Repository of the University of Rijeka, Department of Physics
Not a member yet
242 research outputs found
Sort by
Influence of extrasolar planet atmospheres on possible life
No full textEkstrasolarni planeti ili egzoplaneti su planeti koji se nalaze van Sunčeva sustava. Do danas je otkriveno više od 5500 egzoplaneta u više od 4000 različitih planetarnih sustava. Potraga za životom na egzoplanetima nije nimalo lak zadatak budući da se nalaze na velikim udaljenostima od Zemlje. Kako bi se pojednostavio navedeni problem u astronomiji i astrobiologiji definira se pojam nastanjive zone. Nastanjiva zona zvijezde je pojas orbita oko matične zvijezde unutar kojega na površini planeta može opstati voda u tekućem agregatnom stanju, uz dovoljan atmosferski tlak. Poznavanje nastanjive zone različitih sustava omogućuje sortiranje velikog broja egzoplaneta te izdvajanje onih koji se nalaze unutar nje. Trenutno jedini podaci koje možemo prikupiti s egzoplaneta vezani su uz planetarnu atmosferu. Temeljito shvaćanje različitih vrsta atmosfera daje nam uvid u raznolikost planetarnih sustava te može poslužiti kao vodilja u boljem razumijevanju Zemljine atmosfere.
U radu je objašnjen pojam planetarne atmosfere i nastanjive zone planeta te je dan uvid mogućih egzoplaneta koji se nalaze van nastanjive zone svoga sustava, no unatoč tome imaju mogućnost održavanja vode na svojoj površini.Exoplanets, or extrasolar planets, are planets located outside the Solar System. So far, more then 5500 exoplanets have been discovered in more than 4000 different planetary systems. Searching for life on exoplanets is by no means an easy task, as they are located at great distances from Earth. To simplify this problem in astronomy and astrobiology, the concept of the habitable zone is defined. The habitable zone of a star is the range of orbits around a star within which water can exist in a liquid state on the surface of a planet, with sufficient atmospheric pressure. Understanding the habitable zone of different stellar systems allows for the sorting of a large number of exoplanets and the identification of those within it. Currently, the only data we can collect from exoplanets are related to the planetary atmospheres. A thorough understanding of different types of atmospheres provides us with insights into the diversity of planetary systems and can serve as a guide in better understanding of the Earth's atmosphere.
In this work the concept of planetary atmosphere and habitable zone is explained, providing insights into possible exoplanets located outside the habitable zone of their stellar system capable of maintaining water on their surface
Elemental analysis of particulate matter in the vicinity of an oil refinery
No full textSAŽETAK
Lebdeće čestice su krute ili tekuće čestice suspendirane u zraku, a pojavljuju se u različitim veličinama, oblicima, koncentracijama te mogu imati dugotrajne posljedice na okoliš i ljudsko zdravlje. Budući da industrija igra veliku ulogu u onečišćenju zraka, u blizini rafinerije nafte prikupljali su se uzorci PM2.5 u razdoblju od 01.12.2017. do 12.11.2019. svaki drugi dan po 24 sata. Glavni komercijalni proizvodi rafinerije nafte su benzinsko i dizel gorivo, lož ulje, ukapljeni naftni plin te goriva za mlazne motore. Gravimetrijskom metodom dobivene su ukupne masene koncentracije, a elementnom analizom pomoću XRF tehnike određene su koncentracije sljedećih elemenata: S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn i Pb. Dobivene koncentracije prikazane su vremenskim nizovima dobivenih programom R-Studio.
U Uredbi o razinama onečišćujućih tvari u zraku (NN/77/20 (1465)) propisana je granična vrijednost koncentracije PM2.5 tijekom kalendarske godine od 20 µg/m3. Prosječna vrijednost koncentracije PM2.5 za 2018. iznosila je 12.68 µg/m3, a za 2019. iznosila je 10.27 µg/m3 to jest nisu prekoračene vrijednosti iz Uredbe. Primijećene su veće koncentracije kalija tijekom zime, koncentracije sumpora tijekom tog perioda su velikom većinom iznad granice detekcije što je i za očekivati jer je stalan sastojak nafte. Uspoređujući vrijednosti izmjerene na postaji u Rijeci preuzete sa stranice Kvaliteta zraka u Republici Hrvatskoj u promatranom razdoblju, srednje vrijednosti koncentracija PM2.5, kalcija i kalija niže su nego srednje vrijednosti tih elemenata u blizini rafinerije nafte.Particulate matter (PM) is a mixture of solid and liquid particles suspended in the atmosphere that come in different sizes, shapes, concentrations, and can have long-term effects on the environment and human health. As the industry plays an important role in air pollution, PM2.5 samples were collected near an oil refinery every other day for 24 hours from December 1, 2017, to November 12, 2019. The oil refinery 's main commercial products are gasoline and diesel fuel, heating oil, liquefied petroleum gas, and jet fuels. The PM2.5 concentartion was determined by gravimetric analysis and the concentrations of the following elements were determined by XRF analysis: S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn and Pb. The obtained concentrations are presented in time series using R-Studio.
