Prijedlozi tema za diplomske radove u 2011.
Mentor : Prof. dr. sc. Amon Ilakovac
Naslov teme: Renormalizacija i renormalizacijska grupa standardnog modela
Institucija: PMF
Sadržaj teme: Tema bi obuhvaćala dijelove slijedećih točaka: a. Izvod Feynmanovih pravila za
baždarne teorije. b. Integrali na nivou jedne petlje u d-dimenzijskom prostoru. Dimenzijska
regularizacija UV i IR divergencija. c. Nalaženje kontračlanova. d. Renormalizacija parametara
teorije (QED, QCD, WS modela). Konačnost teorije. Konačnost na nivou jedne petlje. e. Račun
konačnih dijelova amplituda. f. Primjena divergentnih članova u odreĎivanju renormalizacijskih
grupnih jednadžbi (RGE). g. Numeričko rješavanje RGE. OdreĎivanje parametara modela kao
funkcije energije uz zadane početne uvjete. Informacije o metodama odreĎivanja početnih uvjeta. h.
Primjena gornjih metoda na primjerima na nivou jedne petlje. Primjeri: magnetski moment miona;
S,T,U parametri; korekcije širina raspada i udarnih presjeka zbog preturbativnih doprinosa; skaliranje
konstanti veze; skaliranje masa; skaliranje partonskih distribucijskih funkcija i sl. Tema je pogodna za
izradu više diplomskih radova i bila je već prihvaćena ranije, i nije bila realizirana.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof. dr. sc. Amon Ilakovac
Naslov teme: Simetrije u fizici elementarnih čestica
Institucija: PMF
Sadržaj teme: Tema obraĎuje aspekte simetrije i primjene tih simetrija u fizici elementarnih čestica.
Npr. okusne simetrije, simetrija boje, baždarna simetrija ili općenitije interne simetrije kao što su
nabojna, barionska, leptonska, izaospinska, C-paritetna; diskretne Lorentzove simetrije (pariet, T-
inverzija) itd. Ideja je obraditi jednu od tih tema sa eksperimentalnog i/ili teorijskog stanovišta i dati
sadašnji status razmatranog problema u literaturi.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Damir Bosnar
Institucija: PMF
Naslov teme: Detekcija alfa čestica dijamantnim detektorima
Sadržaj teme: Kod nekih reakcije elektronskog raspršenja na jezgrama od velikog značenja u
fundamentalnoj nuklearnoj fizici te astrofizici potrebno je detektirati alfa čestice s mogućnošću
precizne rekonstrukcije energije i vremena opažanja, ali u prisustvu velikog pozadinskog zračenja
drugih čestica. Jedan od mogućih načina je uporaba dijamantnih detektora i odgovarajuće brze
elektronike. U diplomskom će se ispitati i pripremiti jednostavan sustav za detekciju alfa čestica za
planirane eksperimente elektronskog raspršenja na elektronskom ubrzivaču MAMI. Priprema
detektora će se vršiti u laboratoriju na Fizičkom odsjeku, a moguće je sudjelovanje u mjerenjima A1
kolaboracije u MAMI, Mainz, Njemačka.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Damir Bosnar
Institucija: PMF
Naslov teme: Scintilacijske niti za detekciju teških nabijenih čestica
Sadržaj teme:. U suvremenim eksperimentima nuklearne fizike i fizike elementarnih čestica te
astrofizike potrebni su detektori za preciznu registraciju putanja čestica. Jedan od novijih vrsta
detektora su i detektori sastavljeni od niza scintilacijskih niti (scintillating fibres). Scintilacijske niti
sastoje se od scintilirajućeg materijala omotanog tankim zaštitnim slojem. Promjer niti je do nekoliko
milimetara, a može biti različitih duljina, do nekoliko metara. Scintilacijski materijal kod prolaska
čestice emitira svjetlosni puls, u ovom slučaju od jednog do nekoliko stotina fotona, koji se klasičnim
fotomultiplikatorima ili nedavno razvijenim silicijevim fotomultiplikatorima pretvara u električni puls
kojeg je moguće procesirati nuklearnom elektronikom. U diplomskom radu, za potrebe planiranih
istraživanja svojstava interakcija hadrona i jezgara u eksperimentima kaonskih apsorpcija u jezgri
(Daphne, Frascati, Italija) ispitat će se svojstva odreĎenih scintilacijskih niti za detekciju teških
nabijenih čestica – pion, kaon. Posebno će se ispitati propagacija i slabljenje signala nakon detekcije
nabijene čestice u dugačkim scintilacijskim nitima i mogućnosti odreĎivanja razlike vremena kod
registriranja signala na krajevima niti te pripadna prostorna razlučivost. Mjerenja će se vršiti u
laboratoriju na Fizičkom odsjeku, a moguće je sudjelovanje i na mjerenjima u Laboratori Nazionali di
Frascati, Rim, Italija.
Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike i informatike
Mentor : Prof.dr.sc. Damir Bosnar
Institucija: PMF
Naslov teme: Mjerenje vremena života pozitronija
Sadržaj teme:. Pozitronij je vezano, no nestabilno stanje elektrona i pozitrona. Njegovo postojanje
predvidio je S. Mohorovičić 1934. godine, nakon otkrića pozitrona 1932. godine. Postojanje
pozitronija eksperimentalno je utvrĎeno 1951. godine i od tada proučavanje tog jednostavnog sustava
služi za ispitivanje temeljnih postavki kvantne elektrodinamike, no i u primjenama kod istraživanja
nekih svojstva materijala. I danas je to aktivno područje istraživanja s ambicioznim ciljevima
realizacije gama lasera, novih izvora energije ili pronalaženja novih prostornih dimenzija i fizike
izvan standardnog modela, te primjena.
U diplomskom će se proučiti načini anihilacije pozitronija i izgraditi jednostavan eksperimentalni
sustav za mjerenje vremena života pozitronija koji nastaje uhvatom pozitrona emitiranog iz izotopa 22Na od strane elektrona u izabranoj tvari. Za registraciju signala gama zraka iz scintilacijskih
detektora osim klasične analogne elektronika ispitat će se i mogućnost uporabe brzih digitalizatora
pulsa. Primijenit će se i po potrebi dodatno razviti odgovarajući algoritmi za analizu sakupljenih
podataka.
Studijski smjer: prof. fizike i informatike, prof. fizike i tehnike, prof. fizike
Mentor : Dr.sc. Zoran Škoda
Institucija: IRB/PMF-MO naslovno zvanje docenta
Naslov teme: Feynmanovi integrali i semiklasični limes
Sadržaj teme: Feynmanov pristup kvantnoj mehanici preko integrala po trajektorijama u terminima
je klasičnih koordinata, pa je pogodan za proučavanje semiklasičnog limesa i semiklasičnog razvoja.
Funkcionalni integral često nije egzaktno definiran, posebno u teoriji polja, nego je samo vrlo dobra i
poučna heuristika.
Otvoreno je pitanje kako rigorozno kvantizirati kvantne teorije polja s netrivijalnim meĎudjelovanjem
i simetrijama. UsporeĎivanje klasične, simplektičke geometrije faznog prostora i formalizma
funkcionalnih integrala vodi boljem razumijevanju samog koncepta kvantizacije. Cilj ovog
diplomskog je upoznati se s osnovnim geometrijskim i fizikalnim aspektima koji su relevantni za
pitanje kvantizacije u formalizmu Feynmanovih integrala te razumijevanje kratkovalne aproksimacije
koja u tom slučaju vodi na semiklasični razvoj, a kod obične valne jednadžbe do limesa geometrijske
optike. Student će upoznati i primjere kad naivni recepti za Feynmanov integral u konfiguracijskom
prostoru trebaju korekcije koje su odreĎene Maslovljevim indeksom iz geometrije faznog prostora.
Sam semiklasični razvoj u više dimenzija, za razliku od 1-dimenzionalne WKB metode, takoĎer treba
bolje razumijevanje Maslovljevog indeksa. TakoĎer je u praksi korisno znati kako kod nekih, mahom
superintegrabilnih, sustava funkcionalni integral ima svojstvo lokalizacije, tj. da već vodeći član u
semiklasičnom razvoju Feynmanovog integrala daje egzaktni rezultat.
Studijski smjer: Fizika (istraživački),
Mentor : Dr.sc. Ivan Kupčić
Institucija: PMF
Naslov teme: Karakterizacija grafenskih uzoraka pomoću ramanske spektroskopije
Sadržaj teme: Ramanska spektroskopija je jedna od najvažnijih nedestruktivnih metoda za
odreĎivanje čistoće grafenskih uzoraka. U izmjerenim spektrima se pored signala porijeklom od
standardnih Raman-aktivnih fonona (G mod), čiji intenzitet ne ovisi ni o nepravilnostima rešetke niti
o nečistoćama, pojavljuje i signal (D mod) čiji položaj odgovara frekvenciji fonona koji nisu Raman-
aktivni, a intenzitet ovisi o ukupnom neredu u sustavu. Relativni intenzitet D i G signala je prema
tome mjera nereda u grafenu (slično i u grafitu, nano-cjevčicama i fulerenima). D mod u grafenu je
jedan od najvažnijih primjera rezonantnog ramanskog raspršenja u fizici čvrstog stanja. Isto tako, on
predstavlja jedinstven primjer u kojem je moguće izmjeriti disperziju fonona pomoću ramanske
spektroskopije.
U ovom radu će se izvesti poznati izraz za meĎuvrpčanu optičku vodljivost te njezina druga
derivacija po bozonskom pomaku, koja predstavlja adijabatsku aproksimaciju za korijen intenziteta u
dvo-bozonskom ramanskom raspršenju. Nakon toga će se numerički istražiti najvažnije anomalije
vezane uz signal D moda u grafenu. Račun se temelji na formalizmu jednadžbi gibanja za fonone i
elektrone te na minimalnoj supstituciji za vezanje svjetlosti i vodljivih elektrona.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Ivan Kupčić
Institucija: PMF
Naslov teme: Utjecaj spinskih fluktuacija na antiferomagnetsko ureĎenje u 2D Hubbardovom modelu
Sadržaj teme: Odbojna interakcija elektrona suprotnog spina na atomu odgovorna je za
antiferomagnetsku (AFM) nestabilnost polupopunjene vrpce u kvazi-2D metalima. Hubbardov model
je najjednostavniji model u kojem možemo tu pojavu teorijski razmatrati, a stehiometrijski uzorci iz
klase visokotemperaturnih supravodiča su najvažniji sustavi koji se eksperimentalno istražuju.
Aproksimacija srednjeg polja se obično koristi za odreĎivanje kritične temperature AFM ureĎenja
TNMF. No, stvarna temperatura AFM ureĎenja TN je znatno manja od TN
MF, što je posljedica prisustva
transverzalnih spinskih valova čija je disperzija linearna funkcija valnog vektora. U ovom radu će se
odrediti disperzija elektrona u ureĎenom AFM stanju, u aproksimaciji srednje polja, ukupna slobodna
energija te njezina derivacija po parametru ureĎenja, koja odgovara statičkoj AFM magnetskoj
susceptibilnosti sustava. Odredit će se kritična temperatura TNMF iz te magnetske susceptibilnosti, te
iz AFM jednadžbe samosuglasnosti, za tipične parametre u disperziji elektrona. Ukratko će se
procijeniti efekti spinskih fluktuacija na kritičnu temperaturu. Račun se temelji na uobičajenoj
matričnoj reprezentaciji za jednoelektronsku Schrödingerovu jednadžbu u kristalima te na
standardnom izrazu iz (kvantne) statističke fizike za slobodnu energiju. Ovaj problem ima i
feromagnetsku inačicu, koja je formalno jednostavnija, a fizikalno jednako važna.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Matko Milin
Institucija: PMF
Naslov teme: Nukleosinteza u ranom Svemiru
Sadržaj teme: U ranom Svemiru, unutar prvih desetak minuta nakon Velikog praska, odigravao se
čitav niz nuklearnih reakcija meĎu izotopima vrlo laganih elemenata (vodik, helij, litij, berilij). Ta
prvobitna nukleosinteza rezultirala je u sljedećem sastavu vidljive materije: otprilike 76% vidljive
mase sastojalo se od vodika (1H), a 24% od helija (4He). Osim ta dva elementa, stvorena je i mjerljiva
količina nuklida 2H i 7Li - rezultati mjerenja za ovaj potonji trenutačno nisu u skladu s modelom
prvobitne nukleosinteze. Taj tzv. "problem litija" neriješen je već dulje od desetak godina i predmet je
intenzivnog istraživanja u nuklearnoj astrofizici.
U okviru izrade ovog diplomskog rada proučio bi se utjecaj nedovoljno točnog poznavanja udarnih
presjeka za pojedine nuklearne reakcije na količinu stvorenog litija u ranom Svemiru. Upotrijebili bi
se standardizirani kodovi za prvobitnu nukleosintezu, te pomoću njih proučila mogućnost da je
rješenje "problema litija" u nepotpunoj mreži reakcija kojom se modelira prvobitna nukleosinteza.
Diplomand bi se i sudjelovanjem u eksperimentu upoznao s metodama mjerenja nuklearnih veličina
potrebnih za modeliranje ovog dijela nuklearne astrofizike.
Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i kemije
Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: Raspršenje elektrona na egzotičnim atomskim jezgrama
Sadržaj teme: Raspršenje elektrona na atomskim jezgrama daje vrlo precizni uvid u strukturna
svojsva kao što su veličina jezgre i distribucija naboja. U principu, elektron je bolja nuklearna proba
nego alfa čestice u Rutherfordovom raspršenju, jer je točkasta čestica i može penetrirati u jezgru. U
okviru predloţene teme, predviĎen je razvoj novog fizikalnog modela za opis raspršenja elektrona na
atomskim jezgrama, u kojem će prijelazi u pobuĎena stanja jezgre biti opisani u okviru relativističke
kvazičestične aproksimacije slučajnih faza. Osnovno stanje jezgre, odnosno jednočestična stanja i
valne funkcije nukleona bit će odreĎeni u okviru relativističkog Hartree-Bogoliubov modela, odakle
će biti izgraĎen skup dvo-kvazičestičnih pobuĎenja koja doprinose u izračunu udarnih presjeka za
raspršenje elektrona. Osim razmatranja raspršenja elektrona na stabilnim jezgrama, planirano je i
istraživanje potencijalno novih pojava u raspršenju elektrona na nestabilnim nuklearnim sustavima,
odnosno istraživanje mogućnosti postojanja novih egzotičnih kolektivnih modova pobuĎenja. Ova tema je prikladna za izradu više diplomskih radova. Više informacija na www.phy.hr/~npaar.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: Egzotične rezonancije u jezgrama izvan doline stabilnosti
Sadržaj teme: Ekstremne vrijednosti izospina egzotičnih jezgri daleko od stabilnosti, kao i njihovo
slabo vezanje, otkrivaju nove strukturne fenomene kao što je neutronski "halo" i neutronski omotač,
koji igraju važnu ulogu u razumijevanju nuklearnog problema mnoštva čestica i njihovog
meĎudjelovanja. Prilikom pobuĎenja, ovakve jezgre mogu rezultirati kolektivnim gibanjem slabo
vezanih nukleona, što rezultira pojavom egzotičnih rezonancija koje se danas mogu i eksperimentalno
mjeriti, npr. raspršenjem fotona, protona, alfa čestica na jezgrama ili u relativističkim sudarima teških
iona. Takvi modovi su interesantni ne samo kao novi fizikalni fenomeni, nego igraju i važnu ulogu u
procesima od značaja za astrofiziku. U okviru ove teme predviĎeno je teorijsko istraživanje jednog od
egzotičnih kolektivnih modova pobuĎenja u atomskim jezgrama i njegovu interpretaciju pomoću
najnovijih relevantnih eksperimentalnih podataka sa vodećih ubrzivača u svijetu. PredviĎena je
primjena teorijskog okvira zasnovanog na relativističkom energijskom funkcionalu gustoće i
kvazičestičnoj aproksimaciji slučajnih faza. Ova tema je prikladna za izradu više diplomskih radova. Više informacija na www.phy.hr/~npaar.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: Astrofizički procesi u evoluciji supernove
Sadržaj teme: U okviru ove teme predviĎen je teorijski opis procesa koji se odvijaju tijekom
eksplozivne evolucije supernove tipa IIa i igraju značajnu ulogu u nukleosintezi kemijskih elemenata
u r-procesu. Istraživanja uključuju razvoj teorijskog formalizma za opis uhvata elektrona, neutrina, i
beta raspada atomskih jezgri u uvjetima konačne temperature karakteristične u fazi koja prethodi
kolapsu jezgre supernove tipa IIa. S obzirom da teorijski opis ovakvih procesa zahtjeva intenzivne
numeričke proračune, u okviru ove teme postoji mogućnost razvoja modernih metoda paralelnog
programiranja zasnovanih na protokolu "Message Passing Interface" (MPI). Proračuni će biti izvedeni
na novom klaster računalu instaliranom na Fizičkom odsjeku u okviru Centra za napredno
računarstvo PMF-a, koji trenutno raspolaže sa ukupno 340 procesorskih jezgara, kao i u okviru
Hrvatske nacionalne grid infrastrukture (CRO-NGI). Ova tema je prikladna za izradu više diplomskih
radova. Više informacija na www.phy.hr/~npaar.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
_________________________________________________________________________________
Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: Primjena metoda paralelnog računarstva na klaster i grid sustavima
Sadržaj teme: Ova tema uključuje razvoj modernih metoda paralelnog računarstva u okruženju
klaster i/ili grid sustava za značajnim brojem procesorskih jedinica. Komunikacija izmeĎu različitih
jedinica klaster računala bit će provedena putem protokola "Message Passing Interface" (MPI), koji
predstavlja standard za komunikaciju izmeĎu procesa koji se odvijaju izvoĎenjem paralelnog
programa na sustavima sa distribuiranom memorijom. PredviĎeno je rješavanje elementarnih primjera
za paralelizaciju računalnih kodova i usvajanje praktičnog znanja u sinhronizaciji i komunikaciji
pojedinačnih komponenti paralelnog programa, kao i njihova optimizacija. Razvoj novih metoda i
njihova primjena bit će provedeni na novom klaster računalu instaliranom na Fizičkom odsjeku u
okviru Centra za napredno računarstvo PMF-a, koji raspolaže sa ukupno 340 procesorskih jezgara,
kao i u okviru Hrvatske nacionalne grid infrastructure (CRO-NGI). Za rad na ovoj temi potrebno je
znanje programiranja u C/C++ programskom jeziku. Ova tema je prikladna za izradu više diplomskih radova. Više informacija na www.phy.hr/~npaar.
Studijski smjer: prof. fizike i informatike
Mentor : Prof.dr. sc. Nils Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: MeĎudjelovanje neutrina s atomskim jezgrama u zvijezdama
Sadržaj teme: PredviĎeno je istraživanje udarnih presjeka za apsorpciju neutrina na atomskim
jezgrama na konačnoj temperaturi karakterističnoj u stadiju evolucije supernove koji prethodi
eksploziji. Inkluzivni neutrino-jezgra udarni presjeci bit će istraženi koristeći relativističku teoriju
srednjeg polja na konačnoj temperaturi za opis svojstava atomske jezgre, dok će meĎudjelovanje
neutrina i jezgre biti opisano standardnim Hamiltonianom slabe interakcije. Udarni presjeci će biti
istraženi kao funkcija energije ulaznih neutrina, s posebnim osvrtom na evoluciju udarnih presjeka sa
povećanjem temperature u rasponu karakterističnom za okruženje zvijezde u kojoj se reakcije
odvijaju. Temeljem dobivenih rezultata, bit će razmotreni mogući učinci apsorpcije neutrina tijekom
evolucije zvijezde, kao i mogući doprinos neutrina nukleosintezi kemijskih elemenata u eksploziji supernove. Više informacija na www.phy.hr/~npaar.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Ana Smontara
Institucija: IF
Naslov teme: Transportna svojstva dopiranih 122 željezo-pniktida
Sadržaj teme: Pniktidi su relativno nova porodica slojastih materijala. Kod njih se mogu javiti
ureĎenja kao što su magnetsko ureĎenje, val gustoće spina, dok se dopiranjem elektronima ili
šupljinama ti magnetski prijelazi potiskuju u korist supravodljivog prijelaza. Neki dopirani pniktidi
imaju relativno visoku temperaturu supravodljivog prijelaza (TC oko 50 K), stoga se ubrajaju u
visokotemperaturne supravodiče. Zanimljivo je da se u supravodljivu fazu može ući i primjenom
tlaka na ne dopirani materijal. Cilj rada je steći bolji uvid u elektronsku strukturu materijala kao i
mehanizme transporta naboja, mjerenjem eletrične otpornosti i termostruje pod visokim tlakovima i u širokom temperaturnom rasponu (od 2 K do temperatura znatno viših od sobne temperature).
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Ana Smontara
Institucija: IF
Naslov teme: Utjecaja tlaka na elektronska svojstva interkaliranih dihalkogenida
Sadržaj teme: Dihalkogenidi spadaju u slojaste materijale u kojima se kao posljedica kvazi-
dvodimezionalnosti javlja čitav niz zanimljivih efekata kao što je val gustoće naboja, val gustoće
spina, supravodljivost, antiferomagnetizam, feromagnetizam itd. Zbog slojevitosti strukture,
dihalkogenide je moguće interkalirati i na taj način mijenjati njihova elektronska svojstva te time
inducirati ili potisnuti gore spomenute pojave. No primjena hidrostatskog tlaka može imati vrlo sličan
učinak kao i interkaliranje, te stoga predstavlja važnu metodu u istraživanju fizikalnih pojava i
svojstava tih materijala. U okviru rada bi se mjerila transportna svojstva (termostruja i električna
otpornost) na visokim tlakovima (do 20GPa) na Co1/3NbS2, koji je posebno zanimljiv zbog magnetskog faznog prijelaza te njegovog potiskivanja uvoĎenjem tlaka.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Ivan Kokanović
Institucija: PMF
Naslov teme: Hallov efekt u YBCO tankom filmu dopiranom kalcijem
Sadržaj teme: Proučavat će se Hallov efekt u visokotemperaturnim supravodičima. Istražit će se
temperaturna i magnetska ovisnost otpornosti filma kao i kako Hallov napon ovisi o magnetskom
polju i temperaturi pri konstantnoj struji, te iz tih mjerenja odrediti vrijednosti Hallove konstante kao
i Hallov kut.
Studijski smjer: prof. fizike, Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Ivan Kokanović
Institucija: PMF
Naslov teme: Metalna stakla
Sadržaj teme: Proučavat će se način pripreme i struktura metalnih stakala. U okviru teme istražit će
se diferencijalnom kalorimetrijom i difrakcijom X zraka struktura odabranih metalnih stakala te
njihova kristalizacija kad se metalna stakla podvrgnu odreĎenim brzinama grijanja do temperatura
iznad temperature kristalizacije.
Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike
Mentor : Prof.dr.sc. Hrvoje Buljan
Institucija: PMF
Naslov teme: Optička svojstva grafena
Sadržaj teme: U diplomskom radu analizirati će se optička svojstva grafena. PredviĎa se da student,
koristeći već poznate izraze za vodljivost grafena u ovisnosti o dopiranju, proučava rješenja
Maxwellovih jednadžbi npr. refleksiju i transmisiju svjetlosti u ovisnosti o kutu i polarizaciji
svjetlosti i slične probleme koji su od trenutnog interesa zajednice koja proučava grafen i njegova
svojstva.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Nazif Demoli
Institucija: IF
Naslov teme: Utjecaj ureĎenosti zapisa na smetnje u digitalnoj holografiji
Sadržaj teme: Počeci holografije karakterizirani su upotrebom koherentnih izvora svjetlosti i visoko-
razlučivih foto-emulzija. Za snimanje holograma korišten je, u takvoj klasičnoj holografiji, foto-
materijal s razlučivanjem 1-2 reda veličine većim od razlučivanja foto-materijala koji se primjenjuju
u standardnoj fotografiji. Razvojem digitalne holografije, foto-materijal je zamijenjen matričnim foto-
osjetljivim senzorima (kao što je CCD senzor), a optička rekonstrukcija je zamijenjena numeričkom
obradom. Time je postupak snimanja holograma postao brži i fleksibilniji, ali je ureĎenost i malo
razlučivanje matričnih senzora uzrokovalo niz problema kao što su: smetnja nultog reda difrakcije,
speckle i alijasing. U okviru diplomskog rada trebalo bi u potpuno identičnim uvjetima snimiti
holograme pomoću, s jedne strane, CCD senzora (digitalna holografija) i, s druge strane, crno-bijelog
standardnog filma (klasična holografija, ali s nisko-razlučivim foto-materijalom). Usporedbom dobivenih rezultata treba prodiskutirati utjecaj ureĎenosti zapisa na smetnje u digitalnoj holografiji.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Nazif Demoli
Institucija: IF
Naslov teme: OdreĎivanje parametara mikrotvrdoće materijala pomoću digitalne holografske
interferometrije
Sadržaj teme: Digitalna holografija je postupak bilježenja i rekonstruiranja fazne informacije koju
nosi predmetni snop svjetlosti, uz upotrebu CCD senzora umjesto holografske foto-ploče (što je
obilježje klasične holografije). Digitalni hologram je, dakle, slika spremljena u memoriji računala
koja nosi informaciju o kontrastu i fazi valne fronte koja dolazi s površine predmeta. Ako snimimo
dva holograma površine predmeta, jedan prije i drugi nakon izazvane deformacije, zbrajanjem tih
holograma dobivamo interferogram koji rekonstruiran prikazuje osim same slike predmeta takoĎer i
pruge nastale na mjestu deformacije. Tako dobivamo holografsku interferometriju, tehniku s brojnim
primjenama u raznim područjima ljudske djelatnosti (primjerice: ispitivanja bez razaranja,
biomedicinska ispitivanja, ispitivanja dinamičkih pojava i vibracijskih modova i sl.). U Laboratoriju
za koherentnu optiku u tijeku je izrada holografskog mikroskopa s mogućnošću primjene Vickersove
piramide te potpuno novog pristupa mjerenju parametara mikrotvrdoće materijala. Zadatak
diplomskog rada bio bi istražiti 3D profile utisnuća u raznim materijalima te odrediti pripadne parametre mikrotvrdoće.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Goran Duplančić
Institucija: IRB
Naslov teme: Abraham-Minkowski dilema
Sadržaj teme: Abraham-Minkowski kontroverza je znanstvena rasprava o elektromagnetskom
impulsu u dielektričnom materijalu. Postoje dvije verzije jednadžbe kojom se definira tenzor
napetosti elektromagnetskog polja u materijalu. Verzija Minkowskog u konačnici kaže da je impuls
elektromagnetskog polja proporcionalan s indeksom loma materijala dok Abrahamova verzija tvrdi
da je impuls obrnuto proporcionalan s indeksom loma. Debata o tome koja je verzija točna traje već
sto godina, a dodatno je komplicira činjenica da su obe formulacije eksperimentalno potvrĎene u
različitim eksperimentima. Najnovija razmatranja pokušavaju kontroverzu razriješiti i pomiriti
kontradiktorne podatke na način da tvrde kako su obe formulacije točne s tim da se u jednoj
formulaciji radi o kanonskom, a u drugoj o kinetičkom impulsu. Posebnu draž debati daje činjenica
da formulacija Minkowskog, ako se pokaže točnom, predstavlja fizikalnu osnovu za prijeporni
"bezreakcioni" pogon.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Goranka Bilalbegović
Institucija: PMF
Naslov teme: NQR nanočestica niobija: teorija funkcionala gustoće
Sadržaj teme: Niobij je vrlo zanimljiv materijal čiji kristal i tanki filmovi pokazuju supravodljivost,
a nanočestice (klasteri) feroelektricitet. Nanočestice niobija (Nb)_n, koje odgovaraju minimumu
energije, za različite brojeve atoma n imaju geometrijske strukture s različitim simetrijama i različitu
elektronsku strukturu. Nuklearna kvadrupolna rezonancija (NQR) je eksperimentalna metoda
istraživanja čijom primjenom se može odrediti lokalna raspodjela naboja za materijale koji sadrže
kvadrupolne jezgre. Napredne metode modeliranja kristala i nanostruktura daju rezultate usporedive s
rezonantnim mjerenjima (nuklearna magnetska rezonancija, nuklearna kvadrupolna rezonancija i
elektronska paramagnetska rezonancija). Za diplomski rad se predlaže račun nuklearnih kvadrupolnih parametara nanočestica niobija uporabom kvantne teorije funkcionala gustoće i pseudopotencijala.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Hrvoje Skenderović
Institucija: IF
Naslov teme: Izrada ureĎaja za modificiranja transparentnih materijala pomoću femtosekundnog lasera
Sadržaj teme: Modificiranje transparentnih materijala pomoću svjetlosti zasniva se na nelinearnoj
apsorpciji unutar medija koja dovodi do optičkog razlaganja materijala i trajne promjene unutar
fokalnog volumena. Da bi došlo do razlaganja materijala potrebna je jakost električnog polja reda
veličine jakosti polja koje veže valentni elektron u atomu. Dovoljne jačine polja se lako postižu
fokusiranjem ultrakrtakih laserskih pulseva (oko 100 fs) pomoću objektiva kratke fokalne daljine.
