupa zainteresiranih učenika to izradi kao projektni zadatak i da izlaţe u okviru nastave ili kao

izbornu temu.


Mentor : Prof.dr.sc. Damir Veţa

Institucija: PMF

Naslov teme: Atomska spektroskopija

Sadržaj teme: Metode atomske spektroskopije. Istraţivanje meĎudjelovanja atoma metodama

optičke spektroskopije. Laseri. Laseri u atomskoj spektroskopiji. Primjene atomske spektroskopije.

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

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 vaţni 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 : Doc. dr.sc. Tihomir Vukelja

Institucija: PMF

Naslov teme: Fizika u pučkim školama druge polovice XIX. stoljeća

Sadržaj teme: U radu bi se prikazali, analizirali i meĎusobno usporedili nastavni planovi i programi

za javne pučke škole (prve četiri godine obrazovanja) kraljevinâ Hrvatske i Slavonije (»Banska

Hrvatska«) propisani godine 1855., 1866., 1875. i 1890., napose s obzirom na sadrţaj nastave fizike.

PredviĎene teme iz područja fizike bi se potanje prikazale i raspravile na temelju analize štiva iz

odgovarajućih čitanki, počevši od tri »slovničke« čitanke objavljene u razdoblju od 1853. do 1862.

godine, a posebna bi se pozornost posvetila promjenama u sadrţaju i prikazu gradiva iz fizike u

kasnijim čitankama, prilagoĎenim nastavnim programima od 1875. i 1890. Konačno, prikazani

nastavni planovi i programi te udţbenici bi se usporedili s odgovarajućim suvremenim nastavnim

planovima i programima te udţbenicima.


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) moţemo 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.


Mentor : Prof.dr. Antun Tonejc

Institucija: PMF

Naslov teme: Moć razlučivanja: od optičkog do elektronskog mikroskopa

Sadržaj teme: Moć razlučivanja instrumenata je osnovna veličina koja definira koju najmanju

demenziju moţemo promatrati/razlučiti. U okviru predloţene teme opisao bi se povijesni razvoj

''optičkih'' instrumenta od svjetlosnog do elektronskog i s time povezana poboljšanja moći

razlučivanja.

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

Mentor : Prof.dr. sc. Boris Podobnik

Institucija: Sveučilište u Rijeci, GraĎevinski fakultet

Naslov teme: Nestandardne interakcije u statističkoj fizici i termodinamička ravnoteţa u financijskim

sustavima

Sadržaj teme: U diplomskom radu se proučavaju i diskutiraju problemi iz statističke fizike u koje su

uključene interakcije koje ne zadovoljavaju sve pretpostavke klasične „Boltzman-Gibbsove“

statističke fizike. Rad obuhvaća konstrukciju i diskusiju takvih interakcija i sustava, zatim numeričke

simulacije, te egzaktan i analitički pristup gdje god je moguće. Rješavajući konkretne i izabrane

probleme sa „standardnim“ i „nestandardnim“ interakcijama, diskutiraju se aksiomi i fundamentalni

temelji statističke fizike, pitanje naseljenosti faznog prostora, ergodična hipoteza i slično.

Konačno, kao primjer realnog sustava u kojem nalazimo u fizikalnom smislu „nestandardne“ i

„sloţene“ interakcije proučavaju se odabrani financijski sustavi . Primjerice, ravnoteţne distribucije

novca i dobara u stanovništvu SAD prema statističkim podacima slijede Boltzman-Gibbsov zakon i

zakone potencije, pa će se konstruirati termodinamički modeli koji takve pojave objašnjavaju.


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

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

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

raznih primjena ionskih snopova u istraţivanjima materijala. Od posebne vaţnosti je korištenje

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

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

povijesne baštine ili na ureĎajima koji su preosjetljivi za rad u vakuumu. Istraţivanja 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 istraţivanja 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 opaţanje 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

opaţanja 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), nuţno je koristiti pulsirane

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

u sklopu izrade diplomskog rada biti će eksperimentalno provedena istraţivanja 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: Supersimetrična kvantna mehanika

Sadržaj teme: Supersimetrija povezuje bozonske i fermionske stupnjeve slobode kombinirajući ih u

superpolja koja osiguravaju elegantniji opis prirode. Algebra povezana sa supersimetrijom je

stupnjevana Lie-va algebra koju zatvaraju kombinirane komutacijske i antikomutacijske relacije.

