Repository of the University of Rijeka, Department of Physics
Not a member yet
242 research outputs found
Sort by
Frakcijski kvantni Hallov efekt; prozor u svijet topološkog kvantnog računanja
No full textQuantum Hall effect is the observation that the conductivity of a 2D electron gas in a magnetic field in quantized. In attempts to explain the two forms of the effect, namely integer and fractional quantum Hall effect, suprising connections with topology and quantum field theory came about. Fractional quantum Hall systems represent one of the most accessible ways to study emergent behavior, but also hold promise for applications in topological quantum computers (computing with anyons, a type of quasiparticle). Development of these devices would enable simulations of complex physical systems otherwise impossible. The objective of this review thesis is to provide a coherent introductory picture of the quantum Hall effect, starting from the classical Hall effect going all the way to field-theoretical point of view.Kvantni Hallov efekt je pojava kvantizacije provodnosti 2D elektronskog plina u magnetskom polju. U pokušaju da se objasne dvije verzije ovog efekta, naime cjelobrojni i frakcijski kvantni Hallov učinak, pokazana je iznenađujuća povezanost s topologijom i kvantnom teorijom polja. Frakcijska kvantna stanja predstavljaju jedan od najpristupačnijih sistema za proučavanje kolektivnog ponašanja elektrona, ali također imaju obećavajuću primjenu u topološkom kvantnom računanju (računanje s "anyons'', vrstom kvazičestica). Razvoj ovih uređaja omogućio bi simulacije složenih fizičkih sustava koji bi inače bile nemoguće. Cilj ovog preglednog rada je pružiti koherentan uvod u kvantni Hallov efekt, počev od klasičnog Hallovog efekta sve do pristupa sa strane kvantne teorije polja
Proučavanje varijabilnosti aktivnih galaktičkih jezgri te narušenja Lorentzove simetrije teleskopima MAGIC i LST-1
No full textOne of the key open questions in theoretical physics is the unification of general relativity and quantum field theory into a single framework of quantum gravity (QG). One possible manifestation of such a theory is the violation of Lorentz invariance (LIV), a
fundamental symmetry of spacetime. QG effects are expected to emerge near the Planck scale (∼ 1019 GeV), well beyond the reach of current experiments. While any resulting signatures are predicted to be minuscule, they may accumulate over cosmological distances. As a result, very-high-energy gamma rays could serve as valuable probes for studying QG.
This thesis investigates LIV through time-of-flight (ToF) analyses of rapidly variable active galactic nuclei (AGNs), using observational data from two major imaging atmospheric Cherenkov telescopes: the Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) telescopes and the Large-Sized Telescope prototype (LST-1). Before exploring LIV ToF searches, the thesis introduces BASiL (Bayesian Analysis including Single-event Likelihoods), a novel statistical method that improves signal estimation in ON/OFF measurements by incorporating event-level likelihoods. Separately, a binned maximum likelihood method applied for the first time in the context of LIV ToF studies was developed and employed to the 2014 flare of Markarian 421 observed by the MAGIC telescopes. The thesis then presents a combined LIV analysis of two AGN flares using the gLike software framework. This includes MAGIC observations of the September 2020 BL Lacertae flare, modelled here with a one-zone synchrotron self-Compton scenario, and LST-1 data from another flare of BL Lacertae that was detected in August 2021. These analyses yield updated lower bounds on the quantum gravity energy scale, placing the 95% CL limits at 7.2 × 1017 GeV for the superluminal case and 7.0 × 1017 GeV for the subluminal case.Jedno od ključnih otvorenih pitanja u teorijskoj fizici je ujedinjenje opće teorije relativnosti i kvantne teorije polja u jedinstveni okvir kvantne gravitacije (QG). Jedna od mogućih manifestacija takve teorije je narušenje Lorentzove simetrije (LIV), fundamentalne simetrije prostor-vremena. Očekuje se da se efekti QG pojavljuju blizu Planckove skale (∼ 1019 GeV), daleko izvan dosega trenutačnih eksperimenata. Iako se predviđa da su rezultirajući učinci QG minimalni, oni se mogu akumulirati. Kao rezultat toga, gama-zrake vrlo visokih energija koje prevaljuju kozmološke udaljenosti od svog izvora do
detektora mogu poslužiti kao alati za proučavanje kvantne gravitacije.