Kratkoća pulsa reducira i termalne efekte i time se postiže velika preciznost upisivanja mikronskih i
submikronskih struktura. Ova tehnika nalazi primjenu u izradi 3D fotoničkih kristala, valovoda, mikrofluidnih ureĎaja i dr.
Predmet diplomskog je izrada jednostavnog ureĎaja koji bi obuhvaćao leće za kondicioniranje snopa,
objektiv i računalno upravljanje preciznim 3D pozicioniranjem uzorka. Ispitat će se kako jednostavni
parametri kao duljina pulsa, numerička apertura objektiva i intenzitet svjetlosti utječu na upisane strukture u uzorcima od stakla (kvarc, BK7 i dr.)
Za kandidata s nastavnog smjera naglasak diplomskog rada će biti na izradi programa koji će
računalno upravljati pozicioniranjem uzorka i kontrolom laserskog snopa što će kandidatu biti od
koristi prilikom demonstriranja pokusa u nastavi koji se zasnivaju na računalno upravljanim
instrumentima. Za kandidata s istraživačkog smjera naglasak rada će se staviti na fizikalne procese
koji dovode do modificiranja materijala pomoću fs pulseva.
Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike i kemije, prof. fizike, prof. fizike i informatike,
prof. fizike i tehnike
Mentor : Dr.sc. Milko Jakšić
Institucija: IRB
Naslov teme: Nanostrukturiranje pomoću ionskih tragova
Sadržaj teme: Prilikom zaustavljanja u materijalu, teški ioni energija oko 1 MeV/amu prenose veliku
količinu energije na okolinu pri čemu se u većini materijala formiraju latentni tragovi s velikom
koncentracijom defekata duž putanje iona. Kod polimera se ti latentni tragovi mogu jetkanjem
pretvoriti u nanorupice, te iskoristiti za proizvodnju nanožica ili kompleksnijih nanostruktura.
Korištenjem fokusiranog ionskog snopa malog intenziteta, gdje se svakom pojedinačnom ionu koji
tvori latentni trag u materijalu zna i pozicija ulaska u uzorak, mogle bi se proizvesti ureĎena područja
nanorupica u polimernom materijalu. Takav način nanostrukturiranja mogao bi imati i širu primjenu.
U sklopu izrade diplomskog rada bi se testirale različite metode detekcije ulaska teških iona u
materijal, konstrukcijom i optimizacijom detekcijskog sustava za sekundarne elektrone, svijetlo ili
transmitirane ione, te bi se odabirom najpovoljnije metode proizvele i različite strukture s
nanorupicama u polimerima. Eksperimentalni dio diplomskog rada bi se radio pomoću teškoionske mikroprobe na Tandem Van de Graaff akcleratoru Instituta RuĎer Bošković.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Slobodan Milošević
Institucija: IF
Naslov teme: Spektroskopija dvoatomskih molekula u radio-frekventnoj induktivno vezanoj hladnoj
plazmi
Sadržaj teme: Tematika diplomskog rada vezana je uz spektroskopsku karakterizaciju RF induktivno
vezane plazme pomoću opažanja emisijskih spektara dvoatomskih molekula. Usporedba s kvantno-
mehaničkim simulacijama omogućit će odreĎivanje rotacijsko-vibracijskih temperatura u ovisnosti o
raznim uvjetima primjene plazme. Rad obuhvaća, pored upoznavanja i pregleda odgovarajuće
literature o hladnoj plazmi i spektrima dvoatomskih molekula, upoznavanje i korištenje, vakumskih
ureĎaja, optičkih ureĎaja za analizu i detekciju svjetlosti (minijaturnih spektrometara s optičkim
vlaknom, standardni spektrometri sa CCD detektorom), elektroničkih ureĎaja za vremensko i
prostorno praćenje i obradu signala, kompjutersku obradu i analizu podataka (LabView) i kvantno-
mehaničke spektralne simulacije dvoatomskih molekula. Težište će biti na O2, H2, OH, CO
molekulama koje se redovito pojavljuju u nizu primjena kisikove hladne plazme. Novost u odnosu na
dosadašnji rad na toj tematici u našoj grupi, je upotreba modificiranog spektrometra visokog
razlučivanja (0.02 nm) opremljenog CCD detektorom. Očekujemo znatno unapreĎenje u neposrednoj kontroli neravnotežne plazme tijekom različitih procesa i mogućnost praćenja novih efekata.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Slobodan Milošević
Institucija: IF
Naslov teme: Efekti plazmene igle na laserski proizvedenu plazmu
Sadržaj teme: Tematika diplomskog rada vezana je uz laserski proizvedene plazme. Cilj je istražiti
eventualne efekte plazmene igle kao izvora metastabilnih atoma helija na pojačanje emisije odnosno
apsorpcije laserski proizvedene plazme. Rad obuhvaća, pored upoznavanja i pregleda odgovarajuće
literature, upoznavanje i korištenje, vakumskih ureĎaja, pulsnih ns Nd-YAG lasera i ekscimerskog
lasera s laserom na organske boje, optičkih ureĎaja za analizu i detekciju svjetlosti (minijaturnih
spektrometara s optičkim vlaknom, standardni spektrometri sa CCD detektorom), metode cavity
ringdown spektroskoije, elektroničkih ureĎaja za vremensko i prostorno praćenje i obradu signala,
kompjutersku obradu i analizu podataka (LabView) modeliranje fizikalnih procesa u eksperimentu,
itd. Kao najvjerojatniji test sistem promatrat ćemo plazmu željeza. Efekti se očekuju na razini
promjene dinamike širenja oblaka plazme i na preraspodjeli naseljenosti atoma u odreĎenim elektronskim stanjima.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Ivica Picek
Institucija: PMF
Naslov teme: Viši multipleti slabog izospina kao mogući kandidati za tamnu tvar
Sadržaj teme: Čestični sadržaj standardnog modela može se proširiti višim multipletima
grupe SU(2) slabog izospina. Ukoliko dodani multiplet sadrži neutralnu česticu kao
najlakšu komponentu, ona je automatski stabilna i mogući je kandidat za tamnu tvar.
Najizglednijim kandidatom fermionske tamne tvari se pokazuje fermionski izospinski 5-plet.
Kroz diplomski rad studenti bi se upoznali s poopćenjima standardnog modela višim multipletima kao i njihovom nestandardnom fenomenologijom.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Suzana Szilner
Institucija: IRB
Naslov teme: Eksperimentalno odreĎivanje multipolariteta elektromagnetskih prijelaza izazvanih
reakcijama prijenosa nukleona
Sadržaj teme: U okviru diplomskog rada treba izvrijedniti podatke vezane uz elektromagnetske
prijelaze pobuĎene nuklearnom reakcijom 40Ar+208Pb mjerenom magnetskim spektrometrom
PRISMA u koincidenciji s detektorom γ-zračenaj CLARA. Spektri pobuĎenja izotopa argona
izazvanih rekacijom prijenosa neutrona ukazuju na snažno pobuĎenje jednočestičnih stanja, te stanja
nastalih vezanjem jednočestičnih stanja s kolektivnim bozonima. Niz novootkrivenih stanja objašnjen
je vezanjem izmeĎu stanja 2+ parnih izotopa i neutrona u orbitali f7/2 u izduženu konfiguraciju spina
11/2 -. Kako mjerenje daje samo koincidencije izmedu izotopa argona i γ-zraka, informacija o spinu
dobivena je usporedbom s modelom ljusaka. Modularnost γ-detektora CLARA daje mogućnost
izvrijednjavanja kutnih raspodjela elektromagnetskih prijelaza, te time omogućuje dublji uvid u
multipolaritete tih prijelaza.
Nuklearni modeli reakcija predviĎaju da je udarni presjek prijenosa nukleona najveći kada su
orbitale sudarajučih jezgra poravnate, a to ovisi o energiji. Glavni zadatak ovog diplomskog rada
bio bi provjeriti poravnatost orbitala u slučaju reakcija prijenosa nukleona na energijama bliskim
kulonskoj barijeri. Prvi korak bio bi provjeriti metodu na poznatim prijelazima, a onda pokušati
odrediti multipolaritet novootkrivenih elektromagnetskih prijelaza.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Kornelija Passek- Kumerički
Institucija: IRB
Naslov teme: Izabrani procesi u Standardnom modelu i Nekomutativnom standardnom modelu
Sadržaj teme: Današnji ubrzivači čestica (LHC, Tevatron...) omogućuju ispitivanje Standardnog
modela (SM) elementarnih čestica kao i mogući uvid u odstupanja od Standardnog modela. Jedne od
zanimljivijih mogućnosti predstavljaju teorije koje uvode nekomutativnost izmeĎu prostor-vrijeme
koordinata, te za posljedicu imaju odstupanja od, u komutativnim teorijama uobičajenih, koncepata
(npr. Lorentzova simetrija). U literaturi su prisutni razni nekomutativni modeli koji opisuju
interakcije elementarnih čestica, i njihova predviĎanja je moguce uporediti s eksperimentom. Ideja
(jednog a možda i više diplomskih radova) je upoznavanje s osnovnim postavkama nekomutativnih
teorija kao i specifičnog Nekomutativnog standardnog modela (NCSM). Nadalje slijedi
izvrednjavanje i usporedba izabranih procesa (u osnovnom redu računa smetnje) u Standardnom i
Nekomutativnom standardnom modelu, a koristeći Feynmanova pravila iz literature. U procesu
izrade diplomskog rada student savladava osnove računanja Feynmanovih diagrama u oba modela,
susreće se s preispitivanjem raznih postavki koje se implicitno podrazumijvaju u komutativnim
teorijama no ne vrijede nužno u nekomutativnim, te time učvršćuje i razumijevanje kvantne fizike i fizike Standarnog modela.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Kornelija Passek- Kumerički
Institucija: IRB
Naslov teme: Od partonskih distribucija do generaliziranih partonskih distribucija
Sadržaj teme: Sastav protona/nukleona i njegov prikladan opis i dalje predstavlja jedan od najvećih
teorijskih izazova, kao i vrlo potrebnu ulaznu informaciju za eksperimentalna istraživanja na velikim
sudaračima čestica (LHC...). Ideja diplomskog rada je ponoviti i proširiti na dodiplomskom studiju
stečeno znanje o dobivanju informacija o strukturi protona iz duboko neelastičnih raspršenja (DIS) i
tako dobivenih partonskih distribucija (PDF). Nadalje slijedi upoznavanje sa ekskluzivnim procesima
koji nude više informacija te sa generaliziranim partonskim distribucijama (GPD). U osnovnom redu
računa smetnje proveo bi se račun duboko virtualnog Comptonovog raspršenja (DVCS) i (ako
vrijeme dopusti) duboko virtualne elektroprodukcije mezona (DVEM) i tako reproducirali rezultati iz
literature. U procesu izrade diplomskog rada student se dakle upoznaje sa trenutno dostupnim
informacijama i izvorima informacija o strukturi protona te savladava osnove računanja elementarnih
Feynmanovih diagrama u okviru perturbativne kvantne kromodinamike.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Marina Ilakovac Kveder, naslovni docent PMF
Institucija: IRB
Naslov teme: Usporedba relaksacijskih mehanizama paramagnetskog centra u staklu i kristalnoj matrici
Sadržaj teme: Predložena tema diplomskog rada pripada segmentu fizike čvrstog stanja i dio je
naših temeljnih istraživanja financiranih u okviru projekta Molekulska struktura i dinamika sustava s
paramagnetskim česticama (MZOŠ, projekt 098-0982915-2939). Diplomski rad se nadovezuje na
naša prethodna istraživanja (Phys. Rev. B 80, 052201 (2009); J. Chem. Phys. 134, u tisku 2011).U
okviru predložene teme student će steći osnovna znanja spektroskopske metode elektronske
paramagnetske rezonancije (EPR) koja je pogodna za istraživanje kako ureĎenih (kristalnih) tako i
neureĎenih (stakla) sustava. Cilj istraživanja je saznati na koji način neureĎenost utječe na sklapanje
spina elektrona s rešetkom i usporediti ga s Debye teorijom koja opisuje kristalne sustave.
