PhD práce
Spoločná charakteristika tém
Jadrová spektroskopia je prostriedkom na získanie informácií o štruktúre atómového jadra pomocou merania jeho rozpadových charakteristík exotických atómových jadier. Tie sa produkujúp v experimentoch realizovaných v špičkových zahraničných laboratóriách v rámci širokej medzinárodnej spolupráce a dáta sa následne spracovávajú na domovských pracoviskách jednotlivých zúčastnených krajín.
Výhody pre študentov:
- 1. Práca na aktuálnej tematike. Práce sú zamerané na problematiku, ktorá je v tomto období v centre pozornosti na mnohých zahraničných pracoviskách.
- 2. V prípade seriózneho prístupu k práci a záujmu o jadrovú fyziku možnosť absolvovať pobyty na zahraničných pracoviskách.
- 3. Podklady a materiál sú k dispozícii. Všetko čo študent potrebuje k riešeniu má k dispozícii a nemusí zbytočne strácať čas čakaním napr. na potrebné dáta z meraní.
- 4. Flexibilita. Študent má široké možnosti sebarealizácie a akákoľvek snaha o posunutie témy niekam inde je len vítaná.
- 5. Možnosť získať široké znalosti z jadrovej fyziky
Požiadavky na študenta:
- 1. Pracovitosť. Za to akým spôsobom tému študent spracuje si zodpovedá v prvom rade on sám.
- 2. Aspoň pasívna angličtina. Tá je nutná o.i. aj z dôvodu predpokladaného pobytu študenta v niektorom zo zahraničných inštitútov.
- 3. Základná gramotnosť pri práci s počítačom.
- 4. Schopnosť pracovať v tíme.
Zadanie PhD prác
Doleuvedené témy je potrebné brať ako orientačné.
V prípade záujmu sa môžu modifikovať podľa želania študenta.
Názov PhD témy:
Syntéza a rozpad izotopov v oblasti nobélia
Abstrakt:
Získanie informácií o najťažších známych prvkoch ostáva aj naďalej veľkou výzvou pre teoretickú, ako aj experimentálnu jadrovú fyziku. Aj naďalej nevieme odpovedať na otázky súvisiace napríklad s limitom pre existenciu najťažších prvkov, možnosťami ich syntézy alebo dobou ich života. Teoretické modely často nedokážu uspokojivo opísať štruktúru atómových jadier s extrémnym počtom nukleónov. Aj to je motiváciou pre realizáciu a budovanie nových experimentov zameraných na oblasť najťažších známych atómových jadier. Tieto merania sa zameriavajú najmä na dva smery:
Prvým typom meraní je syntéza a štúdium nových superťažkých prvkov. V tomto smere priniesli experimenty v posledných rokoch nové možnosti ako napríklad využitie trans-uránových terčov alebo zvýšenie intenzity iónových zdrojov a stability zväzkov.
Druhým smerom je detailná rozpadová spektroskopia jadier z oblasti prvkov s protónovým číslom vyšším ako 100. Významný pokrok vo využití novej detekčnej techniky otvoril dvere detailným alfa a gama spektroskopickým meraniam, ktoré umožňujú získať nové detailné informácie o týchto jadrách. Ide najmä o štúdium systematiky jednočasticových hladín, detekciu a interpretáciu nových izomérnych stavov jadier, získanie informácii o štiepnych bariérach jadier a pod. Dôležitou otázkou, ktorú musia realizované experimenty zodpovedať, je aj informácia o účinných prierezoch reakcií a možných kombináciách projektilových a terčových jadier vhodných pre produkciu najťažších prvkov.
Samotné experimenty prebiehajú už dlhodobo najmä v spolupráci s GSI Darmstadt (Nemecko), ktoré patrí medzi popredné svetové pracoviská v tejto oblasti jadrovej fyziky. Pre najbližšie obdobie máme schválené návrhy experimentov zameraných napr. na identifikáciu K-izomérnych stavov v izotope
270Ds, pokus o syntézu najťažších jadier s využitím terča
248Cm, ako aj štúdium produkcie a rozpadu izotopov
245Md,
247Md,
253Md a
257Rf.
V rámci dizertačnej práce preberie študent zodpovednosť za niektorú z tém v rámci riešených projektov, pričom úlohou je analýza nameraných experimentálnych dát a fyzikálna interpretácia výsledkov. Počas štúdia by mal študent absolvovať sériu pobytov na zahraničných pracoviskách, preto je žiadúca flexibilita, znalosť angličtiny a schopnosť samostatne pracovať. Téma je zabezpečená grantovými prostriedkami a dlhodobou úspešnou medzinárodnou spoluprácou.