Ova disertacija istražuje LIV kroz takozvanu analizu vremena leta (ToF), koristeći podatke varijabilnih aktivnih galaktičkih jezgri. Pri analizi su korišteni podaci s dva atmosferska Čerenkovljeva teleskopa: MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov) i prototipa velikog teleskopa LST-1 (Large-Sized Telescope). Prije istraživanja LIV-a, disertacija predstavlja BASiL, novu statističku metodu koja poboljšava procjenu signala u ON/OFF mjerenja uključivanjem izglednosti na razini pojedinog događaja. Za proučavanje LIV-a kroz ToF analizu, razvili smo i promijenili novu metodu grupirane najveće izglednosti na bljesak blazara Markariana 421 iz 2014. godine opažen MAGIC teleskopima.
Disertacija zatim predstavlja združenu LIV analizu dva AGN bljeska koristeći gLike programski okvir. U ovu analizu uključena su opažanja bljeska BL Lacertae MAGIC teleskopima u rujnu 2020. (koji je u radu modeliran jednozonskim sinkrotronskim samoComptonovim zračenjem) i LST-1 podatke BL Lavertae bljeska u kolovozu 2021.
Ovim analizama određene su donje granice energijske skale QG na 95% razini pouzdanosti: 7, 2 × 1017 GeV za superluminalni i 7, 0 × 1017 GeV za subluminalni slučaj
Teorijske simulacije kvazičestičnih spektara u dopiranom grafenu
No full textThis thesis covers several aspects of the electronic and electromagnetic properties of doped
graphene; peculiar properties of the 2D plasmon, strong quasi-particle interactions with these
plasmons and finally the possibility of transforming these plasmons into radiative modes. The
thesis is imbued with comparisons with available experiments and offers a solution to the longstanding problem of plasmon emission prosess seen in ARPES experiments.
A graphene is a 2D single-layer hexagon crystal, with two atoms in the unit cell. The
electrostatic doping fills its π∗ / π bands with the electrons / holes, enabling the well known
intraband Dirac plasmon. When the graphene is doped with alkali metals, its band structure
introduces a metallic σ band, which profusely fills the graphene π∗ band with the electrons.
In this way, two 2D electron gases interplay, which makes the plasmonic properties of doped
graphene even more interesting.
Moreover, the simulated spectra of electronic excitations in the graphene intercalated with
potassium [KC8 (2x2)] and caesium [CsC8 (2x2)] atoms exhibit very intensive Dirac plasmon,
which dominates the IR frequency range of the electron excitations spectra. On the other hand,
the acoustic plasmon also dominates the IR frequency range of the KC8 spectra, unlike in the
CsC8. More precisely, the acoustic plasmon does not appear at all in the CsC8 spectra of, and a
mechanism responsible for its disappearance is based on the interlayer interband screening due
to the electronic excitations.
In addition to plasmons in the infrared region, we shall also study interband plasmons in
the ultraviolet region, in various graphene intercalates such as KC8, CsC8, LiC2 and LiC6. A
comparative analysis with electrostatically doped graphene will also be done. Furthermore,
when these systems are electrostatically doped with electrons / holes, their spectra of electronic
excitations change drastically as a function of doping.