Eksperimentalna instrumentacija je jedina takove vrste u Hrvatskoj, a osnovna prednost joj je u
odnosu na druge spektroskopske tehnike što omogućuje pogled u lokalna, dinamička svojstva okoline paramagnetskog centra na nanometarskog skali.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Marijan Mileković
Institucija: PMF
Naslov teme: Nekompaktne grupe u fizici: SU(1,1)
Sadržaj teme: Kompaktne (Lieve) grupe/algebre i njihove reprezentacije/realizacije, poput SO(3) i
SU(2), su standardni dio dodiplomskog curriculuma. Nekompaktne grupe/algebre se rjeĎe sreću u
dodiplomskoj nastavi, iako imaju širu primjenu u raznim fizikalnim sustavima. U radu bi trebalo
opisati nekompaktnu pseudo-unitarnu grupu SU(1,1) , njene (unitarne) ireducibilne reprezentacije te
pripadajuću Lievu algebru su(1,1). Primjene ove grupe/algebre uključivale bi teoriju superfluida
(Foldy-ev model i Schwingerova realizacija algebre) i kvantno-mehanički problem sa singularnim
potencijalom (inverzni kvadrat i Bargmanova realizacija algebre.) Alternativno, mogu se razmatrati
modeli kvantne optike i koherentna stanja.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Marijan Mileković
Institucija: PMF
Naslov teme: Singularni potencijali u kvantnoj mehanici
Sadržaj teme: Rješava se Schrodingerova jednadžba u 1D sa singularnim potencijalom 1/x^2.
Na tom primjeru diskutiraju se pojmovi poput regularizacije i renormalizacije,kvantne anomalije te
samo-adjungirane ekstenzije ('self-adjoint extension') Hamiltonijana (barem dva pojma,po izboru).
Kao realni fizikalni primjer ovog 1D modela diskutira se Fermi-Tellerov rezultat (u 3D) za
postojanje kritičnog dipolnog momenta u sustavu točkasti naboj – stacionarni električni dipol.
Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i informatike
Mentor : Prof. dr. sc. Ivo Batistić
Institucija: PMF
Naslov teme: Osnovno stanje i nisko energijska pobuĎenja jako koreliranih malih sustava.
Sadržaj teme: U radu će se raditi direktna dijagonalizacija Hubbardova hamiltonijana (i proširenog
Hubbardova hamiltonijana) sustava od nekoliko elektrona koji se gibaju na rešetki od nekoliko
čvorišta. Neki rezultati se mogu napraviti analitičkim računom, a za nešto veće sustave koristi će se
numeričke simulacije. Rezultati dobiveni ovim egzaktnim pristupom mogu se usporediti s poznatim
rezultatima koji se dobiveni za beskonačni sustav koji se dobivaju pribliţnim metodama.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof. dr. sc. Ivo Batistić
Institucija: PMF
Naslov teme: Gustoća stanja fononskih pobuĎenja jednostavne kubične rešetke i izračun fononskog
doprinosa toplinskom kapacitetu.
Sadržaj teme: Tijekom studija studenti se upoznaju s izračunom toplinskog kapacitetu unutar
Debyevog i Einsteinovog modela. U tim se proračunima koristi nekoliko aproksimacija kako bi
račune bilo moguće napraviti analitički. U ovom radu bi se uveo pojam fononske gustoće stanja.
Takva fononska gustoća stanja izračunat će se za jednostavnu kubičnu rešetku pretpostavljaući da su
atomi u rešetki vezani s prvim susjedima s oprugama. Dobiveni rezultat će se iskoristiti za izračun
fononskog doprinosa toplinkom kapacitetu. Račun će se napraviti numerički. Napravit će se
usporedba s aproksimativnim analitičkim izračunima.
Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike
Mentor: Dr. sc. Damir Starešinić
Institucija: IF
Naslov teme: Utjecaj nereda na transportna i dielektrična svojstva sistema s valovima gustoće naboja
Sadržaj teme:
Kolektivno stanje vala gustoće naboja (VGN) javlja se u kvazi jednodimenzionalnim vodičima kao
posljedica anomalne odzivne funkcije jednodimenzionalnog elektronskog plina. VGN iskazuje mnoga
neobična svojstva poput nelinearne vodljivosti u malom električnom polju, periodičnog šuma u
nelinearnom režimu, vrlo velike dielektrične konstante na niskim frekvencijama i rezonancije na
visokim frekvencijama. Sva ta svojstva posljedica su vezanja VGNa na vanjske „smetnje“ u obliku
topoloških defekata ili nečistoća u meĎuigri sa zasjenjenjem VGNa slobodnim nosiocima naboja. U
okviru projekta „Kompleksni modulirani sistemi: nova osnovna stanja, defekti i magnetski efekti“ na
Institutu za fiziku proučavamo utjecaj kristalnih defekata kontrolirano stvorenih ozračivanjem
protonima na transportna i dielektrična svojstva VGN sistema. Posebno nam je pri tome zanimljiva
pojava prijelaza u novo stanje VGN stakla na mezoskopskim prostornim skalama.
Za temu diplomskog rada predlažemo proučavanje utjecaja nereda na transportna i dielektrična
svojstva VGN sistema TaS3, K0.3MoO3 i Rb0.3MoO3. Izmjerila bi se transportna svojstva (linearna
i nelinearna vodljivost) i toplinski potaknute struje izbijanja u širokom rasponu temperatura i
električnog polja za uzorke različitog stupnja nereda. Iz rezultata mjerenja odredio bi se utjecaj
nereda na temperaturu prijelaza i energetski procjep VGN stanja, na kritično polje za nelinearno
voĎenje i time na jačinu i karakter vezanja VGNa na defekte, tzv. „zapinanje“ te na na temperaturu
prijelaza i svojstva novog niskotemperaturnog stanja VGN stakla. Pri tome bi se utvrdile
kvantitativne i kvalitativne promjene svojstava VGNa zbog promjene prostorne skale nereda koje bi
se povezale s postojećim teorijskim modelima. U okviru izrade diplomskog rada pristupnik bi se
upoznao s tehnikama rada na niskim temperaturama, tehnikom i metodom analize ozračivanja
ionskim snopovima, metodama mjerenja i teorijske analize ovisnosti električne vodljivosti o
temperaturi i električnom polju, metodom mjerenja i teorijske analize toplinski potaknute struje
izbijanja te teorijama vala gustoće naboja i neureĎenih sustava odnosno stakala.
Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i tehnike
Mentor: Dr. sc. Saša Ceci
Institucija: IRB
Naslov teme: Model-neovisne metode ekstrakcije rezonantnih parametara
Sadržaj teme:
Rezonancije se pojavljuju u mnogim područjima fizike, a u ovoj se temi prvenstveno koncentriramo
na amplitude raspršenja hadrona u formalizmu nuklearne fizike i fizike elementarnih čestica.
Amplitude raspršenja se u novijim modelima odreĎuje numerički i često je netrivijalno, ili
jednostavno nemoguće, napraviti analitičko produljenje u kompleksnu energijsku ravninu da bi se
odredili njezini polovi. U ovom radu provjeravamo model-neovisne metode za odreĎivanje tih polova
, kao i nekih drugih potencijalno zanimljivih rezonantnih parametara (poput K-matričnih polova).
Neke od ovih ekstrakcijskih metoda razvijene su upravo na IRB-u, u Grupi za hadronsku
spektroskopiju. Primjena rezultata na stvarnim amplitudama raspršenja dat će nam dobar uvid u
kvalitetu i upozoriti na moguće probleme, ne samo s metodama ekstrakcije, već i sa samim
amplitudama.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr. sc. Saša Ceci
Institucija: IRB
Naslov teme: OdreĎivanje polova amplitude raspršenja iz totalnih udarnih presjeka
Sadržaj teme:
Standardne metode za numeričko odreĎivanje polova amplituda raspršenja zahtijevaju računanje
barem prve derivacija amplitude po energiji pa su praktično neprimjenjive u analizi udarnih presjeka.
Koristeći osnovnu ideju Hoehlerove metode „dijagram brzine“ , da se u blizini rezonancije pozadina
može aproksimirati kao približno konstantna, razvit ćemo novu metodu za odreĎivanje polova
matrice raspršenja direktno iz totalnih udarnih presjeka. U ovom radu pokazat ćemo da metoda radi
na testnim primjerima i odrediti polove za nekoliko stvarnih mjerenja rezonantnih raspršenja u
hadronskoj fizici i fizici elementarnih čestica.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr. sc. Saša Ceci
Institucija: IRB
Naslov teme: Rezonantni parametri u višerezonantnim modelima s vezanim kanalima
Sadržaj teme:
U proučavanju nukleonskih i drugih hadronskih rezonancija za opis rezonantnih svojstava koristi se
mnogo različitih veličina – poput gole (renormalizirane) mase , Breit-Wignerovske mase , K-matrične
mase, polarne mase, ili elastičnog faznog pomaka koji prolazi kroz pi/2. Kako bi se ta situacija
raščistila, u ovom radu sistematiziramo sve dostupne definicije i analiziramo njihova svojstva u
Zagrebačkom modelu višerezonantnom, unitarnom i analitičkom modelu s vezanim kanalima.
Odbacivanjem definicija rezonantnih parametara koje nemaju smisla u višerezonantnom modelu s
vezanim kanalima (koji, na primjer, imaju različitu masu u različitim kanalima) dobit ćemo jasniju
sliku koje rezonantne parametre možemo koristiti za usporedbu izmeĎu različitih modela i
eksperimenata.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr. sc. Damir Aumiler
Institucija: IF
Naslov teme: Fluorescentna korelacijska spektroskopija biomolekula
Sadržaj teme:
Fluorescentna korelacijska spektroskopija (Fluorescence correlation spectroscopy - FCS) je
eksperimentalna tehnika kojom se mjere fluktuacije intenziteta fluorescencije u mikroskopskom
detekcijskom volumenu reda 10-15 L (1 femtolitar), koji je odreĎen usko fokusiranim snopom lasera.
Kao metoda laserske mikroskopije na nivou pojedinačnih molekula (za razliku od konvencionalnih
metoda optičke mikroskopije koje razmatraju makroskopski volumen uzorka), FCS ima izrazito
široko područje primjene - od fizike (vremenska dinamika izoliranog kvantnog sistema, kvantne
informacije), preko kemije (fotofizikalni precesi, fotoizomerizacija, singlet-triplet miješanje) pa sve
do biologije (odreĎivanje difuzijskih konstanti, fluorescentni rezonantni transfer energije - FRET).
FCS tehnika primjenjiva je na niz biomolekularnih asocijacijskih i disocijacijskih procesa i kao takva
je izrazito bitna u biofizici pri proučavanju hibridizacije i fragmentacije DNA, protein-protein
meĎudjelovanja, molekularne difuzije, itd.
U Laboratoriju za femtosekundnu lasersku spektroskopiju započela je izgradnja eksperimentalnog
postava za FCS čime se otvara jedno potpuno novo interdisciplinarno područje istraživanja. U sklopu
ove teme provela bi se prva FCS mjerenja Cy5 molekula u vodenim otopinama. Cy5 je jedan od
najčešće korištenih fluorescentnih markera u laserskoj mikroskopiji, no unatoč tome njegova
fotofizička svojstva još uvijek nisu u potpunosti poznata. Istraživanja fotofizičkih svojstava Cy5
molekula temeljila bi se na mjerenju fluorescentnih korelacijskih krivulja, te na njihovoj interpretaciji
upotrebom fizikalnih modela pobuĎenja Cy5 molekula, uključujući singlet-triplet miješanje,
fotoizomerizaciju, reverzno singlet-triplet miješanje i fotoizbjeljivanje.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr. sc. Larisa Jonke, IRB
Institucija: IRB
Naslov teme : Feynmanovi diagrami u matričnim modelima
Sadržaj teme: U potrazi za ujedinjenom teorijom gravitacije i standardnog modela ustanovleno je da
je tražena teorija gotovo sigurno formulirana u matematičkom okviru fizike na nekomutativnim
prostorima. Tema ovog rada motivirana je najnovijim istraživanjima matričnih reprezentacija
nekomutativnih prostora. Korespondencija algebre funkcija na odreĎenom prostoru i matrične algebre
uključuje definiranje derivacija kao odgovarajaćih komutatora te integrala kao funkcionala traga u
matričnoj algebri. Tako uspostavljena korespodencija omogućava dalje definiranje djelovanja
matričnog modela iz kojeg slijede jednadžbe gibanja . Kvantizacija takvih modela podrazmjeva, po
analogiji sa teorijom polja, definiranje odgovarajuće particijske funkcije koja odreĎuje Feynmanove
dijagrame. Pristup matričnim modelima pomoću Feynmanovih dijagrama, preslik je uobičajenih
funkcionalnih metoda kvantizacije po stazama u teoriji polja, ali ne zahtijeva njihovo poznavanje.
Naučene metode pri izradi ovog rada jednostavnim poopćavanjem omogućavaju uvid u spomenute
metode teorije polje te na taj način pripremaju studenta za poslijediplomski studij. Neovisno od toga,
pri izradi ovog rada student stječe osnovna znanja fizike na nekomutativnim prostorima te
dvodimenzionalne kvantne gravitacije.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr. sc. Larisa Jonke
Institucija: IRB
Naslov teme: Solitoni u matričnim modelima
Sadržaj teme: Prijedlog teme diplomskog rada “Solitoni u matričnim modelima” motiviran je
istraživanjima matričnih modela vezanih uz AdS/CFT korespodenciju u teoriji struna, a posebice uz
pobuĎenja koja su poznata u literaturi kao “divovski gravitoni”. Početna točka razmatranja u radu je
lagranžijan matričnog modela i matrična kvantna mehanika. Dio Hilbertovog prostora u kojem valne
funkcije ovise samo o svojstvenim vrijednostima matrice opisan je potpuno integrabilnim
Calogerovim modelom, sustavom identičnih čestica u jednoj dimenziji s egzotičnom statistikom.