Spolupracujúce pracoviská: GSI Darmstadt (Nemecko), JINR Dubna (Rusko), JAEA Tokai (Japonsko).
Názov PhD témy:
Štruktúra neutrónovo-deficitných jadier v okolí Z=82
Abstrakt:
Výsledky dosiahnuté pri experimentálnom štúdiu jadier v okolí uzavretých vrstiev Z=50 a 82 poukazujú na fakt, že ich štruktúra stále nie je dostatočne dobre pochopená. Špeciálne to platí v prípade jadier ďaleko od oblasti stability. Projekt sa preto zameriava na štúdium produkcie a rozpadových vlastností izotopov neutrónovo-deficitnej oblasti v okolí najťažšej známej uzatvorenej protónovej vrstvy Z = 82. Táto oblasť poskytuje jedinečnú možnosť študovať dva fenomény jadrovej fyziky.
Prvým je koexistencia stavov s rôznou deformáciou a výrazné zmeny v deformácii jadier pozorované pre jadrá v blízkosti uzavretých vrstiev. Ukazuje sa, že v oblastiach, kde jeden typ nukleónov (napr. protóny) formuje uzavretú vrstvu, zatiaľ čo druhý typ nukleónov (napr. neutróny) má maximálny počet „valenčných“ častíc (najmä pre jadrá situované na polceste medzi dvomi uzavretými vrstvami), už malé preskupenie niekoľkých nukleónov v blízkosti Fermiho hladiny vedie k celkovej zmene makroskopickeho tvaru atómového jadra. Táto situácia nastáva napr. v jadrách ako
116Sn alebo
186Pb. Efekt koexistencie stavov s rôznou deformáciou však doposiaľ nie je dostatočne pochopený. Schopnosť popísať deformáciu jadra atómu je pritom kritickým faktorom pri opise ďalších jeho vlastností.
Druhým fenoménom je zriedkavý rozpad jadier – oneskorené štiepenie po beta premene. Tento proces taktiež nebol doposiaľ dostatočne dobre kvantitatívne opísaný. Predpokladá sa pritom, že oneskorené štiepenie významne ovplyvňuje vznik najťažších jadier v tzv. r-procese prebiehajúcom pri explózii supernov. Doposiaľ nie je zodpovedaná otázka, v ktorej časti tabuľky izotopov štiepenie jadier zastaví r-proces, ako aj aký vplyv má hmotnostná distribúcia fragmentov na tzv. „recykláciu štiepnych fragmentov“. Tento jav je preto považovaný za jednu z kľúčových tém jadrovej astrofyziky. Z experimentálneho hladiska, oneskorené štiepenie po beta premene umožňuje totiž študovať štiepenie jadier s netradičným pomerom protónov a neutrónov (napr. N/Z =1.225 pre
178Hg) v porovnaní s typickým pomerom N/Z=1.55–1.59 v oblasti uránu.
Predkladaný PhD projekt je zameraný na spracovanie a analýzu experimentálnych dát a ich následnú fyzikálnu interpretáciu. Merania budú realizované na separátore SHIP v GSI Darmstadt (Nemecko) a na experimentálnom zariadení ISOLDE v CERNe (Švajčiarsko). V súčasnosti máme na oboch experimentoch schválené návrhy na realizáciu meraní resp. už dostupné dáta. Konkrétne ide o produkciu a štúdium rozpadu izotopov
178Tl a
182Tl na experimente ISOLDE a izotopov
200Rn,
200Fr,
196At,
188Bi a
186Bi na experimente SHIP.
V rámci dizertačnej práce preberie študent zodpovednosť za niektorú z tém v rámci riešených projektov, pričom úlohou je analýza nameraných experimentálnych dát a fyzikálna interpretácia výsledkov. Počas štúdia by mal študent absolvovať sériu pobytov na zahraničných pracoviskách, preto je žiadúca flexibilita, znalosť angličtiny a schopnosť samostatne pracovať. Téma je zabezpečená grantovými prostriedkami a dlhodobou úspešnou medzinárodnou spoluprácou.
Spolupracujúce pracoviská: GSI Darmstadt (Nemecko), CERN (Švajčiarsko), Univerzita v Pasley (V. Británia), KU Leuven (Belgicko)
fmph.uniba.sk
Nepretržite vo
výstavbe