Here we also study the intercation between electrons / holes in π / π ∗ bands in electrostatically or chemically doped graphene (KC8) with the electronic excitations (focused to the Dirac
plasmon). The electron / hole spectra were calculated using a newly developed G0W0 approximation, which corrects the DFT Green’s function in terms of the induced correlation self energy, which simulates ARPES measurements. In this thesis, we shall see how the electron doping of the graphene π∗ band affects the renormalization of Fermi and Dirac group velocites, kinks at
the Fermi energy and widths of the hole decays in the π and π∗ bands. Finally, we shall see
that both deformation and abrupt increase in the decay width of the π band just below the Dirac
point is due to the Dirac plasmon emission. These theoretical observations will be compared
with the results of other theoretical and experimental studies.
In this thesis, we also investigate the electromagnetic properties of doped graphene and the
intensities of IR active plasmons in graphene nanoribbons. Plasmons in the doped graphene are
non-radiative (evanescent) modes that cannot be excited directly by photons, but only indirectly,
e.g. by scattering of the IR photon stream. In this way the photons scattered in the near-field
region couple to the plasmons and excite them. Yet another way to excite plasmons is to slice
the graphene into nanoribbons that support dipole-active plasmons. In the end, we shall study
the IR active plasmonic resonances in the 1D array of the KC8 nanoribbons, and compare them
with experimental measurements. Also, the synthesis of the KC8 nanoribbons will be discussed.Ova doktorska disertacija istražduje nekoliko aspekata elektronskih i elektromagnetskih svojstava dopiranog grafena; neobicna svojstva 2D plazmona, jake kvazičestične interakcije sa plazmonima te konačno mogućnost transformiranja plazmona u radijativne modove. Disertacija je prožeta usporedbama teorijskih rezultata s dostupnim eksperimentima, te nudi rješenje dugogodišnjeg problema razumijevanja procesa plazmonske emisije u ARPES eksperimentima.
Grafen je 2D jednoslojni heksagonski kristal, koji sadrži dva atoma u jediničnoj ćeliji. Elektrostatsko dopiranje puni njegove π∗ / π vrpce elektronima / šupljinama, omogucavajući dobro znani unutar vrpcani Diracov plazmon. Pri dopiranju grafena alkalijskim metalima, u vrpčastu strukturu ulazi metalna σ vrpca, koja obilato puni grafenovu π∗ vrpcu elektronima. Time počinje međuigra dva 2D elektronska plina, koja čini plazmonska svojstva dopiranog grafena još zanimljivijima.
Štoviše, teorijske simulacije spektara elektronskih pobudenja u grafenu interkaliranog kalijevim [KC8 (2x2)] i cezijevim [CsC8 (2x2)] atomima pokazuju Diracov plazmon visokog intenziteta, koji dominira IR frekvencijskim podrucjem spektara elektronskih pobuđenja. S druge strane, akustični plazmon također dominira IR frekvencijskim podrucjem KC ˇ 8 spektara , ali to nije slučaj i za CsC8. Tocnije, akustični plazmon se uopće ne pojavljuje u CsC8 spektrima, a
mehanizam koji je zaslužan za njegov nestanak se bazira na meduvrpčanom zasjenjenju između razlicitih slojeva radi elektronskih pobuđenja.
Osim plazmona u IR frekvencijskom podrucju, u ovoj disertaciji ćemo se također baviti i međuvrpčanim plazmonima u ˇ UV području. Proučavat će se grafeni interkalirani alkalijskim atomima, poput KC8, CsC8, LiC2 i LiC6, uz usporedbu sa rezultatima za elektrostatski dopirani grafen. Štoviše, pri elektrostatskom dopiranju sustava elektronima / šupljinama, njihovi spektri elektronskih pobudenja se drastično mijenjaju kao funkcija dopiranja.