Nadalje, uvoĎenjem kolektivnog polja sa ugraĎenom egzotičnom statistikom čestica, u statičkom
slučaju, dobivaju se odgovarajuće nelinearne integro-diferencijalne jednadžbe koje se učinkovito
mogu riješiti upotrebljavajući nedavno otkrivenu relaciju sa egzaktno rješivom Riccatijevom
jednadžbom. Ovisno o studentovim sklonostima dodatno se mogu ispitati spektri malih pobuĎenja
oko dobivenih solitona te pronaći odgovarajući valni funkcionali, odgovarajuće dinamičke jednadžbe
ili vezane jednadžbe dobivene u modelima izgraĎenim upotrebom su(1,1) simetrije modela. Široka
lepeza problema u kojima se primjenjuju metode naučene pri izradi ovog rada, npr. u matričnim
kozmologijama, matričnom opisu crnih rupa, u teoriji slučajnih matrica..., omogućava studentima
istraživačkog smjera nakon izrade diplomskog uvid u najnovija istraživanja spomenutih problema.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Vladimir Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: Identifikacija temeljnih periodičnih gibanja iz dugoročnih vremenskih sekvenci
temperature i CO2 koncentracija
Sadržaj teme: Fourierova analiza dugoročnih vremenskih sekvenci temperature i CO2 koncentracije
za specifične lokacije. Istraživanje uzročno-posljedičnih korelacija. Utjecaji oscilacija Zemljine
putanje. Mogući karakter periodičnih perturbacija. Model CO2 efekta za klasični plinski sustav.
Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike
Mentor: Dr. sc. Slobodan Milošević
Institucija: IF
Naslov teme: Spektroskopska karakterizacija laserski inducirane plazme unutar tekućina
Sadržaj teme:
Laserski inducirane plazme (LIP) unutar tekućina plijene pažnju mnogih istraživačkih laboratorija u
posljednjih pet godina. U jednom eksperimentu objedinjuje se meĎudjelovanje krutine, tekućine, pare
i plazme što pruža podlogu za proučavanje raznovrsnih efekata.
Rad obuhvaća, pored upoznavanja i pregleda odgovarajuće literature, upoznavanje i korištenje,
vakumskih ureĎaja, pulsnih ns Nd-YAG lasera , optičkih ureĎaja za analizu i detekciju svjetlosti
(minijaturnih spektrometara s optičkim vlaknom), elektroničkih ureĎaja za vremensko i prostorno
praćenje i obradu signala, kompjutersku obradu i analizu podataka (LabView) modeliranje fizikalnih
procesa u eksperimentu, itd. LIP unutar tekućina ima velikih primjena u stvaranju nanočestica i
nanokoloida te će tim efektima biti posvećena posebna pažnja s ciljem povezivanja spektroskopskih
podataka s karakteristikama dobivenih struktura. Kao mete bit će korišteni grafit i razni polimeri u
vodi ili etanolu. Zadatak je snimanje spektara plazme za nekoliko laserskih parametara, njihova
identifikacija i diskusija rezultata, što je moguće postići unutar tri mjeseca.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr. sc. Radovan Brako
Institucija: IRB
Naslov teme: Teorijski proračuni atomske strukture i elektronskih stanja grafena
Sadržaj teme:
Grafen je dvodimenzionalna struktura atoma ugljika,
koja podsjeća na pčelinje saće. Grafen se može smatrati ishodišnom strukturom drugih
elementalnih oblika ugljika, kao što su grafit, ugljikove nanocijevčice, fulereni i sl. Grafen je
vrlo zanimljiv kao mogući materijal za elektronske sklopove budućnosti. Tema rada su numerički
proračuni atomske strukture i elektronskih vrpci grafena pomoću teorije funkcionala gustoće (Density
Functional Theory, DFT) i modela jakog vezanja (Tight Binding, TB). Zahvaljujući jednostavnoj
atomskoj strukturi, svojstva grafena se mogu lako proračunati pomoću nekog od dostupnih paketa za
numerički DFT. Slično vrijedi i za neke strukture grafena, na primjer dva ili više slojeva grafena,
grafen pod utjecajem periodičke smetnje, npr. od vanjskih atoma, i slično.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr.sc. Davor Gracin
Institucija: IRB
Naslov teme: Spektralni odziv solarne ćelije bazirane na nano-kristaliničnom siliciju
Sadržaj teme: Spektralni odziv solarne ćelije u najvećoj mjeri odreĎuju osobine aktivnog dijela
ćelije. Za nano-kristale silicija je karakteristično da zbog malih dimnezija pokazuju drugačiju
distribuciju elektronskih i vibracionih stanja od makroskopskog kristala a svojstva im u odreĎenoj
mjeri ovise i o matrici u koju su uronjeni. U temi koja se predlaže, ispitivat će se i spektralni odziv
samog materijala i odziv solarne ćelije koja je od njega napravljena. Očekivana svojstva kao što su
porast širine zabranjenog pojasa u tankom filmu nano-kristaliničnog Si, «plavi pomak» u spektralnoj
osjetljivosti solarne ćelije koji varira s veličinom nano-kristala, diskutirati će se u okviru poznatih
modela koji opisuju "kvantne točke". Rad je u svojoj osnovi eksperimentalan.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr. sc. Tomislav Vuletić,
Institucija: IF
Naslov teme: Električni transport u monodisperznim polielektrolitima
Sadržaj teme:
Istraživanja polielektrolita odvijaju se u Laboratoriju za biološku fiziku IFa od 2005 (grupa dr.
S.Tomić). Primarna je tehnika dielektrične spektroskopije (DS). DS omogućava i mjerenja
istosmjernog električnog transporta u otopinama nabijenih polimera –polielektrolita. Nabijeni polimer
u otopini disocira na poliion i na jednostavne protuione te je osnovni problem u transportnim
mjerenjima razlikovati doprinose poliiona i protuiona. Prvenstveni je interes odrediti udio protuiona
koji sudjeluju u vodljivosti. Ovim putem se može doći i do uvida u pojavu (Manning) kondenzacije
disociranih, hidratiziranih protuiona koji se zbog elektrostatskog potencijala protuiona zadržavaju u
njegovoj neposrednoj blizini. Radeći na ovoj temi, uz eksperimentalni rad na mjerenjima vodljivosti,
student će moći primijeniti i svoja znanja iz elektrostatike i klasične elektrodinamike kao i statističke
fizike. Kako se mjerenja el.transporta u našem laboratoriju rutinski obavljaju i analiziraju, smatram
kako je predložena tema ograničene opsežnosti te omogućava studentu da u propisanom roku od 3
mjeseca dovrši rad.
Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i informatike (nastavnički), prof. fizike
i kemije, prof. fizike i tehnike
Mentor: Dr. sc. Tomislav Vuletić,
Institucija: IF
Naslov teme: Faze tekućih kristala RecA proteina i kompleksa RecA+DNA
Sadržaj teme: Rad na tekućim kristalima RecA proteina je dio aktivnosti u sklopu mojeg projekta
"Protein Assisted DNA Monolayer Assembly" financiranog od "Unity through Knowledge Fund".
http://proteassist.ifs.hr/
Potreba za brzim sekvenciranjem DNK molekula, u kliničkoj i znanstvenoj primjeni, otvara niz
novih, fundamentalnih pitanja u području biofizike. Umjesto vremenski zahtjevnog rada s otopinama,
današnje se metode baziraju na stvaranju DNK senzora/čipova. Oni nastaju učvršćivanjem DNK
proba na razne podloge (substrate), i na takav način služe kao detektori za odreĎenu vrstu molekula
(ciljane molekule) koje prepoznaju DNK probu. Ostvarivost i brzina procesa koji se odvijaju na
senzorima ovise o dostupnosti genetičkog koda koji je odreĎen načinom slaganja DNK molekule na
površinu podloge. U ovom projektu, izlažemo ideju o stvaranju DNK senzora koji bi se sastojao od
podloge na koju je smještena potpuno izdužena DNK molekula - proba, koja time postaje potpuno
dostupna za interakciju sa ciljanom DNK. Time bi se zaobišla neka od važnih ograničenja do sada
poznatih koncepata DNK senzora.
Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike, prof. fizike i informatike , prof. fizike i kemije,
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 sniženja kritične struje porastom magnetskog polja i temperature. To se može
popraviti uvoĎenjem nanočestica, osobito magnetskih nanočestica koje bi sukladno računima trebale
jako pojačati zapinjanje vrtloga u MgB2. Student će ispitivati utjecaj dopiranja nanočesticama
(pripremljenim u FO) na kritične struje i polja uzoraka MgB2 . Ovisno o obliku uzoraka koristit će
magnetska (SQUID magnetometar, K. Zadro) ili transportna mjerenja ( 16T magnet E. Babić).
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof. dr. sc. Emil Babić
Institucija: PMF
Naslov teme: Utjecaj dopiranja ugljikom na supravodljivost MgB2
Sadržaj teme: Zbog dvo-vrpčane supravodljivosti svojstva MgB2 jako ovise o primjesama koje
utječu na raspršenja elektrona unutar, i / ili izmeĎu vrpca. Osobito je jak utjecaj ugljika koji se
ugraĎuje u položaje bora, te jako povisuje gornje kritično polje i posredno kritičnu struju MgB2 , što
je povoljno za praktične primjene. Prikladan način dopiranja MgB2 ugljikom je korištenjem
karbohidrata, pa će student mjereći kritične struje i polja dopiranih uzoraka u 16T magnetu
(pripremljenih u FO ili dobivenih suradnjom) evaluirati potencijal izabranog dopanda za praktične
primjene.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr.sc. Blaženka Melić
Institucija: IRB
Naslov teme: Neleptonski dvočestični raspadi B mezona
Sadržaj teme:
Neleptonski dvočestični raspadi B mezona predstavljaju najkompliciranjije procese uzrokovane
slabim interakcijama. Razlog tome je to što takvi procesi nužno uključuju "meku" QCD dinamiku,
odnosnu izmjenu mekih gluona, koja se ne može direkno računati, iako je ona vrlo važna za
razumijevanje unutrašnje strukture mezona i interakcija meĎu hadronima u konačnom stanju. Da bi
opisali te raspade koristimo se efektivnim hamiltonijanom slabih raspada koji nam omogućuje da
analiziramo neleptonske dvočestične raspade razmatranjem utjecaja četverokvarkovskih operatora i
njihovih koeficijenata koji uključuju "tvrde" QCD korekcije u odreĎenom raspadu. Cilj diplomskog
rada bi bio fenomenološka analiza dvočestičnih nešarmantnih raspada B mezona tipa B_{u,d,s} -> Pi
Pi, Pi K, K K, analizom različitih topologija raspada u kontekstu narušene SU(3) okusne simetrije i
utjecaja meĎudjelovanja konačnih stanja. Obzirom da današnje tvornice B-mezona omogućuju vrlo
precizno mjerenje takvih raspada, kao i da se za B_s raspade očekuje da budu po prvi puta mjereni na
LHCb eksperimentu na CERN-u, teorijski izračuni omjera grananja raspada neleptonskih B mezona
kao i direktnog narušenja CP simetrije u tim raspadima su vrlo važni da bi mogli govoriti o potvrdi
Standardnog modela ili eventualno o pojavljivanju nove fizike.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr.sc. Blaženka Melić
Institucija: IRB
Naslov teme: Širina raspada top kvarka
Sadržaj teme:
Top kvark je najteži kvark unutar Standardnog modela. Obzirom da je njegova masa veća od mase
W-bozona, dominantni mod raspada je onaj u W-boson i b-kvark i ukupna širina raspada top kvarka
je dobro opisana parcijalnom širinom raspada t -> W b. OdreĎivanje širine top kvarka služi kao test
Standardnog modela i stoga je potrebno njeno precizno teorijsko odreĎivanje uključivanjem raznih
korekcija računu na osnovnom nivou. Cilj diplomskog rada bi bio račun širine raspada top kvarka na
osnovnom niovu uporeĎivanjem različitih metoda, kao i jednostavna analiza korekcija na nivou
prvom do slijedećeg. Kako je u hadronskim sudarima proizvedeni single top kvark gotovo 100%
polariziran, moguće je analizirati i polarizaciju konačnog W-bozona, odnosno leptonsku angularnu
distribuciju u procesu t -> W b -> l nu_l b. Poznavajući tu distribuciju, moguća je detaljna studija
mehanizma raspada top kvarka u Standardnom modelu kao i izvan njega.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr. sc. Zoran Škoda
Institucija: IRB
Naslov teme: Više baždarske teorije (Higher gauge theories)
Sadržaj teme: Baždarski potencijali imaju geometrijsku interpretaciju kao koneksije u diferencijalnoj
geometriji. Samim time one su primjeri diferencijalnih 1-formi s koeficijentima u Liejevoj algebri
baždarske grupe. Čestica koja se giba u polju baždarskog potencijala, dobiva fazu koja je direktno
povezana s tzv. holonomijom baždarskog polja uzduž putanje. Diracova kvantizacija električnog
naboja je zapravo uvjet dobre globalne definiranosti holonomije baždarskog polja. Danas postoji niz
modela u kojima ulogu analognu 1-formi koneksija imaju neke 2-forme ili čak viši analogoni.
