DSEF 2024

Den s experimentální fyzikou 2024 se konal dne 21. 10. 2024, tentokrát na Troji. Rozvržení jednotlivých exkurzí a doplňující informace k programu naleznete níže na stránce. Pokud máte nějaký dotaz nebo problém, neváhejte nám napsat na e-mail dsef@dsef.cz.

Harmonogram dne

Začátek DSEFu

• Příjezd pro ubytované v hostelu byl v neděli od 16:00 až do půlnoci. Pondělní snídaně (pouze pro ubytované) byla plánovaná na 7:00.
• Prezence účastníků probíhala v čase 8:00–8:30 na Matematicko-fyzikální fakultě ve vestibulu budovy T v Troji na adrese V Holešovičkách 2/747. Po registraci následovalo zahájení DSEFu a ranní přednáška.

Slavnostní zahájení DSEFu (8:50–9:05)

Ranní přednáška (9:05–10:00)

Kvantové technologie a měření s extrémní přesností
Mgr. Pavel Stránský, Ph.D.
Kvantová měření tvoří významnou oblast kvantových technologií, kde se principy kvantové mechaniky stávají základem pro naše vnímání a měření světa kolem nás. V přednášce se dozvíte, jak kvantové senzory – zařízení využívající unikátních vlastností mikrosvěta – posouvají hranice přesnosti a citlivosti daleko za možnosti klasických technologií. Tyto senzory nacházejí praktické uplatnění v mnoha oblastech od medicínské diagnostiky přes vysoce přesné navigační systémy až po detekci gravitačních vln. Kvantová fyzika tak poskytuje nové možnosti pro hlubší porozumění světu a budoucí inovace.

Exkurze

Při přihlášení se volila jedna dopolední a odpolední skupina; níže naleznete informace o exkurzích. Dopolední program probíhal na pracovištích MFF a odpolední na různých vědeckých institucích v Praze a okolí.

Ubytování

Kde je ubytování a jaké?

Placení za ubytování

Příjezd na ubytování

Exkurze

Anotace exkurzí

Planetologie: vesmírné mise a počítačové modelování (MOD)

Na katedře geofyziky se vedle studia Země věnujeme také studiu ostatních terestrických planet a ledových měsíců. Do nitra planet sice přímo nahlédnout nemůžeme, geofyzika nám však nabízí celou škálu metod, kterými lze vnitřní strukturu cizích světů alespoň částečně poodhalit. V rámci této exkurze se podíváme, jaký typ dat sbírají vesmírné sondy na oběžných drahách jiných planet a co nám v kombinaci s matematickým modelováním, tedy s výrobou "planety" v počítači, říkají o rozmanitosti světů ve sluneční soustavě (i mimo ni).

Průlet atmosférou: modely a měření (ATM)

Začneme krátkou ukázkou simulátoru tornáda. Dále budeme pokračovat s dvojkyvadlem, na kterém předvedeme důležitost počátečních podmínek v chaotickém systému. Exkurzi zakončíme ukázkou modelových a naměřených dat s následnou návštěvou našich meteorologických přístrojů.

Mikroskopie STM a AFM (MIK)

Laboratoř kryogenní mikroskopie STM-AFM. Zaměřujeme se na zobrazení atomární a elektronové struktury povrchů pomocí rastrovací tunelové mikroskopie a mikroskopie atomárních sil. Pomocí atomárně ostrého hrotu dokážeme zobrazit povrchy protřednictvím kvantového tunelování elektronů nebo měření síly v jednotlivých chemických vazbách. Výzkum je zaměřený materiály využitelné v elektronice, katalýze nebo oragnické chemii.

Plazma ve vesmíru a laboratoři (PLA)

Laboratoř Elementárních procesů v plazmatu se zabývá studiem interakcí iontů s molekulami a elektrony v mezihvězdném plazmatu. K dispozici máme několik experimentálních zařízení, které nám umožňují provádět měření při teplotách až -260 °C, které jsou typické pro mezihvězdná oblaka plynu. Využíváme iontové pasti a metody vysoce citlivé laserové absorpční spektroskopie.