Proucavat će se i interakcija šupljina / elektrona u ´ π / π∗ vrpcama elektrostatski ili kemijski dopiranog grafena (KC8) sa elektronskim pobudenja (s fokusom na Diracov plazmon). Spektri elektrona / šupljina su izracunati koristeći novorazvijenu G ´ 0W0 aproksimaciju, koja popravlja DFT Greenovu funkciju koristeci induciranu korelacijsku ´ self energiju, a oni su zapravo simulacija ARPES (Angle-resolved photoemission spectroscopy) mjerenja. U ovoj disertaciji pokazat
ću kako dopiranje grafenske ´ π ∗ vrpce utjece na renormalizaciju Fermijevih i Diracovih grupnih brzina, kinkove na Fermijevoj energiji, te širine raspada šupljina u π i π∗ vrpcama. Na koncu, vidjet ćemo i da se deformacija i nagli porast širine raspada ´ π vrpce odmah ispod Diracove točke pojavljuje radi emisije Diracovog plazmona. Teorijska opažanja će se također usporediti sa rezultatima drugih teorijskih i eksperimentalnih istraživanja.
U ovoj disertaciji istraživana su i elektromagnetska svojstva dopiranog grafena, kao i intenziteti IR aktivnih plazmona u grafenskim nanovrpcama. Plazmoni u dopiranom grafenu su neradijativni modovi, koji se ne mogu pobuditi direktno fotonima vec samo indirektno, npr. raspršenjem IR fotonskog snopa. Tako se fotoni raspršeni u near-field području vežu na plazmone, te ih pobuđuju. Drugi način da se pobude plazmoni je da se grafen nareže na nanovrpce koje podržavaju dipolno-aktivne plazmone. Naposljetku, analizirati ćemo ´ IR aktivne plazmone u 1D nizu nanovrpci izrezanih iz KC8, te ih usporediti sa eksperimentalnim mjerenjima, a baviti ćemo se i sintezom KC ´ 8 nanovrpci
Controlled reduction and development of in-gap states in anatase TiO2 under low-energy hydrogen bombardment
No full textSupplementary raw research data to the publication "Controlled reduction and development of in-gap states in anatase TiO2 under low-energy hydrogen bombardment".X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Secondary ion mass spectrometry (SIMS), Scanning Electron Microscopy (SEM), TRIM (The Transport of Ions in Matter) calculations, Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR), and micro-Raman spectroscopy
Development and optimization of solar cells
No full textPovećanje klimatskog zagađenja, uzrokovanog porastom količine ugljikovog dioksida u atmosferi zahtjeva pronalaženje ekološki održivog rješenja kako bi se poboljšala kvaliteta života ljudi na Zemlji. Glavni uzrok emisije ugljikovog dioksida jesu fosilna goriva pa bi prijelaz s neodrživih izvora energije na energiju dobivenu iz solarnih izvora pozitivno utjecao na kvalitetu života budućih generacija. Još uvijek je potrebno mnogo istraživanja i razvijanja u području solarnih ćelija kako bi one postale energetski i cjenovno učinkovite. U ovom je radu cilj istražiti ključna otkrića u području solarnih ćelija koja su dovela do važnih zaključaka i omogućila unaprjeđenje do najučinkovitijih modela. Također, cilj je istaknuti najnovije metode i inovacije u području solarnih ćelija. Razvoj i optimizacija solarnih ćelija prikazani su kroz četiri generacije, s naglaskom na najvažnije vrste solarnih ćelija unutar svake generacije. U radu su analizirana važna svojstva pojedinih vrsta solarnih ćelija, poput učinkovitosti pretvorbe sunčeve energije u električnu, troškova proizvodnje i vijeka trajanja. Nakon usporedbe tih svojstava kod više vrsta solarnih ćelija, zaključeno je da su silicijeve ćelije još uvijek najisplativije. Iako najnoviji modeli nastoje riješiti problem ekološkog zagađenja okrećući se organskim materijalima poput grafena i ekološki prihvatljivijim proizvodnim procesima, njihova implementacija izvan laboratorijskih uvjeta još nije isplativa. Tržištem i dalje dominiraju silicijeve solarne ćelije zbog svoje visoke učinkovitosti, pa se istraživanja osim na najnovije modele usmjeravaju i na unaprjeđenje tradicionalnih silicijevih ćelija
Position and role of physics in pharmacy education