Supersimetrična kvantna mehanika daje uvid u faktorizacijsku metodu pomoću koje je moguće

kategorizirati nerelativističke i relativističke probleme sa analitički rješivim potencijalima te naći

pripadne svojstvene energije i valne funkcije kao i matrice raspršenja. Rješivost većine egzaktno

rješivih modela osigurana je tzv. svojstvom invarijantnosti oblika te egzistencijom supersimetričnih

partner-potencijala. Za potencijale koji nisu egzaktno rješivi supersimetrija omogućava razvitak jakih

aproksimacijskih metoda pomoću kojih moţemo dobiti pribliţna rješenja mnogih interesantnih

kvantnomehaničkih problema. U svrhu razmatranja posljedica koje proizlaze iz deformacije proširene

supersimetrične kvantne mehanike potrebno je istraţiti deformaciju pripadne univerzalne omotačke

superalgebre, koja se moţe provesti pomoću Abelovog operatora twistiranja. Stupnjevana

superalgebra, koja leţi u osnovi supersimetrične kvantne mehanike, moţe se dovesti u vezu sa

fermionskom Heisenbergovom algebrom.



Institucija: IRB

Naslov teme: Feynmanov pristup elektrodinamici i gravitaciji

Sadržaj teme: Feynman je još 1948., u potrazi za alternativnim pristupima fizici, Dysonu pokazao

svoj dokaz Lorentzove sile i homogenih Maxwellovih jednadţbi. Dokaz se temeljio na Newtonovom

zakonu te pretpostavci da vrijede komutacijske relacije izmeĎu poloţaja i brzine nerelativističke

čestice. Mi ćemo formulirati relativističku (kako specijalnu, tako i opću) generalizaciju Feynmanovog

izvoda. Zanimljivost ovog pristupa jest u tome da je od samog početka lišena lagranţijana,

hamiltonijana, pozivanja na akciju ili varijacijskog principa. Glavni zaključak Feynmanovog pristupa

jest da jedina polja koja konzistentno mogu djelovati na kvantnu česticu su skalarno, baţdarno i

gravitacijsko. Feynmanov izvod moguće je poopćiti i na ne-Abelove baţdarne teorije u smislu

specijalne relativnosti, te na nekomutativne prostore (tipa κ-Minkowski) .



Institucija: IRB

Naslov teme: Teorija polja na nekomutativnom prostoru

Sadržaj teme:

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

polja i baţdarske teorije na nekomutativnom prostoru.


Mentor : Prof.dr.sc. Goranka Bilalbegović

Institucija: PMF

Naslov teme: Računalno modeliranje savijanja proteina

Sadržaj teme: Proteini, kao specijalni nanostrojevi, su sve zastupljeniji u istraţivanjima fizičara.

Savijanje proteina je značajno za različite procese u ţivim organizimama i odgovorno je za mnoge

bolesti kao što su npr. Alzheimerova, Parkinsonova, HIV, ili neki oblici raka. U fizici se modeliranje

savijanja proteina moţe raditi na više razina, od modela optimizacije i statističke fizike, do klasičnih i

kvantnih računalnih simulacija. Za diplomski rad se planira računalno modeliranje i vizualizacija

odvijanja jednog savijenog proteina na Web portalu, te rad s BOINC (Berkeley Open Infrastructure

for Network Computing) modulima Folding@home i Rosetta@home. Predvidjena je analiza

mogućnosti primjene ovih BOINC modula kao dodatnih sadrţaja u nastavi fizike i informatike te

njihovog značaja u popularizaciji fizike, drugih prirodnih i računalnih znanosti te razvoja općih

društvenih vrijednosti.

Studijski program: prof. fizike i informatike


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).


Mentor : Dr.sc. Ivančica Bogdanović Radović

Institucija: IRB

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

Sadržaj teme: Jedan od najvaţnijih 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 stiţu 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 vaţenja 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 vaţnijih analitičkih metoda za koju se koriste protoni MeVskih energija. Ta je metoda posebno vaţna 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 vaţnosti 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 (istraţivački), prof. fizike i tehnike

Mentor : Dr.sc. Katica Biljaković

Institucija: IF

Naslov teme: Toplinski kapacitet kompleksnih sistema

Sadržaj teme: Toplinski kapacitet mjeri sposobnost sistema da primi toplinsku energiju na danoj

temperaturi. Kako svi stupnjevi slobode u sistemu doprinose toplinskom kapacitetu, mjerenja

toplinskog kapaciteta omogućuju ispitivanje pobuĎenja u različitim podsistemima poput fononskog,

elektronskog, spinskog kao i promjena (faznih prijelaza) u tim podsistemima. Sveobuhvatnost i

relativna jednostavnost metode mjerenja toplinskog kapaciteta čine je i dalje jednom od nezaobilaznih

metoda u fizici kondenzirane materije. Einstein je rekao – Ako trebate izabrati samo jednu metodu za

ispitivanje nekog sistema, izaberite mjerenje toplinskog kapaciteta.