The Regulation on Air Pollutant Concentration Levels (NN/77/20 (1465)) prescribes a limit value for the PM2.5 concentration during the calendar year of 20 µg/m3. The average PM2.5 concentration was 12.68 µg/m3 in 2018 and 10.27 µg/m3 in 2019, which means that the values from the Regulation were not exceeded. Higher potassium concentrations were observed during the winter, while sulfur concentrations during that period were mostly above the detection limit, as expected because it is a constant component of oil. Comparing the values measured at the station in Rijeka, obtained from the Air Quality in the Republic of Croatia website during the observed period, the average concentrations of PM2.5, calcium, and potassium were lower than the average values of these elements near the oil refinery
Estimation of air pollution source location
No full textS porastom svijesti o utjecaju čestičnih tvari na zdravlje čovjeka, odredivanje lokacije
izvora onečišćenja dobiva sve veći značaj. Ova se metoda koristi već desetljećima, no nerijetko su u analizi podataka prisutne pogreške. Jedna od često korištenih metoda jest analiza vjetra pomoću uvjetne vjerojatnosne funkcije (engl. conditional probability function - CPF).
U ovom radu, ustanovljeno je da se u mnogim istraživanjima na temu odredivanja
kvalitete zraka putem CPF-a koriste premali skupovi podataka koji često navode na krive
zaključke. Naime, te netočnosti trebaju biti izračunate, prikazane i analizirane. U sklopu
ovog rada, ponudene su dvije metode odredivanja intervala pouzdanosti. Prva metoda
koristi bootstrap, dok je druga metoda temeljena na odredivanju intervala pouzdanosti
omjera nezavisnih binomnih varijabli. Postupak je proveden za razinu pouzdanosti CL =
68,27 % za skupove od N = 150, 300, 1000 i 2500 podataka. Za svaku metodu proučava se
broj podataka po smjeru vjetra te se za njih odreduju ne samo intervali pouzdanosti, već
i prekrivanje kao ocjena tih intervala. Metode su medusobno usporedene te je pokazano
da se rezultati oba postupka poklapaju. Zaključeno je da su oba postupka ispravna, ali i
jednostavna za korištenje te da bi se trebali primjenjivati pri odredivanju lokacije izvora
onečišćenja
Korelacija atmosferskih parametara mjerenih pomoću MAGIC optičkog LIDAR-a i CTA FRAM-a
No full textThe Earth's atmospheric realm is a dynamic force that exerts a profound impact on the planet's climate and natural operations. Astronomical research faces a significant challenge in precisely measuring atmospheric parameters, which directly impact the quality and reliability of observational data. In response, cutting-edge technologies have emerged, including Light Detection and Ranging (LIDAR) and the Foto Robotic Atmosphere Monitor (FRAM)telescope. This research attempts to elucidate the correlation between two vital technologies: the MAGIC LIDAR and CTA FRAM. Specifically, the investigation delves into the relationship between Vertical Aerosol Optical Depth (VAOD), a key atmospheric parameter signifying aerosol content, as measured by these instruments. By analyzing the interplay between VAOD measurements from MAGIC LIDAR and CTA FRAM, this study seeks to refine our comprehension of atmospheric dynamics and enhance the accuracy of both atmospheric science and astronomical observations. The insights gained from this correlation hold the potential to advance our understanding of the Earth's atmosphere and its intricate connections to celestial phenomena.Zemljina atmosfera predstavlja dinamičan sustav koji duboko utječe na klimu planeta i prirodne procese. Astronomska istraživanja suočavaju se s izazovom preciznog mjerenja atmosferskih parametara, što izravno utječe na kvalitetu i pouzdanost promatračkih podataka. Kao odgovor na to, razvijene su napredne tehnologije, uključujući Light Detection and Ranging (LIDAR) i teleskop Foto Robotic Atmosphere Monitor (FRAM). Ovo istraživanje pokušava pokazati povezanost između dvije ključne tehnologije: MAGIC LIDAR i CTA FRAM. Konkretno, istraživanje istražuje odnos između vertikalne optičke dubine aerosola (VAOD), ključnog atmosferskog parametra koji označava prisutnost aerosola, kako ga mjere ovi instrumenti. Analizom međuodnosa mjerenja VAOD-a s MAGIC LIDAR-om i CTA FRAM-om, ovo istraživanje nastoji poboljšati naše razumijevanje dinamike atmosfere i povećati preciznost kako u znanosti o atmosferi tako i u astronomskim promatranjima. Rezultati dobiveni iz ove korelacije imaju potencijal za napredak u razumijevanju Zemljine atmosfere i njezinih složenih veza s nebeskim pojavama
Astrophotography
No full textAstrofotografija je spoj astronomije i fotografije što nam omogućava predivne poglede u daleke prostore svemira te prikupljanje informacija pomoću kojih možemo proučavati fizikalne procese nebeskih tijela. Za dobivanje fotografije potrebno je poznavati orijentaciju na nebeskoj sferi kako bi precizno locirali i snimili željeni nebeski objekt. Za kvalitetni proces fotografiranja se koristi teleskop koji se sastoji od montaže za usmjeravanje, optike za kreiranje slike te odgovarajuće kamere za prikupljanje podataka. Osnovni element je montaža kojih ima više vrsta. Veličina montaže ovisi o optici koju teleskop sadrži. Na montažu dolazi optika različitih izvedbi, ovisno o broju korištenih zrcala i/ili leća. U teoriji za prikupljanje više svjetlosti pogodno je imati što veći promjer optike, odnosno kraće vrijeme promatranja i veću razlučivost. Teleskopi na Zemlji su ograničeni zbog smetnji u Zemljinoj atmosferi što se naziva seeing te zbog svjetlosnog zagađenja. Za rješavanje ovakvog problema, fotografiranje se vrši što dalje od naseljenih mjesta i na što većim nadmorskim visinama. Za postizanje boljih rezultata, potrebno je odabrati pravilnu ekspoziciju kako bi se prikupila dovoljna količina emitirane svjetlosti nebeskog tijela. Prikupljeni podatci se zatim pohranjuju uz pomoć digitalnih senzora poput komercijalnih fotoaparata koji imaju svega desetak megapiksela ili u profesionalne koji imaju 3,2 gigapiksela poput Vera Rubin Observartorija. Prikupljeni podatci se zatim obrađuju raznim tehnikama kako bi se uklonili šumovi i poboljšala kvaliteta fotografije. Prilagodbom boja i izoštravanjem slike postiže se naglašavanje njenih detalja. Astrofotografija se uvelike upotrebljava u područjima astrofizike i astronomije jer pruža vrijedne podatke o objektima na nebu
Rad ne sadrži naslov na drugom jeziku.
No full textMetal-dielectric multilayer systems are used for sensors, filters and absorbers. Fabrication of
micro/nanostructures in these systems is complex, demanding and involves many fabrication
steps. Glass poling (GP) and electric field assisted dissolution (EFAD) processes have great
potential for micro/nano structuring of metal-dielectric systems. GP and EFAD are used to
modify the compositional profile of samples by application of voltage inducing drift of
metallic species in the direction of the applied field.
The aim of this work was to make micro-structured metal-dielectric multilayer system
with desired optical performance demonstrating appropriateness of EFAD for microstructuring. This aim was achieved by dividing the research into partial goals: i) relating
modifications of the substrates refractive index with the changes in its composition upon GP.
Different types of glasses were studied in quest for the most appropriate and simple system.
ii) study of simultaneous EFAD of bimetal systems as the main process for obtaining micro
array filter. Different combinations of metals were tested to choose the one best controlled by
the treatment. iii) depositing, micro-structuring and analysis of the micro-structured filter.