No full textU radu se opisuju pojmovi farmacije kao znanstvene discipline i farmaceutskog obrazovanja, te se daje pregled položaja fizike u farmaceutskom obrazovanju, počevši od Hrvatske sve do globalnih razmjera. Uloga fizike u farmaceutskom obrazovanju opisana je u okviru tematskih kategorija o primjeni fizike u farmaciji, o pristupima poučavanju fizike te o mišljenjima i stavovima prema fizici u farmaceutskom obrazovanju. Navedene kategorije su proizašle iz sustavnog pregleda relevantne literature dostupne u internetskim bazama podataka poput Web of Science, National Library of Medicine, American Journal of Pharmaceutical Education i sl. Na temelju rezultata pregleda literature doneseni su odgovarajući zaključci o položaju i ulozi fizike u farmaceutskom obrazovanju
Planetary Atmospheres and Magnetospheres in the Solar System
No full textU ovome radu bavimo se svojstvima i mehanizmima bitnima za nastanak i opstanak planetarnih atmosfera i magnetosfera Sunčeva sustava. Njihovo je proučavanje od iznimne važnosti za razumijevanje planetarne evolucije, astrobiologije, klime i vremenskih uvjeta, te za unaprjeđenje postojećih tehnologija. U prvom poglavlju navedene su osnovne definicije i pojmovi koje ćemo koristiti u daljnjem tekstu te su objašnjene temeljne sastavnice atmosfera i magnetosfera. Poseban je naglasak stavljen na topologiju i međudjelovanje pojedinih struktura. Drugo poglavlje bavi se terestričkim planetima: Zemljom, Marsom, Venerom i Merkurom. Pritom je Zemlja najviše istaknuta budući da je o njoj dostupno najviše znanstvenih spoznaja. Na sličan se način treće poglavlje bavi jovijanskim planetima: Jupiterom, Saturnom, Uranom i Neptunom. Opis svakog planeta u drugom i trećem poglavlju organiziran je tako da se u prvom dijelu teksta navode sastav i (specifične) karakteristike atmosfere, a zatim u drugom dijelu temeljne informacije o magnetosferi. Valja pripomenuti da su atmosfere i magnetosfere dinamični sustavi koji su neodvojivi i u stalnoj interakciji s matičnim planetom i međuplanetarnim okolišem.In this bachelor thesis, we deal with the properties and mechanisms essential for the formation and sustainability of planetary atmospheres and magnetospheres in the Solar System. Their study is significant for understanding planetary evolution, astrobiology, climate, and weather conditions, as well as for improving existing technologies. In the first chapter, the basic definitions and terms that we will use in the following text are listed, and the fundamental components of atmospheres and magnetospheres are explained. Special emphasis is placed on the topology and interaction of individual structures. The second chapter deals with the terrestrial planets: Earth, Mars, Venus and Mercury. The Earth is discussed in more detail since the most scientific knowledge is available about it. Similarly, the third chapter deals with the Jovian planets: Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune. The description of each planet in the second and third chapters is organized so that the composition and (specific) characteristics of the atmosphere are stated in the first part of the text, followed by basic information about the magnetosphere in the second part. It should be noted that atmospheres and magnetospheres are dynamic systems that are inseparable and in constant interaction with the parent planet and the interplanetary environment
Monte Carlo simulation of particle transport emitted during 123I decay: application in single-photon emission tomography
No full textU ovoj radnji analiziran je utjecaj različitih kolimatora na kvalitetu slikovnih podataka prilikom korištenja 123I u jednofotonskoj emisijskoj kompjutoriziranoj tomografiji (SPECT-u). Iako se za 123I najčešće koristi kolimator za snimanje fotona niske energije i visoke razlučivosti (LEHR), takav kolimator nije optimalan za energijski spektar 123I, već za niže energijske spektre. To otvara mogućnost istraživanja utjecaja kolimatora s niskim prodiranjem i visokom razlučivosti (LPHR) te kolimatora za snimanje fotona srednje energije (ME) na kvalitetu slikovnih podataka.