Osnovni primjer su Kalb-Ramondova polja („B-field“) u teoriji superstruna i D-brana. Holonomija
uzduž putanja zamijenjena je sličnim veličinama koje odgovaraju paralelnom prijenosu uzduž
površina, radije nego linija. Cilj ovog diplomskog rada je obraditi zorno geometrijsko porijeklo ovih
veličina kao diferencijalnih formi koneksija na višim analogonima sveženjeva ili alternativno kao
paralelnog prijenosa uzduž višedimenzionalnih površina. To je vrlo aktualna tematika u teorijskoj
fizici, a vodeći autori su D. Freed, G. Moore, John Baez i naš suradnik Urs Schreiber.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr. sc. Jordi Sancho Parramon
Institucija: IRB
Naslov teme: Razlaganje metalnih nanočestica potpomognuto električnim poljem
Sadržaj teme: Diplomski rad koji se ovdje predlaže fokusira se na fenomen procesa razlaganja
potpomognutog električnim poljem, a kroz analizu optičkih mjerenja. Ovaj projekt će se izraditi u
okviru tekućeg istraživanja na Zavodu za laserska i atomska istraživanja i razvoj Instituta RuĎer
Bošković. Cilj je proučiti utjecaj različitih parametara (intenzitet električnog polja, temperatura,
duljina tretmana) na proces razlaganja metalnih nanočestica na površini stakla ili u dielektričnom
tankom filmu. Optička mjerenja koja će se napraviti nakon tretiranja uzorka pokazat će djelomični ili
potpuni nestanak apsorpcije koja je povezana s rezonancijom površinskih plazmona, ukazujući na
djelomično ili potpuno razlaganje metalnih nanočestica. Ovo istraživanje će se provesti za različite
vrste uzoraka, a konačni cilj je povezati proces razlaganja s karakteristikama uzorka. Zadatci koji
treba izvršiti za ovaj diplomski rad uključuju i) izvoĎenje eksperimenata razlaganja potpomognutim
električnim poljem, ii) optička mjerenja uzoraka prije i nakon tretmana korištenjem
spektrofotometrijske i elipsometrijske tehnike, te iii) analizu optičkih mjerenja radi karakterizacije
procesa razlaganja. Predmet rada ove diplomske radnje bi mogao biti uvod u doktorat za
zainteresiranog studenta.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Doc.dr.sc. Mario Basletić
Institucija: PMF
Naslov teme: Magnetotransport LAO/STO heterostruktura - magnetootpor
Sadržaj teme: Mjerenjem električnog otpora u magnetskom polju (magnetootpora) otvara
mogućnosti za eksperimentalnu detekciju niza novih svojstava materijala (anizotropija magnetootpora
- različita magnetska ureĎenja; Shubnikov-de Haas oscilacije ? odreĎivanje parametara Fermijeve
plohe nekog materijala, a u odreĎenim slučajevima i sam oblik Fermijeve plohe; gigantski i kolosalni
magnetootpor itd.). PredviĎa se eksperimentalno istraživanje navedenih efekata u LAO/STO
heterostrukturama, u jakim magnetskim poljima do 18T i temperaturnom opsegu od 300mK do 300K.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof. dr. sc. Vladimir Paar , PMF
Naslov teme: Istraživanje periodičnih i superperiodičnih sekvenci u strukturi genoma
Sadržaj teme: Kompjutorska analiza peridičnosti i superperiodičnosti u sekvenci jednog
kromozoma. Detekcija novih tandemskih i disperznih struktura, istraživanje korelacija i interpretacija
dobivenih rezultata. Metoda: Upoznavanje s osnovama analize sekvencija i Fourierove analize uz
konkretno izvoĎenje kompjutorskih proračuna pomoću kompjutorskog sustava programa GRM koji je
tijekom zadnjih pet godina razvijen na Fizičkom odsjeku.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
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.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor: Dr. sc. Slobodan Bosanac
Institucija: IRB
Naslov teme: Kvantni plin
Sadržaj teme:
Pri ultra niskim energijama atoma njihova valna duljina može se mjeriti s dimenzijama “ posude “ u
kojoj su smješteni. Opis takove nakupine atoma mora koristiti metode kvantne mehanike, te se govori
o kvantnom plinu. U radu bi bilo opisano kako manipulirati atome da dodu u stadij kvatnog plina kao
i analizirati njegova svojstva, pogotovo kada se vanjskim elektromagentskim poljem može
kontrolirati stvaranje njegovog osnovnog stanja.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof. dr. sc. Vladimir Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: Analiza jednoliko ubrzanog gibanja pomoću računalne simulacije
Sadržaj teme: Koristeći kompjutorski program "Svemirski brod" s weba ilustrirat će se na
konkretnim primjerima jednoliko akcelerirano gibanje po pravcu (s pozitivnom i negativnom
akceleracijom) tabličnim i grafičkim prikazima. Numeričkom simulacijom izvesti će se formula za
jednoliko ubrzano ili usporeno gibanje. Kompjutorskom simulacijom istražit će se utjecaj sile trenja
na jednoliko akcelerirano gibanje. Razmotriti će se neki primjeri samostalnih učeničkih projekata
pomoću numeričkih simulacija. Taj pristup je namijenjen učenicima 1. razreda gimnazije kao
komplementarni pristup pomoću kompjutorske simulacije. Preporučljivo je da manja grupa
zainteresiranih učenika to izradi kao projektni zadatak i da izlaže u okviru nastave ili kao izbornu
temu. Što se tiče izvoda algebarske formule, dosadašnji pristupi da se do formule doĎe pomoću
eksperimenta ili pomoću teorijskog izvoda sada se egzemplarno može nadopuniti i trećim pristupom:
pomoću kompjutorske simulacije. Na taj način učenici dublje usvajaju gradivo, potiče ih se na rano
familijaziranje s idejom kompjutorskih simulacija i produbljuje se njihov interes za fiziku uporabom
medija za koji imaju razvijeni senzibilitet.
Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i tehnike
Mentor : Dr.sc. Tome Antičić
Institucija: IRB
Naslov teme: Udarni presjeci hiperona na SPS energijama
Sadržaj teme: Hiperoni (lambda, xi i omega i njihove antičestice) su izvrsne probe svojstava
proizvodnje čestica u proton-proton sudarima jer strani kvarkovi nisu prisutni u inicijalnom procesu.
Postoje više modela koji opisuju ove sudarekoji se dramatično razlikuju u proizvodnji hiperona na
SPS energijima na CERNu. Precizni diferencijalni udarni presjeci bi mogli odrediti koji su modeli
točniji i dati dublji uvid u fiziku proton-proton sudara. Ovi presjeci su takoĎer iznimno važni za
kvalitetnu interpretaciju hiperon signala u olovo-olovo sudarima, posebno u vezi mogućeg stvaranja
kvarkovsko-gluonske plazme. NA49 i NA61 eksperimenti na CERNu su prikupili velike količine
podataka izmeĎu ostalog i za tu svrhu, i IRB grupa vodi analizu hiperona u proton-proton i proton-
jezgra sudarima. Diplomski rad bi obuhvaćao dijelove analize tih podataka, i usporeĎivanje sa
simulacijama i modelima, te utvrĎivanje udarnih presjeka.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Alfred Švarc
Institucija: IRB
Naslov teme: Prava priroda Roperove rezonancije
Sadržaj teme: Proučavaju se pobuĎena stanja nukleona. Koriste se metode i formalizmi hadronske
fizike. Pokazuje se da prvo radijalno pobuĎenje nukleona, Roperova rezonancija N(1440), ima
različito ponašanje od većine ostalih dobro poznatih nukleonskih rezonancija. Koristeći Zagrebački
model (više-rezonantni, unitarni i analitički model s vezanim kanalima) možemo precizno detektirati
različitost te rezonancije i pokušati utvrditi jasne kriterije po kojima bismo mogli prepoznati druge
rezonancije sličnih svojstava. U ovom radu odredit ćemo rezonantne parametre Roperove rezonancije
koristeći amplitude raspršenja dobivene u relevantnim svjetskim analizama i provjeriti pretpostavku
da je nepostojanje gole (renormalizirane) mase za Roperovu rezonanciju odgovorno za njezina
neobična svojstva.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Alfred Švarc
Institucija: IRB
Naslov teme: Veza spektra nuleonskih rezonancija i pobuđenih stanja trokvarkovskih sustava
Sadržaj teme: Proučavaju se svojstva pobuĎenih stanja nukleona kombiniranjem formalizama
hadronske fizike i fizike elementarnih čestica. Kako bi se uspješno povezalo eksperimentalno
utvrĎeni spektar nukleonskih rezonancija s teorijskim (QCD) predviĎanjima, potrebno je pronaći
konzistentan skup rezonantnih parametara (masa i širina raspada), te ustvrditi da li postoji korelacija
izmeĎu makroskopskih i mikroskopskih veličina. U ovom radu pokušat ćemo pronaći takovu vezu
analizirajući rezonantne parametre dobivene numeričkim proračunima iz amplituda raspršenja
Zagrebačkog modela.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)___________________________________________________
Mentor : Dr.sc. Tonči Tadić
Institucija: IRB
Naslov teme: Kolimiranje ionskog snopa pomodu kapilare
Sadržaj teme: Ionski snopovi MeV-skih energija i mikometarskih presjeka uobičajeno se dobivaju
pomoću akceleratora, uz fokusiranje kompleksnim sustavima magnetskih kvadrupola. Nedavno je
predložen bitno jednostavniji princip, temeljen na prolasku ionskog snopa kroz staklenu kapilaru koja
se sužava sa milimetarske na mikrometarsku širinu. Ovo pojednostavljenje moglo bi povećati opsege
raznih primjena ionskih snopova u istraživanjima materijala. Od posebne važnosti je korištenje
kapilare za prijelaz ionskog snopa iz vakuuma u zrak, umjesto vrlo tankih folija koje se danas koriste.
Pomoću ionskog snopa u zraku može se provesti niz eksperimenata na predmetima kulturno-
povijesne baštine ili na ureĎajima koji su preosjetljivi za rad u vakuumu. Istraživanja procesa
kolimiranja ionskih snopova energija većih od 1 MeV, započeta u protekle dvije godine, ukazuju na
značaj višestrukih raspršenja iona iz snopa na atomima unutarnje stijenke kapilare pod malim
kutovima (multiple small-angle scattering - MS). Taj proces kvari definiranost energije snopa, te
ujedno unosi distorziju prostorne distribucije ionskog snopa. Uz konstrukciju samog sustava s
kapilarom, u sklopu izrade diplomskog rada biti će eksperimentalno provedena istraživanja utjecaja
MS na prostorno i energijsko razlučivanje kolimiranog snopa, u ovisnosti o masi i energiji iona.
TakoĎer, biti će demonstrirano korištenje kolimiranog snopa iona u zraku u eksperimentima
temeljenim na ubrzanim ionima.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Tonči Tadić
Institucija: IRB
Naslov teme: Pulsirani ionski snopovi za mjerenje vremenski ovisnih procesa
Sadržaj teme: Masena spektroskopija sekundarnih iona (SIMS) jedna je od metoda za precizno
odreĎivanja elementalnog sastava materijala. Upotreba primarnih teških iona MeV-skih energija kao
pobude u SIMS eksperimentima (tzv. MeV SIMS) omogućava opažanje molekularnih iona emitiranih
iz ozračavanog materijala. Obzirom da ioni MeV-skih energija predaju svoju energiju uzorku
najvećim dijelom kroz meĎudjelovanja s elektronima, a ne s jezgrama atoma u uzorku, smanjena je
mogućnost raspada molekula, odnosno povećava se mogućnost emisije čitavih ioniziranih molekula
uzorka, umjesto ioniziranih fragmenata molekula ili atoma. MeV SIMS dakle otvara mogućnost
opažanja i mapiranja vrlo teških organskih molekula u organskim i biološkim materijalima npr.
molekula lipida ili holesterola. Za provedbu TOF MeV SIMS eksperimenata pomoću teleskopa za
mjerenje vremena proleta molekularnih iona (Time-of-Flight - TOF), nužno je koristiti pulsirane
snopove primarnih teških iona. Uz konstrukciju samog sustava za pulsiranje primarnog snopa,
u sklopu izrade diplomskog rada biti će eksperimentalno provedena istraživanja utjecaja raspršenja
iona u cijevima akceleratora iona i ionsko optičkih elemenata na kvalitetu, te vremensko i energijsko
razlučivanje pulsiranog snopa, u ovisnosti o masi i energiji iona.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Stjepan Meljanac
Institucija: IRB
Naslov teme: Teorija polja na nekomutativnom prostoru
Sadržaj teme:
Diplomski rad bi trebao sažeto prikazati uvod u teoriju polja s osobitim osvrtom na skalarnu teoriju
polja i baždarske teorije na nekomutativnom prostoru.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Marijan Mileković
Institucija: PMF
Naslov teme: OdreĎivanje radijusa jezgara
Sadržaj teme: Radijus ( R ) lakših jezgara (A<40) se vrlo dobro opisuje formulom R=roA^1/3 .
Tradicionalno, parametar ro se odreĎuje u eksperimentima raspršenja (raspršenja elektrona,neutrona),
iz raspada i slično. U radu bi trebalo prvo diskutirati teorijski okvir a zatim opisati barem dvije
eksperimentalne tehnike. Za usporedbu, izračunao bi se radijus zrcalnih jezgara iz poznatih masa
takovih jezgara,uz korištenje Weizsacker-ove formule (tj. u modelu kapljice).
Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike
Mentor : Dr.sc. Ivančica Bogdanović Radović
Institucija: IRB
Naslov teme: Mjerenja niskih struja snopova iona MeV-skih energija
Sadržaj teme: Jedan od najvažnijih eksperimentalnih parametara kod metoda koje koriste ionske
snopove iz akceleratora, a koji bitno utječe na eksperimentalnu grešku mjerenja, jest mjerenje
vrijednosti struje iona koja dolazi na materijal mete tijekom eksperimenta. Greške mjerenja
osobito su velike kod niskih struja iona, kao što je to slučaj kod ionske mikroprobe gdje se snop
iona MeV-skih energija fokusira na submikrometarske dimenzije. U takvim uvjetima tipične
struje snopa koje stižu na metu u vakuumskoj komori su manje od 10 pA. Direktno mjerenje
struje u kompliciranom eksperimentalnom postavu s nizom detektora na bliskoj udaljenosti od
mete, nedovoljno je pouzdano, a osobito ukoliko se radi o snopu teških iona pri čemu se s
površine mete emitira i velik broj sekundarnih elektrona. Cilj diplomskog rada bilo bi
osmišljavanje i izrada sustava za indirektno mjerenje ionske struje putem mjerenja broja
raspršenih iona s pločice koja rotira i povremeno prekida ionski snop. Zbog ovisnosti
Rutherfordovih udarnih presjeka o energiji iona, rednom broju atoma snopa i atoma mete, a
imajući u vidu granice važenja Rutherfordove teorije, bit će potrebno odabrati pogodan materijal
i debljinu mete, kao i detekcijeki sustav, koji bi omogućio mjerenje čim većeg područja iznosa
struja. Nakon gradnje sustava kao i provedene kalibracije, biti će potrebno ustanoviti pouzdanost
mjerenja struja različitih vrsta iona kao i njihovih energija.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Dr.sc. Ivančica Bogdanović Radović
Institucija: IRB
Naslov teme: Mjerenje krivulje pobude za protonima induciranu emisiju γ-zračenja u reakciji 24Mg(p,pγ)24Mg u energijskom području od 1 – 5 MeV
Sadržaj teme: Protonima inducirana emisija gama zračenja (PIGE) jedna je od važnijih analitičkih
metoda za koju se koriste protoni MeVskih energija. Ta je metoda posebno važna za detekciju lakih
elemenata u uzorku kao što su Li, F, Mg ili Na a koji se ne mogu dobro odrediti korištenjem drugih
standardnih nulearnih analitičkih metoda. Poznavanje krivulja pobude za pojedine reakcije od velike
je važnosti za moguću primjenu tih reakcija u analitičke svrhe. U ovom radu mjerila bi se krivulja
pobude za 24Mg koristeći 1369 keV γ liniju i 25Mg koristeći 390 keV γ liniju. Rad je u potpunosti
eksperimentalne prirode i sva mjerenja bila bi napravljena koristeći Tandem Van de Graaff
akcelerator u Laboratoriju za interakcije ionskih snopova na Institutu RuĎer Bošković. Tijekom
izrade ovog diplomskog rada pristupnik će biti u prilici proći kroz sve etape eksperimentalnog rada
od postave eksperimenta, odreĎivanja efikasnosti detektora za detekciju gama zračenja, mjerenja
krivulje pobude te analize dobivenih podataka.
Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike i tehnike
Mentor : Dr.sc. Hrvoje Skenderović
Institucija: IF
Naslov teme: PobuĎivanje i opažanje valnih paketa pomoću ultrakratkih laserskih pulseva
Sadržaj teme: Pri koherentnoj pobudi dva ili više energetskih nivoa u atomu dolazi do generiranja
nestacionarnog stanja koje se opisuje kao linearna kombinacija stacionarnih stanja koju nazivamo
valnim paketom. PobuĎeni atomi predstavljaju oscilirajuće dipole koji pod koherentnom pobudom
zadržavaju stalni fazni odnos. Prestankom pobude, odnosno nakon prolaska laserskog pulsa, atomski
dipoli mijenjaju meĎusobni fazni odnos uslijed spontane emisije i sudara s drugim atomima što
dovodi do raspada valnog paketa. Metodama koherentne spektroskopije pomoću ultrakratkih pulseva
moguće je direktno opažanje valnih paketa i njihove dinamike na kratkoj vremenskoj skali.
U predloženoj temi bi se generirali atomski valni paketi u parama alkalijskih metala pomoću
ultrakratkih pulseva reda veličine 100 fs metodom tranzientne rešetke. Metoda tranzientne rešetke
koristi tri laserska snopa radi generiranja četvrtog snopa, signala, koji je prostorno odvojen. Signal je
uobičajeno na istoj valnoj duljini kao i upadni snopovi. MeĎutim, u ovome radu bi se pokušale
iskoristi rezonantne trofotonske apsorpcije za generiranje visokopobuĎenih atomskih stanja pri čemu
bi signal bio treći harmonik od upadne valne duljine.
Kao rezultat rada očekujemo promatranje dinamike na ultrakratkoj vremenskoj skali i utvrĎivanje
utjecaja raznih parametara na tu dinamiku. Budući je ovo i Doppler-free metoda, moguće je i
precizno odreĎivanje razlika blisko ležećih energetskih nivoa u vremenski razlučivim mjerenjima.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Denis Sunko
Institucija: PMF
Naslov teme: Kvantne tekućine
Sadržaj teme: Tekućne s kojima se svakodnevno susrećmo su u takozvanoj hidrodinamičoj granici,
što meĎu ostalim znači da energija iznosa kT može pobuditi mnoštvo mikroskopskih (kvantnih)
stanja. Raspršenjem meĎu tim stanjima se uvode nova stanja, te se pojavljuje trenje. No postoji i
suprotna granica, u kojoj je pobuĎeno tek jedno ili mali broj kvantnih stanja, a tekućina ipak teče.
Kako ona to uspijeva? Objašnjenja variraju od slučaja do slučaja, a odnose se na niz zanimljivih i
tehnološki važnih stanja materije na niskim temperaturama: supravodljivost, supratekućost helija,
kvantni Hallov učinak, Bose-Einsteinova kondenzacija teških atoma, no i "obični" elektronski plin u
metalima je u stvari kvantna tekućina, koja tek zbog nekih slučajnosti isprva ne izgleda neobično.
Ovo otvara mogućnosti diplomskih radova naizgled različitih usmjerenja, a koje ujedinjava to
svojstvo kvantne mehanike, da veliko mnoštvo čestica može zajedno činiti jedno jedino stanje
gibanja, u kojem nema trenja.
Studijski smjer: Fizika (istraživački), prof. fizike i kemije, prof. fizike, prof. fizike i informatike,
prof. fizike i tehnike
Mentor : Prof.dr.sc. Denis Sunko
Institucija: PMF
Naslov teme: Jake kvantne korelacije
Sadržaj teme: Ponašanje elektrona u mnogim suvremenim tehnološki važnim materijalima se
značajno razlikuje od polazne točke idealnog plina, bio to idealni plin slobodnih čestica (za metale) ili
idealni plin magnetskih momenata (za lokalizirane elektrone u magnetskim materijalima). U
visokotemperaturnim supravodičima, to je posljedica jake kratkodosežne odbojne sile meĎu
elektronima. Drugdje to može biti zbog meĎudjelovanja vodljivih elektrona sa lokaliziranim
kvantnim stanjima. Bitan fizikalni sadržaj ovih problema se može proučavati na pojednostavljenim
modelima, od kojih su neki okrenuti tumačenju odreĎenih mjerenih pojava, a drugi rasvjetljavanju
pojedinih teorijskih ideja. U širokom rasponu poznatih pristupa, koji su svi verificirani u literaturi, a
neki se razvijaju i ovdje na Fizičkom Odsjeku u okviru znanstvenih istraživanja, postoje dobre
mogućnosti prilagoĎavanja razine i usmjerenja diplomskog rada interesima i temperamentu pojedinog studenta.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof. dr. sc. Denis Sunko
Institucija: PMF
Naslov teme: Klasični kompleksni sustavi
Sadržaj teme: Tekućine s kojima se svakodnevno susrećemo su u takozvanoj hidrodinamičkoj
granici, što meĎu ostalim znači da su njihovi mali dijelovi svaki za sebe u termodinamičkoj ravnoteži,
dok se odstupanja od ravnoteže očituju na velikim udaljenostima i za vremena puno duža, nego je
potrebno da jedna sićušna kapljica doĎe u ravnotežu. No moguć je i suprotan slučaj, u kojem je
gibanje molekula tako ometeno, da se termodinamička ravnoteža ne uspijeva uspostaviti već na
nanometarskim skalama, a neravnotežno stanje traje vrlo dugo. Tada govorimo o kinetičkim staklima.
Pojmovni aparat stečen na ovakvim sustavima ima iznenaĎujuće širok raspon primjena, od polimera u
zubnim ispunama, do prometnih kolapsa. Treba ipak napomenuti da je ova širina ponešto na štetu
dubine, pa svjetskim istraživanjima dominiraju računalne simulacije, većinom na razini koja je
pristupačna i u Zagrebu. Kompleksnost tih simulacija općenito ne nadilazi okvire diplomskog rada, za nekog tko je sklon programiranju.
Studijski smjer: prof. fizike i informatike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike, prof. fizike
Mentor : Doc.dr.sc. Selma Supek
Institucija: PMF
Naslov teme: Proučavanje procesa pažnje neinvazivnim metodama za funkcionalno oslikavanje mozga
Sadržaj teme: Metode za funkcionalno i strukturno oslikavanje mozga kao što su elektro- i
magnetoecefalografija (EEG i MEG) te funkcionalna magnetska rezonancija (fMRI) zajedno sa
strukturnom magnetskom rezonacijom (MRI) omogućuju neinvazivni uvid i praćenje razvojnih
promjena senzorne percepcije i kognitivnih procesa. Cilj je ove teme dati uvid u fizikalne osnove i
eksperimentalna mjerenja jedne od navedenih metoda za funkcionalno oslikavanje mozga i napraviti
pregled istraživanja procesa pažnje kod zdravih i ispitanika sa dijagnosticiranom hiperaktivnošću i
poremećajem pažnje (Attention deficit and hyperactivity disorder - ADHD).
Studijski smjer: prof. fizike i informatike, prof. fizike i kemije, prof. fizike i tehnike, prof. fizike
Mentor : Doc.dr.sc. Maro Cvitan
Institucija: PMF
Naslov teme: Računala kao pomagala u izgradnji fizikalnog zora
Sadržaj teme: Izrada interaktivnih programa za vizualiziranje fizikalnih procesa ili eksperimenata
npr. iz relativnosti, gravitacije, kozmologije ili fizike čestica. Ovo je okvirna tema koja je prikladna
za izradu više diplomskih radova. Primjer rada bi bio proširenje postojećeg programa za
vizualiziranje procesa u sudarivačima čestica.
Studijski smjer: prof. fizike i informatike
Mentor : Dr.sc. Vesna Janicki
Institucija: IRB
Naslov teme: OdreĎivanje praga perkolacije i starenje filmova s metalnim otočićima
Sadržaj teme: Metalni filmovi na dielektričnim podlogama započinju rasti u obliku metalnih otočića.
Ovi otočići rastu s povećanjem mase metala nanesenog na podlogu, te se počinju dodirivati, stapati i
povezivati u kontinuiranu mrežu. Takav proces povezivanja se zove perkolacija. Deponiranjem
dodatne mase zatvaraju se i zadnje pore, te film postaje kontinuiran, potpuno prekrivajući podlogu.
Perkolacija čini važan prijelaz u rastu metalnih filmova. Prije perkolacije, dok je film još u fazi
metalnih otočića, optičke karakteristike filma su dominantno vezane uz rezonanciju površinskih
plazmona, tj. gibanje elektrona ograničeno veličinom otočića. Porastom otočića i perkolacijom,
elektroni imaju sve veći slobodni put, te optičke karakteristike sve manje sliče karakteristikama
dielektrika, a sve više onima metala. TakoĎer, vodljivost sloja naglo raste. Zbog velike promjene
dielektrične konstante u ovisnosti o stupnju perkolacije, ovakvi su filmovi izuzetno zanimljivi, na
primjer u kreiranju metamaterijala za izradu superleća gdje se rezolucije pomiče ispod granice
difrakcije.
Studijski smjer: Fizika (istraživački)
Mentor : Prof.dr.sc. Vladimir Paar
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
Mentor : Prof.dr.sc. Vladimir Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: Zagrebačka otkrića Stjepana Mohorovičića – pozitronij i Mjesečeva kora
Sadržaj teme: Stjepan Mohorovičić (sin slavnog Andrije Mohorovičića) – svjetski poznat, a nakon 2.
svjetskog rata dugo ignoriran u Hrvatskoj. Diracova teorija antielektrona (pozitrona). Mohorovičićeva
hipoteza pozitronija, vezanog stanja elektrona i pozitrona. Mohorovičićev proračun energetskog
spektra pozitronija. Ideja o pozitroniju na zvijezdama. Eksperimentalna potvrda Mohorovićićeve
hipoteze u SAD. Značenje pozitronija za istraživanje strukture tvari. Originalna metoda Stjepana
Mohorovičića za proračun potresa i primjena na južnonjemački potres. Mohorovičićevi astronomski
radovi i hipoteza o Mjesečevoj kori. Eksperimentalna potvrde Mohorovičićeve hipoteze o Mjesečevoj
kori tijekom projekta Apolo. Svjetsko priznanavanje Stjepana Mohorovičića i ignoriranje u
Hrvatskoj.
Studijski smjer: prof. fizike
Mentor : Prof.dr.sc. Darko Androić
Institucija: PMF
Naslov teme: Računalne mreže, mrežni protokoli i aspekti korištenja modernih mrežnih tehnologija u edukativnom sektoru
Sadržaj teme: Moderne računalne mreže dizajnirane su da bi osigurale maksimalnu fleksibilnost
korisničkih sučelja, visoke performanse i potencijalno široku pokrivenost. Iako se suvremeni mrežni
protokoli uglavnom bave ekonomskim aspektima realiziranih mreža, moderna postignuća imaju svoju
primjenjivost i u edukativnom sektoru. Sve veća prisutnost i korištenje računala u nastavi naša je
svakodnevnica. Kvalitetno umrežena računala predstavljaju dodatnu dimenziju edukativne sheme s
obzirom na nove mogućnosti primjene koje se nude u obrazovnom procesu.
Buduće generacije nastavnika informatike morat će se suočiti i s ovom činjenicom. Današnje težište
nastave informatike bazirano na podučavanju za korištenje programskih paketa na samostojećem
računalu sve više će ustupati mjesto esencijalno globalnim aspektima računalnih servisa u tzv.
računalnom oblaku. Ovom generičkom temom nastojat će se kroz niz diplomskih radova osvijetliti
krucijalni momenti modernih mrežnih tehnologija, kako s teorijskog tako i s praktičnog aspekta.