Fyzikální pohled na povrchové chemické reakce (POH)

Chemické reakce na rozhraní pevná látka/plyn nebo pevná látka/kapalina definují účinnost mnoha přístrojů. Pro ilustraci můžeme uvést například palivové články, baterií a obecně katalyzátory. Získávání informací o reaktantech, meziproduktech reakce a stavu reaktoru je však nečekaně obtížný úkol. V rámci této exkurze, se seznámíme s elementárními fyzikálně-chemickými technikami umožňujícími určit chemický stav, krystalografickou strukturu, a morfologii chemicky aktivních technologických rozhraní.

Vesmír ve skříni (SPA)

Historie Laboratoře kosmické fyziky sahá do začátku sedmdesátých let minulého století, i když skupina oficiálně vznikla až v roce 1990. Problematika má dva úzce spojené směry – vývoj (v minulosti i výroba) přístrojů pro měření plazmatu a nabitých částic v kosmickém prostředí a vlastní výzkum procesů, které v meziplanetárním prostoru probíhají. V poslední době je tento výzkum zaměřen hlavně na problematiku vzniku a vývoje slunečního větru a na jeho interakci se Zemí nebo dalšími planetami sluneční soustavy a procesy spojenými s touto interakcí (např. vlny v plazmatu). Druhý výzkumný směr je se zabývá prachovými částicemi v kosmickém prostoru. Protože jedním z důležitých parametrů je elektrický náboj, který prachové zrno nese, jsou v laboratoři jsou studovány procesy vedoucí k nabíjení prachu jeho interakcí s okolním plazmatem a UV zářením. Tento laboratorní výzkum je doplněn studiem prachu registrovaného kosmickými sondami, například při průchodu Saturnovými prstenci.

Vodík jako zdroj energie (VOD)

Vodík jakožto palivo s nejvyšší měrnou energií je perspektivní pro ukládání energie z obnovitelných zdrojů a pohon bezemisních vozidel. Na KFPP se náš výzkum v oblasti elektrochemie zaměřuje na vývoj pokročilých palivových článků a elektrolyzérů vody s nanostrukturovanými katalyzátory, což jsou zásadní technologie pro vodíkové hospodářství. Pokrok v této oblasti by mohl být klíčovým faktorem pro řešení globálních energetických výzev, ochranu životního prostředí a zajištění udržitelné budoucnosti.

Mössbaeurova spektroskopie (MOS)

Jaderná magnetická rezonance (RES)

Nukleární magnetická rezonance (NMR) je nedestruktivní metoda pro studium struktury a dynamiky hmoty s uplatněním ve fyzice, chemii, biologii, medicíně a materiálových vědách. NMR využívá statické a radiofrekvenční magnetické pole k vyvolání rezonance v atomových jádrech, což umožňuje nahlédnout s vysokým rozlišením do chemického složení, lokální atomové struktury a symetrie a důležitých fyzikálních interakcí. V laboratoři NMR na Univerzitě Karlově studujeme širokou škálu systémů od roztoků a kapalin až po magneticky tvrdé látky.

Křemíkové detektory (DET)

Experiment ATLAS na urychlovači LHC ve švýcarském CERNu bude v nadcházejících letech vylepšen výměnou opotřebovaných částí a zvýšením detekčních schopností. Za tímto účelem na našem pracovišti testujeme vlastnosti a připravujeme výrobu páskových detektorů s křemíkovým senzorem. Podobné úkoly jsme řešili pro pixelový detektor DEPFET pro experiment Belle II v japonském KEK.

Makromolekulární fyzika, nanomateriály (MAK)

Díky svým malým rozměrům a unikátním fyzikálně-chemickým vlastnostem nalézají nejrůznější typy nanomateriálů uplatnění ve stále se zvyšujícím počtu moderních aplikací. Není proto divu, že možnost kontrolované přípravy nanomateriálů získává rostoucí pozornost, a to jak z hlediska základního, tak i aplikačně orientovaného výzkumu. Na našem pracovišti vyvíjíme a studujeme unikátní vakuovou a plně fyzikální metodu přípravy nanočástic, která je založena na takzvaných plynových agregačních zdrojích. V rámci exkurze budou představena tato depoziční zařízení i různé metody umožňující studium připravovaných nanočástic.