Monte Carlo simulacije, provedene u programu SIMIND, korištene su za izračun slikovnih podataka dobivenih pomoću različith vrsta kolimatora (LEHR, LPHR, ME). Slikovni podaci dobiveni ovim simulacijama analizirani su pomoću softvera ImageJ kako bi se procijenili neki od sljedećih parametara: planarna i prostorna razlučivost, osjetljivost, šum i kontrast. Rezultati su pokazali da detektor s LPHR kolimatorom pruža najbolju planarnu razlučivost i najveći kontrast, a detektor s ME kolimatorom najveću osjetljivost i najmanji šum. Također, uočeno je da detekor s LEHR kolimatorom proizvodi najizraženiji zvjezdasti artefakt.
U radnji su objašnjeni fizički procesi na kojima se temelji detekcija gama zračenja, opisani su postupci simulacije, analiza rezultata i zaključci koji naglašavaju važnost odabira odgovarajućeg kolimatora za optimizaciju kvalitete slikovnih podataka.This master thesis analyzes the influence of different collimators on the quality of image data when using 123I in single-photon emission computed tomography (SPECT). Although a low energy high resolution (LEHR) collimator is most used for 123I, such a collimator is not optimal for the 123I energy spectrum, but for lower energy spectra. This opens the possibility of investigating the impact of a low penetration high resolution (LPHR) collimator and a medium energy (ME) collimator on image data quality.
Monte Carlo simulations were performed using the SIMIND program to calculate image data obtained with different collimators (LEHR, LPHR, ME). The image data obtained from these simulations were analyzed using ImageJ software to assess parameters including planar and spatial resolution, sensitivity, noise and contrast. The results showed that the detector with the LPHR collimator provided the best planar and spatial resolution and highest contrast, while the detector with the ME collimator offered the highest sensitivity and lowest noise. Also, the detector with the LEHR collimator was observed to produce the most visible star artifact.
This master thesis explores the fundamental physical processes underlying gamma radiation detection, detailing simulation methodologies, result analysis and conclusions that underscore the critical role of selecting an optimal collimator to enhance image data quality
Određivanje korekcijskih faktora za izlazne faktore polja i korekcijskih faktora na volumno usrednjavanje za različite detektore u uskim fotonskim snopovima Co-60
No full textAccurate small photon field dosimetry is critical for the effectiveness and outcome of the
treatment in radiation oncology. Small photon field dosimetry refers to the determination of
an absorbed dose in a photon beam whose size is smaller than 3 cm ∙ 3 cm. It is complex due
to the finite size of the detector, loss of lateral charged particle equilibrium, and perturbation
of secondary electron fluence by the detector. Absorbed dose distributions of a small photon
field with nominal field sizes of 16 mm, 8 mm, or 4 mm delivered by Gamma Knife is
characterised by a large dose gradient and an ellipsoidal shape. This work aims to
experimentally determine detector-specific field output correction factors and measurement
uncertainties in such small photon fields for different detectors commonly used for dosimetry
of small Co-60 beams delivered by a Gamma Knife. Detector-specific correction factors of
active detectors are determined by dividing field output factors of Monte Carlo calculated and
EBT3 film measured values with values of active detectors. In addition, volume averaging
correction factors and their contribution to a detector-specific field output correction factor
were determined. This has been done by the simulation of the detector’s geometry and
position within the ellipsoid absorbed dose model and integration over the detector’s volume.