Studijski smjer: prof. fizike i informatike, prof. fizike i tehnike
Mentor : doc. dr. sc. Selma Supek
Institucija: PMF
Naslov teme: Neinvazivno lokaliziranje epileptičkih žarišta magnetoencefalografijom
Sadržaj teme: Magnetoencefalografija (MEG) je neinvazivna, nekontaktna metoda koja mjeri
ekstremno slaba neuromagnetska polja (reda veličine 100 fT) iznad glave koja su uzrokovana
spontanom ili evociranom aktivnošću mozga. Izmjerena neuromagnetska polja omogućuju direktno
praćenje i lokaliziranje neuronske aktivnosti milisekundnom vremenskom rezolucijom. Prostorna
rezolucija ove metode je kompleksna funkcija mjernih uvjeta i modelskih pretpostavki budući da
lokaliziranje neuronske aktivnosti zahtijeva rješavanje nejednoznačnog biomagnetskog inverznog
problema. Brojne su primjene MEG-a u bazičnim i kliničkim ispitivanjima (epilepsija,
predoperativno funkcionalno mapiranje, fetalni MEG, itd.) budući da nema nikakvih ograničenja
glede višestrukih i učestalih mjerenja. Cilj je ove teme dati uvid u mjerenja, prikaz i analizu
magnetoecefalografskih podataka, te omogućiti pregled primjena i prednosti MEGa u lokaliziranju epileptičkih žarišta.
Studijski smjer: dipl. inž. fizike (teorijski i eksperimentalni), prof. fizike i informatike
Mentor : dr. sc. Tatjana Šuša
Institucija: IRB
Naslov teme: Kozmičke zrake visokih energija
Sadržaj teme: Gotovo stotinu godina nakon otkrića, kozmičke zrake još uvijek su predmet intenzivnog teorijskog i eksperimentalnog istraživanja zbog niza otvorenih pitanja.
Za kozmičke zrake iznimno visokih enegija (UHECR od engl. Ultra High Energy Cosmic Rays), E > 10^18 eV, nije poznat točan sastav kao ni mjesto nastanka i mehanizam ubrzavanja.
Cilj rada je prikazati metode mjerenja UHECR-a, posebice metode odreĎivanje sastava kozmičkih
zraka, dati pregled eksperimentalnih rezultata i otvorenih pitanja, te naznačiti buduće pravce
istraživanja
Studijski smjer: dipl. inž. fizike (eksperimentalni), prof. fizike
Mentor : dr. sc. Vito Despoja
Institucija: PMF
Naslov teme: Kompjuterska simulacija elektronske strukture u nanostrukturama
Sadržaj teme: Uporabom jednostavnog programskog paketa koji koristi metodu razvoja po ravnim
valovima (tzv. Plane Wave Based Methods) student rješava problem elektronske strukture u kristalu
reducirane dimenzionalnosti. Zadaća studenta prvo bi bila da se upozna sa softwareom rada
programa, a zatim i fizikalnim teorijama (poput teorije funkcionala gustoće ili teorije pseudo
potencijala) koje su implementirane u programu. Potom student program primjenjuje na rješavanje
elektronske strukture (elektronske valne funkcije i vrpce) za neke jednostavnije sisteme, primjerice grafen ili površine plemenitih metala.
Studijski smjer: prof. fizike i informatike
Mentor : dr. sc. Damir Aumiler
Institucija: IF
Naslov teme: Primjena fluorescentne korelacijske spektroskopije u istraživanju molekularne dinamike
Sadržaj teme: Konfokalna laserska mikroskopija kao eksperimentalna metoda ima izrazito široko
područje primjene u znanosti – od fizike (kvantne informacije), preko kemije (fotoizomerizacija,
singlet-triplet miješanje), do biologije (hibridizacija i fragmentacija DNA, protein-protein
meĎudjelovanje). Uz upotrebu ultrakratkih laserskih pulseva za pobudu molekula u uzorku, te
upotrebom tehnike vremenski koreliranog brojanja fotona (time-correlated single photon counting,
TCSPC), moguće je visokoj prostornoj razlučivosti konfokalnog mikroskopa pridodati i fizikalnu informaciju o vremenskoj dinamici promatranog sustava.
U sklopu diplomskog rada student će se imati prilike upoznati s osnovnim principom rada
konfokalnog laserskog mikroskopa, te primjeni TCSPC tehnike za mjerenje fluktuacija intenziteta
fluorescencije iz mikroskopskog detekcijskog volumena uzorka, tj. primjeni tehnike fluorescentne
korelacijske spektroskopije (fluorescence correlation spectroscopy, FCS). U sklopu rada provest će se
testna FCS mjerenja Cy5 molekula u vodenoj otopini, te analiza i interpretacija pripadajućih fluorescentnih korelacijskih krivulja upotrebom fizikalnih modela pobuĎenja molekula.
Studijski smjer: prof. fizike
Mentor : dr. sc. Dario Hrupec
Institucija: IRB
Naslov teme: Vizualizacija pljuskova kozmičkih čestica u atmosferi iz perspektive Čerenkovljevih teleskopa
Sadržaj teme: Visokoenergijske kozmičke gama-zrake i kozmičke zrake (uglavnom protoni) upadom
u Zemljinu atmosferu izazivaju ogromne pljuskove sekundarnih čestica. Mala, ali opaziva, razlika u
pljuskovima iniciranim hadronom i pljuskovima iniciranim gama-zrakom omogućuje gama-hadron
separaciju koja je zapravo ključ visokoenergijske gama-astronomije. Detaljni program za simulaciju
tih pljuskova, CORSIKA (http://www-ik.fzk.de/corsika/), sadrži izvrstan alat za vizualizaciju koji
nam pokazuje prostornu raspodjelu tragova sekundarnih čestica od trenutka njihovog stvaranja do
raspada ili do reakcije s atomima u zraku. Takva slika pljuska nije jako korisna u gama-astronomiji
Čerenkovljevim teleskopima jer ne odražava sliku pljuska kako ga vide takvi teleskopi. U slučaju
Čerenkovljevih teleskopa, važne su samo one čestice u pljusku koje proizvode Čerenkovljevo zračenje, a to su nabijene čestice koje se kroz zrak gibaju brže od svjetlosti.
Od studenta se očekuje da modificira postojeći kod za vizualizaciju tako da budu primjeren
Čerenkovljevim teleskopima. To se prvenstveno odnosi na prag emisije Čerenkovljevog zračenja za
elektrone i mione, koji ovisi o indeksu loma koji se pak mijenja s visinom. Cilj je napraviti alat za
bolje razumijevanje pljuskova koji stvaraju slike u kameri Čerenkovljevih teleskopa što je važno za
razvoj naprednih metoda gama-hadron separacije. Modificirani bi se kod uključio u službenu verziju
softverskog paketa CORSIKA. Da bi se napravio rad, student treba razumjeti osnove procesa koji se
dogaĎaju kad visokoenergijski proton ili gama-zraka upadne u atmosferu, osnove fizike pljuskova
čestica u atmosferi i Čerenkovljevog zračenja. TakoĎer je potrebno poznavanje osnova
programiranja. Većinu potrebnih znanja i vještina, student/ica je već je svladao/la tijekom redovnog
studija kroz predmete Fizika elementarnih čestica, Eksperimentalne metode moderne fizike te Računarstvo i praktikum, što omogućava izradu rada u primjerenom roku.
Studijski smjer: dipl. inž. fizike – eksperimentalni smjer
Mentor : dr. sc. Gorjana Jerbić-Zorc
Institucija: PMF
Naslov teme: Radon - osobine i mjerenje
Sadržaj teme: PredviĎeno je da se u radu obradi nastanak radona kao radioaktivnog elementa u
prirodi, opišu njegove osobine, širenje, utjecaj na okolinu i metode mjerenja. Za ilustraciju biti će načinjena mjerenja radona u zgradi Fizike (okolina, zgrada po katovima, podrum...)
Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike
Mentor : prof. dr. sc. Hrvoje Buljan
Institucija: PMF
Naslov teme: Kompleksne mreže nekih optičkih, atomskih i molekularnih sustava
Sadržaj teme: U temi se rješava kvantnomehanički i odgovarajući klasičnomehanički problem koji
opisuje neke optičke, atomske ili molekularne sustave. Radi se o sustavima koji se mogu
okarakterizirati kao mreže s odreĎenim stupnjem povezanosti i kompleksnosti. Proučavati će se
spektri, svojstvena stanja te dinamika na tim mrežama.
Studijski smjer: dipl. inž. fizike - teorijski smjer
Mentor : dr. sc. Vito Despoja
Institucija: PMF
Naslov teme: Istraživanje površinskih elektronskih stanja na površini srebra Ag(111) upotrebom ab
initio metode.
Sadržaj teme: Student primjenjuje programski paket QuantumEspresso, koji koristi ab initio metodu
i razvoj po ravnim valovima, na rješavanje problema elektronske strukture na površini srebra. Cilj
diplomskog rada jest da se stečena znanja iz kvantne fizike, fizike čvrstog stanja i informatike ujedine
i usmjere na rješavanje konkretne fizikalne situacije. Na taj način student stječe znanja kako se
numerički rješava relističniji fizikalni problem, tj. putem se npr. susreće sa problemom definicije
kristalne rešetke, jedinične ćelije (superćelije), sa problemom razumjevanja kristalnog potencijala
(pseudopotencijala), sa fourijerovom analizom elektronskih valnih funkcija u kristalu, sa simetrijom elektronskih stanja te elektronskim vrpcama.
Studijski smjer: prof. fizike i informatike
Mentor : prof. dr. sc. Srećko Lončarić
Institucija: KBC Rebro
Naslov teme: Parametri kvalitete rada scintilacijske gama kamere i njihova kontrola – QC („Quality Control“)
Sadržaj teme: Scintilacijska gama kamera najvažniji je dijagnostički instrument nuklearne medicine.
Za dobivanje optimalnih i pouzdanih kliničkih slika vrlo je važna kontrola kvalitete rada instrumenta
(QC). U slikama ne smije biti nepravilnosti ili artefakata. Eventualno postupno opadanje kvalitete
slike teško je uočiti na kliničkim slikama zbog velike varijabilnosti u populaciji pacijenata. Stoga je
potrebno instrument redovito kontrolirati nizom relativno jednostavnih postupaka i mjerenja test
objekata (radioaktivnih izvora i fantoma). Tijekom izrade diplomskog rada kandidat će se upoznati s
radom gama kamere, QC pojmovima i postupcima za planarne i tomografske kamere, sudjelovati u
praktičnim mjerenjima, te u interpretaciji dobivenih rezultata.
Studijski smjer: dipl. inž. fizike – eksperimentalni smjer, dipl. inž. fizike teorijski smjer
Mentor : prof. dr. sc. Vladimir Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: Zračenje crnog tijela
Sadržaj teme: Eksperimentalni rezultati za zračenje tijela na temperaturi T. Wienov i Stefanov
zakon. Crno tijelo kao model za zračenje tijela na odreĎenoj temperaturi. Spektar zračenja crnog tijela
i stvarnih fizikalnih objekata. Rayleigh-Jeansov zakon za zračenje crnog tijela u klasičnoj fizici.
Ultraljubičasta katastrofa. Planckov izvod zračenja crnog tijela u šupljini s uvoĎenjem kvantizacije
elektromagnetske energije i posljedični orijelaz s inegrala na zbroj površina pravokutnika.
OdreĎivanje Planckove konstante fitovanjem Planckove formule na eksperimentalni spektar
zagrijanih tijela. Izvod Wienovog i Stefanovog zakona iz Planckove formule. Primjena Planckovog
zakona za odreĎivanje temperature tijela s kojeg dolazi elektromagnetsko zračenje. Temperature površine zvijezda. Primjer metodičke obrade zračenja crnog tijela u školskoj nastavi.
Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike
Mentor : prof. dr. sc. Vladimir Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: Ogib i interferencija elektromagnetskog zračenja i elektronskog snopa
Sadržaj teme: Mehanički model ogiba i interferencija valova na površini vode. Ogib svjetlosti pri
prolazu kroz usku pukotinu. Ogib svjetlosti pri padanju na ravni glatki rub prepreke. Interferencija
svjelosti na dvije pukotine. Formule za širinu ogibnih i interferentnih pruga. Ogib snopa elektrona na
ravnom rubu kristala. Opisati kako se na temelju rezultata pokusa za ogib eletrona može odrediti
formula koja povezuje valnu duljinu elektrona i količinu gibanja elektrona (de Broglieva relacija).
Dobivanje de Boglieve relacije za fotone u okviru teorije relativnosti i generalizacija za elektrone. Na
temelju modela stojnih valova elektrona izvesti Bohrovu formulu za energije elektrona u vodikovom atomu. Diskutirati analogiju valnog ponašanja elektromagnetskog zračenja i snopa elektrona.
Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike, prof. fizike i tehnike
Mentor : prof. dr. sc. Vladimir Paar
Institucija: PMF
Naslov teme: Fizika fluida i krvotok
Sadržaj teme: Bernoullijeva jednadžba. Viskoznost i Poiseuilleov zakon. Turbulentno strujanje
fluida. Cirkulacija krvi. Krvni tlak. Kontrola strujanja krvi. Kardiomiopatija.Energetika strujanja
krvi.Turbulencija strujanja krvi. Arterioskleroza i strujanje krvi. Snaga koju daje srce. Mjerenje
krvnog tlaka. Pad tlaka u aorti i arteriji. Arterijski krvni tlak u glavi pri srajanju. Balistokardiograf. Izmjena kisika i ugljikovog dioksida u krvi u plućima.
Studijski smjer: prof. fizike, prof. fizike i informatike
Mentor : doc. dr. sc. Maro Cvitan
Institucija: PMF
Naslov teme: Unruhov i Hawkingov efekt
Sadržaj teme: Kvantna teorija polja kaže da će termometar koji se ubrzava u vakuumu pokazivati
temperaturu proporcionalnu akceleraciji. To se naziva Unruhov efekt. Sličan efekt u zakrivljenom
prostoru gdje postoji crna rupa naziva se Hawkingov efekt. Cilj rada je proučiti izvode tih efekata, kao i njihov trenutni status u literaturi.
Studijski smjer: Diplomirani inženjer fizike - teorijski smjer