Nízké teploty (LOW)

ELI Beamlines Dolní Břežany

ELI Beamlines je výzkumné laserové centrum, které je součástí evropské vědecko-výzkumné organizace The Extreme Light Infrastructure ERIC. V ELI Beamlines mezinárodní tým vědců a vědkyň provozuje jedny z nejintenzivnějších laserových systémů na světě. Díky nim máme k dispozici unikátní nástroje umožňující průkopnický výzkum nejen v oblasti fyziky a materiálových věd, ale také v biomedicíně a laboratorní astrofyzice. ELI je centrum zaměřené na základní fyzikální výzkum. Jedná se o největší vědecký projekt v historii ČR. V současné době zaměstnáváme 350 zaměstnanců z více než 28 zemí světa. Centrum se nachází v obci Dolní Břežany, nedaleko Prahy.

Prague asteerix laser system

APALSX Badatelské centrum PALS (Prague Asterix Laser System), založené v listopadu 1998 jako společné pracoviště Fyzikálního ústavu AV ČR a Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, je koncipováno jako uživatelská laboratoř poskytující základnu pro experimentální výzkum v oboru výkonových laserů a fyziky laserem vytvářeného plazmatu. Centrum bylo zpřístupněno externím uživatelům v září roku 2000.

THz spektroskopie

THz spektroskopie THz spektroskopie je relativně mladá spektroskopická metoda, zaměřující se na oblast elektromagnetického spektra ležící na rozhraní mikrovlnného a infračerveného záření. Využívá se například ke zkoumání fotonických krystalů nebo meta materiálů.

Oddělení magnetik a supravodičů FZU

Oddělení se zabývá studiem materiálů a jejich vlastností, které zkoumá pomocí magnetických struktur. Zabývá se studiem materiálů za extrémních podmínek, ale zkoumá také přípravu nových materiálů. Jedním z nových cílů pracoviště je výzkum molekulárních magnetických systémů.

Mikrotron - oddělení urychlovačů ÚJF AV

Mikrotron je cyklický urychlovač relativistických elektronů s možností konverze primárního elektronového svazku na sekundární fotonový svazek nebo neutrony. Umístěn je na detašovaném pracovišti v Karlínském tunelu v Praze, mimo řežský areál.

Urychlovač Van de Graaff

V areálu těžkých laboratoří v Troji provozuje ÚTEF elektrostatický urychlovač iontů Van de Graaff HV2500 (dále VdG) s maximální energií protonů 2,5 MeV. Na urychlovači lze provádět fyzikální experimenty základního výzkumu – v současné době se měří interakce polarizovaných neutronů na polarizovaných terčích, dále jaderné reakce pro astrofyzikální výzkum.

Fakulta elektrotechnická ČVUT

Proton Therapy center

Proton Therapy Center Czech s.r.o. se věnuje léčbě onkologických pacientů pomocí scanovaného protonového svazku, tj. technikou IMPT.

ÚJF AV ČR, pracoviště Řež u Prahy

Ukážeme Vám několik urychlovačů nabitých iontů a představíme jejich široké využití. S ohledem na situaci daných laboratoří nahlédneme pod pokličku výroby radioizotopů, materiálový výzkum nebo třeba ultracitlivé měření některých radionuklidů ve vzorcích kolem nás.

Ústav jaderného výzkumu

Ústav experimentální botaniky

Ústav experimentální botaniky Akademie věd České republiky (ÚEB) byl založen 1. ledna 1962. V současnosti má 14 laboratoří, které se nacházejí v Praze a Olomouci, a šlechtitelskou stanici ve Střížovicích u Turnova. ÚEB se věnuje hlavně základnímu výzkumu v rostlinné biologii – konkrétně v rostlinné genetice, fyziologii, fytopatologii a biotechnologiích. Je však aktivní také v aplikovaném výzkumu. V rostlinné genetice jsou naše projekty zaměřeny na molekulární genetiku pylu a funkční genomiku rostlin. Fyziologická témata zahrnují hormonální a ekologickou kontrolu růstu a vývoje rostlin, mechanismy transportu a účinku růstových regulátorů, fyziologii rostlinných virů a rostlinnou patofyziologii. V oboru biotechnologií se ústav zabývá například navrhováním a přípravou poživatelných vakcín z rostlin a mechanismy fytoremediace. Některé projekty směřují k praktickým aplikacím. Studium rostlinných hormonů například vedlo k syntéze látek, které zpomalují stárnutí kůže nebo vykazují slibné cytostatické efekty. ÚEB je rovněž velmi úspěšný ve šlechtění jabloní odolných vůči houbovým chorobám.

Fotografie z akce