Finally, dose profiles were measured in non-reference geometry. An analysis of measured
profiles was performed, and detectors appropriate for such dose profile measurements are
recommended.Dozimetrija malih polja obuhvaća određivanje apsorbirane doze u uskim snopovima fotona
veličine manje od 3×3 cm2. Raspodjele apsorbirane doze snopova Co-60 Gamma Knife uređaja
karakterizirane su velikim gradijentom doze i elipsoidnim oblikom nominalnih veličina: 16, 8
ili 4 mm. Dozimetrija malih polja je složena zbog veličine detektora, narušenih uvjeta bočne
elektronske ravnoteže i utjecaja detektora na tok sekundarnih elektrona. Cilj rada je
eksperimentalno odrediti izlazne faktora polja, njihove korekcije u odnosu na referentne
vrijednosti kao i odrediti mjerne nepouzdanosti za različite vrste i tipove detektora. Dodatno
su određeni korekcijski faktori na volumno usrednjavanja za različite detektore te njihov
doprinos u ukupnoj korekciji. To je učinjeno simulacijom geometrije i položaja detektora
unutar elipsoidnog modela raspodjele doze. Također, izmjereni su profili doza gama noža
različitim detektorima te su uspoređeni s vrijednostima dobivenim Monte Carlo simulacijama.
Analizom rezultata preporučen je detektor najpogodniji za određivanje profila u nereferentnoj
geometriji.
Izlazni faktori za snopove gama noža određeni su za dvanaest detektora; sedam ionizacijskih
komora, četiri poluvodička detektora te jedan dijamantni detektor. Detektori su prilikom
mjerenja bili postavljeni u plastičnom (eng. solid water) fantomu paralelno sa z-osi Gamma
Knife-a. Usporedbom dobivenih rezultata s podacima dobivenim Monte Carlo simulacijama te
onih određenih referentnim dozimetrom (radiokromski EBT3 film) utvrđeno je da ionizacijske
komore podcjenjuju veličinu izlaznih faktora zbog narušenih uvjeta bočne elektronske
ravnoteže, izraženog volumnog usrednjavanja odziva detektora te činjenice da su napravljene od tkivu ne ekvivalentnog materijala. Sukladno očekivanjima, veličina odstupanja raste s
veličinom efektivnog volumena ionizacijske komore. Zbog perturbacija detektora na snop Co
60, odziv detektora je potrebno korigirati korekcijskim faktorom specifičnim za pojedini
detektor. Pokazano je da ionizacijske komore Semiflex T31010, Semiflex 3D T331021, PinPoint
T31014, PinPoint 3D T3016, RAZOR i CC04, zbog veličine efektivnog volumena, nisu primjerene
za dozimetriju u najmanjem polju Gamma Knife-a od 4 mm i njihovi korekcijski faktori su izvan
granica prihvatljivosti. S povećanjem veličine polja smanjuje se utjecaj spomenutih
perturbacija na točnost određivanja izlaznih faktora. Tako, izlazni faktori RAZORnano
ionizacijske komore najmanjeg efektivnog volumena pokazuju najbolje slaganje s referentnim
vrijednostima, ali i s rezultatima dobivenim EBT3 filmom. Apsorbirana doza određena na
temelju mjerenja silicijevim poluvodičkim detektorom je precijenjena prvenstveno zbog većeg
efektivnog atomskog broja silicija u odnosu na vodu. U 8 mm polju, izlazni faktori određeni s
ovim detektorima pokazuju statistički značajno slaganje s Monte Carlo vrijednostima. Neki
poluvodički detektori imaju zaštitu efektivnog volumena od raspršenih fotona niskih energija
te su prvenstveno namijenjeni dozimetriji velikih polja. Pokazano je da se oni također mogu
koristiti i u dozimetriji uskih snopova Co-60 kao kod Gamma Knife-a. Izlazni faktori određeni s
ovim detektorima pokazuju manje slaganja s Monte Carlo vrijednostima od poluvodičkih
detektora bez zaštite. Sintetički jednokristalni detektor se pokazao kao odličan izbor za
dozimetriju malih polja gama noža.