U našem laboratoriju mjerimo pulsnom metodom toplinski kapacitet veoma malih uzorka

(oko mg) u širokom temperaturnom području od 320 K do 2 K, i po potrebi u magnetskom polju do

9T. Ispitujemo kompleksne sisteme - kvazi jednodimenzionalne kristale s kolektivnim stanjima

poput vala gustoće naboja ili spina (istraţujemo fazne prijelaze i niskotemperaturne doprinose

toplinskom kapacitetu koji su neočekivano slični staklima), metalna stakla (iz fononskog i

elektronskog doprinosa na niskim temperaturama procjenjujemo Debyevu temperaturu i gustoću

elektronskih stanja na Fermijevom nivou) te neke nove sisteme s neobičnim magnetskim svojstvima i

faznim prijelazima.

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


Mentor : Dr.sc. Hrvoje Skenderović

Institucija: IF

Naslov teme: PobuĎivanje i opaţanje 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

zadrţavaju 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 opaţanje valnih paketa i njihove dinamike na kratkoj vremenskoj skali.

U predloţenoj 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 leţećih energetskih nivoa u vremenski razlučivim mjerenjima.


Mentor : Dr.sc. Hrvoje Štefančić

Institucija: IRB

Naslov teme: Gustoća energije vakuuma u kvantnoj teoriji polja

Sadržaj teme: Dinamika metrike prostor-vremena u okviru opće teorije relativnosti, danas

najkompletnije empirički potvrĎene teorije gravitacije, opisana je slavnim Einsteinovim

jednadţbama. Utjecaj materije i energije na zakrivljavanje prostor-vremena je u Einsteinovim

jednadţbama opisan pomoću tenzora energije-impulsa. Od posebnog je interesa vakuumski tenzor

energije-impulsa. Vakuumsko stanje u kvantnoj teoriji polja karakterizirano je netrivijalnim tenzorom

energije-impulsa za koji se smatra da ga je u Einsteinovim jednadţbama moguće prikazati u obliku

tzv. kozmološkog člana tj. pomoću kozmološke konstante. MeĎutim, izračunaju li se doprinosi

kvantnih polja vakuumskom tenzoru energije-impulsa dobivena vrijednost je mnogo redova veličine

veća od vrijednosti koju bismo očekivali iz mjerenja sadašnje faze ubrzanog širenja svemira. Ovaj

problem je u literaturi poznat i kao problem kozmološke konstante. U diplomskom radu će se

detaljnije ispitati vakuumski tenzor energije-impulsa za kvantno bezmaseno skalarno polje s osobitim

naglaskom na 00 komponentu tenzora koja predstavlja vakuumsku gustoću energije tj. gustoću

Hamiltoniana. Pokazat će se da vakuumska očekivana vrijednost gustoće Hamiltonijana nije

reprezentativna veličina za distribuciju vrijednosti koje u vakuumu moţe poprimiti gustoća

Hamiltonijana. Odredit će se vakuumske očekivane vrijednosti za sve momente gustoće

Hamiltonijana. Iz izračunatih momenata upotrebom Laplaceovih i Fourierovih transformata analitički

će se izračunati razdioba vjerojatnosti za vakuumsku gustoću energije za bezmaseno skalarno polje.

Ukratko će se opisati rezultati za ostale komponente tenzora energije-impulsa te raspraviti implikacije ovog računa za slučaj masenog skalarnog kvantnog polja kao i kvantnih polja višeg spina.


Mentor : Prof.dr.sc. Hrvoje Buljan

Institucija: PMF

Naslov teme: Mreţe luka i geometrijski efekti

Sadržaj teme: U zadnjih desetak godina sakupljena je velika količina podataka o mreţama

avionskih letova i lučnog prometa. Interesantno je da se neke pravilnosti pojavljuju u svim

istraţivanjima vezanim uz ove mreţe. Posebice, čini se da su eksponenti koji povezuju topologiju sa

prometom na tim mreţama racionalni što upućuje na njihovu moguću geometrijsku interpretaciju.

Unutar teme student će proučiti postojeće podatke i uz pomoć mentora formulirati model kojem je cilj

reproducirati barem neke od uočenih eksponenata. Detaljni opis modela trebao bi u sebi sadrţavati

stupnjeve, snage i koeficijente grupiranja čvorova, te teţine veza. Napredan student bi mogao proučiti

i perkolacijska svojstva tog modela te opisati fazni prijelaz koji je u modelima toga tipa očekivan. Vrlo napredni student pokušat će formulirati i renormalizacijsku grupu za dani model.


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 moţe 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 vaţnih 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 moţe zajedno činiti jedno jedino stanje gibanja, u kojem nema trenja.