Korekcijski faktori volumnog usrednjavanja detektora određeni su primjenom analitičkog
elipsoidnog modela raspodjele apsorbirane doze polja Gamma Knife-a te simuliranjem
geometrije efektivnog volumena detektora unutar takvih raspodjela. Integriranjem modela
apsorbirane doze po efektivnom volumenu detektora izračunata je korekcija na volumno
usrednjavanje odziva za četrnaest detektora: šest ionizacijskih komora, pet poluvodičkih
detektora, dva plastična scintilacijska detektora te sintetički jednokristalni detektor. U pravilu
se korekcijski faktor na volumeno usrednjavanje odziva povećava s volumenom detektora.
Međutim, rezultati ranijih istraživanja su pokazala da je osim veličine efektivnog volumena
bitan i njegov oblik što je potvrđeno i ovim modelom. Primjerice, ionizacijska komora PinPoint
T31014 u usporedbi s ionizacijskom komorom CC04 ima veći korekcijski faktor na volumno
usrednjavanje iako komora CC04 ima tri puta veći volumen, i to prvenstveno zbog veće duljine detektora tj. komora CC04 je kompaktnija. Omjer duljine i promjera aktivnog volumena (l/d)
CC04 komoru iznosi 0,9 dok za PinPoint T31014 on iznosi 2,5.
Profili doze određeni su dozimetrijski korištenjem različitih vrsta i tipova detektora te su
dobiveni rezultati uspoređeni s profilima određeni Monte Carlo simulacijama. Ionizacijske
komore većeg volumena nisu primjerene za mjerenja profila doze jer su im efektivni volumeni
preveliki za točno mjerenje odziva u području velikih gradijenta doze. S druge strane, sintetički
jednokristalni detektor i poluvodički detektori pokazuju manja odstupanja od referentnih
vrijednosti te su dobar izbor za određivanje profila doza
Inquiry-based physics teaching - designing selected laboratory exercises in acoustics
No full textPoticanje učenika na aktivno sudjelovanje u nastavnom procesu, a time i stjecanju znanja, cilj je modernog, netradicionalnog pristupa obrazovanju. Istraživačka nastava fizike usmjerena je na samostalno učeničko istraživanje fizičkih pojava i procesa. Provođenje istraživački usmjerene nastave može biti zahtjevno za nastavnika i učenike jer iziskuje više pripreme i dobre organizacijske vještine. Učenici nisu samo pasivni primatelji informacija već sami istražuju i donose zaključke što je, prema brojnim znanstvenim i stručnim člancima na tu temu, bolje za dugoročno usvajanje znanja od tradicionalne nastave. Istraživačka nastava ima smisla ako učenici mogu povezati naučeno iz istraživanja sa svakodnevnim iskustvima, prirodom i drugim problemima suvremenog života. Stoga su sve vježbe u ovom radu potkrijepljene primjerima te opisima kako se neki fenomen koji se istražuje primjenjuje u tehnici, medicini ili nekoj grani ljudskog djelovanja. Istraživačkom nastavom potiče se kreativno rješavanje problema, uporaba moderne tehnologije, suradnički rad i općenito razvoj vještina potrebnih u procesu cjeloživotnog učenja. Izvođenje pokusa kojima se istražuju prirodne pojave i zakonitosti već je duže implementirano u nastavu fizike, a u ovom radu naglasak je na istraživanje pojava vezanih uz zvuk. Naime, akustika se vrlo kratko i površno obrađuje po trenutnom kurikulumu fizike, iako ima široku primjenu. Eksperimenti obrađeni u ovom radu ne mogu se pronaći u srednjoškolskim udžbenicima pa ovaj rad može poslužiti nastavnicima koji žele svojim učenicima približiti ovu granu fizike – akustiku