Studijski smjer: Fizika (istraţivački), 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 vaţnim 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 kratkodoseţne odbojne sile meĎu

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

kvantnim stanjima. Bitan fizikalni sadrţaj ovih problema se moţe 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 istraţivanja, 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 ravnoteţi,

dok se odstupanja od ravnoteţe očituju na velikim udaljenostima i za vremena puno duţa, nego je

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

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

nanometarskim skalama, a neravnoteţno 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 istraţivanjima 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 : Dr. Gorjana Jerbić-Zorc

Institucija: PMF

Naslov teme: Fizikalne osnove Teslinih izuma

Sadržaj teme: U radu će se obraditi sadrţaji iz fizike na kojima se temelje najvaţniji izumi N. Tesle,

te analizirati kad se u školskom programu učenici susreću s ovim sadrţajima (tehnička kultura i

fizika) i na koji način su obraĎeni.


Mentor : Doc.dr.sc. Selma Supek

Institucija: PMF

Naslov teme: Proučavanje procesa paţnje 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 istraţivanja procesa paţnje kod zdravih i ispitanika sa dijagnosticiranom hiperaktivnošću i

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


Mentor : Prof.dr.sc. Mirko Planinić

Institucija: PMF

Naslov teme: Mjerenje jednostrukih spinskih asimetrija u sudarima polariziranih protona na RHIC sudarivaču

Sadržaj teme: Produkcija čestica s velikim transverzalnim impulsom pri sudarima polariziranih

protona na visokim energijama je osjetljiva na kvarkovsku i gluonsku spinsku strukturu protona.

Izazov za teoriju je razumijevanje azimutalne asimetrije za produkciju čestica u sudarima s

transverzalno polariziranim protonima koja je poznata kao jednostruka spinska asimetrija (JSA).

Teorija ne predviĎa velike JSA u kolinearnoj pQCD. Usprkos tome velike JSA izmjerene su za

inkluzivnu pionsku produkciju u p↑ + p sudarima u širokom rasponu energija sudara .

Cilj mjerenja transverzalne jednostruke spinske asimetrije za produkciju neutralnih piona visokog

rapiditeta u protonskim sudarima na √s = 200 GeV je bolje razumijevanje mehanizama koji

generiraju JSA . Mjerenja su izvršena na RHIC sudarivaču detektorom STAR koji je nedavno

nadograĎen elektromagnetskim kalorimetrom na visokom pseudorapiditetu . U radu će se raditi na

poboljšanju kalibracije FPD detektora i procjeni sistematskih pogrešaka mjerenja JSA.



Institucija: PMF

Naslov teme: Izvori energije i energetika

Sadržaj teme: Izvori energije od interesa za energetiku: fosilni izvori (nafta, zemni plin, ugljen),

nuklearna energija iz fisijskih nuklearnih reaktora, hidroenergija, energija biomase, solarna energija,

energija vjetra. Fizikalne osnove raznih vrsta energije i pretvorbe energije. Pretvorbe energije u

eneregetici pri dobivanju i korištenju energije. Energetska efikasnost pri korištenju različitih izvora i

vrsta energije. Perspektive korištenja današnjih izvora energije i mogućih novih izvora energije.

Fizikalna ograničenja u korištenju energije.

Studijski smjer: prof. fizike i kemije, 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 mreţu. Takav proces povezivanja se zove perkolacija. Deponiranjem

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

Perkolacija čini vaţan 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 istraţivanje strukture tvari. Originalna metoda Stjepana

Mohorovičića za proračun potresa i primjena na juţnonjemački 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.

Studijski smjer: prof. fizike


Institucija: PMF

Naslov teme: Istraţivanje djelovanja prirodnih svemirskih i Zemaljskih oscilatora na dugoročno kretanje temperature na Zemlji

Sadržaj teme: Istraţivanje perioda u temperaturnoj sekvenci antarktičke lokacije EPICA Dome C

tijekom proteklih 830 000 godina primjenom FFT metode. Identifikacija dominantnih perioda i

rasprava njihovog fizikalnog podrijetla. Osnovni tipovi fizikalnih interakcija izmeĎu podsustava na

Zemlji te interakcija izvanzemaljskog podsustava sa sustavima na Zemlji. Utjecaj stohastičkih

procesa i simulacija. Istraţivanje uzročno-posljedične veze dinamike temperature i atmosferske CO2

koncentracije koristeći EPICA Dome C temperaturne sekvence. Evaluacija modela efekta staklenika

primjenom klasične teorije plinova i termodinamike i dodatni utjecaj na temperaturnu sekvencu.


Documents

Prijedlozi tema za diplomske radove za bolonjske studente ... · Diplomski rad bi se radio u Laboratoriju za molekulsku fiziku Zavoda za fiziku materijala, IRB, koji raspolaţe sa