Significant scientific contributions were made: a) understanding how the poled glass
refractive index profile correlates with the redistribution of alkali ions and other structural
changes in glass, b) quantitative determination of the specific contribution of different alkali
ion species to the refractive index of poled glass, determination and understanding of the
dynamics of c) GP with multiple ion species and d) simultaneous EFAD of two metals
embedded in dielectric multilayers systemsMetalo-dielektrični višeslojni sustavi važni su zbog mogućnosti ovih struktura da se koriste
kao senzori, filteri i apsorberi. Izrada mikro/nanostruktura je složena, zahtjevna i uključuje
više koraka u procesu izrade. Procesi električnog polariziranja stakla (eng. glass poling, GP) i
razlaganje uz pomoć električnog polja (eng. electric field assisted dissolution, EFAD) imaju
potencijal za korištenje u mikro/nano strukturiranju metalo-dielektričnih sustava. Da bi se to
postiglo potrebno je kontrolirati dinamiku GP-a i EFAD-a i svojstva materijala u višeslojnim
sustavima tijekom GP-a i EFAD-a. Cilj ovog rada je postići spomenutu kontrolu GP-a i
EFAD-a i izraditi mikrostrukturirani metalo-dielektrični višeslojni sustav sa željenim
optičkim performansama kao demonstrator prikladnosti EFAD-a kao metode za
mikrostrukturiranje ovih sustava.
Cilj ovog rada je bio izraditi mikrostrukturirani metalo-dielektrični višeslojni sustav sa
željenim optičkim svojstvima i tako pokazati prikladnost EFAD-a za mikrostrukturiranje.
Ovaj je cilj bio postignut podjelom istraživanja na djelomične ciljeve: i) povezivanje
promjena u indeksu loma podloge s promjenama njegova sastava nakon GP-a. Budući da će
se kao podloga za filter koristiti staklo, proučene su promjene u različitim vrstama stakla kako
bi se izabrao najučinkovitiji i najjednostavniji sustav. ii) upoznati simultani EFAD-a sustava
koji sadrži dva različita metala, budući da je upravo taj proces ključan za izradu mikrofiltera.
Testirane su različite kombinacije metala kako bi se izabrala ona koju je najlakše kontrolirati
u procesu. iii) depozicija, mikrostrukturiranje i analiza mikrostrukturiranog filtera.
Tanki slojevi višeslojnih sustava su izrađeni metodom naparavanja pomoću
elektronskog snopa. Uzorci su tretirani GP-om u vakuumu i na zraku, EFAD-om i
zagrijavanjem. Profili indeksa loma tretiranih uzoraka su dobiveni optičkom karakterizacijom
na osnovu elipsometrijskih mjerenja. Masena spektroskopija sekundarnih iona je korištena za
određivanje dubinskog profila koncentracije alkala i metala. Dubinski profil koncentracije
iona stakla je modelirana numeričkim simulacijama koristeći diferencijalne jednadžbe koje
opisuju drift i difuziju struja i njihov razvoj tokom vremena. Površinski profil dobivene
mikrostrukture je analiziran profilometrom.
Ostvaren je znatan znanstveni doprinos području kao rezultat istraživanja. Razumjelo
se kako je profil indeksa loma stakla koreliran s preraspodjelom iona alkala i drugim
strukturnim promjenama u staklu. Kvantitativno je određen specifični doprinos različitih
vrsta alkala indeksu loma stakla. Shvaćena je dinamika GP-a s više vrsta iona i simultanog
EFAD-a dva metala uronjenih u dielektrični višeslojni sustav. Shvaćeni su uzroci razlika u
optičkom odzivu izrađenog i dizajniranog mikrostrukturiranog filter
Fizika protonske terapije
No full textProtonska terapija je jedan od oblika terapije zračenjem koja se koristi za liječenje zloćudnih tumora. Korištenjem snopa protona omogućuje se predavanje propisane doze zračenja volumenu tumora na određenoj dubini i minimalno ozračivanje okolnog zdravog tkiva koje se nalazi u neposrednoj blizini ciljnog volumena. U ovoj su radnji opisane tri vrste međudjelovanja protona s elektronima i jezgrom atoma te kružni ubrzivači koji se koriste za dobivanje snopa potrebne energije. Mjerenje apsorbirane doze zračenja provodi se prema protokolima Međunarodne agencije za atomsku energiju temeljenih na apsorbiranoj dozi u vodi. Da bi terapija bila uspješna, medicinsko osoblje mora detaljno isplanirati cijeli tijek tretmana prije samog izvođenja i osigurati njegovu kvalitetu kako se zdravlje pacijenta ne bi dovelo u opasnost. Protonska terapija se najčešće upotrebljava za liječenje intrakranijalnih tumora i tumora oka, glave, vrata, dojke i leđne moždine. Ova vrsta zračenja je također pronašla veliku primjenu pri liječenju pedijatrijskih pacijenata kod kojih se minimalnim ozračivanjem okolnog zdravog tkiva može spriječiti razvoj tumora u odrasloj dobi
Simetrije višeg spina i baždarni modeli
No full textHigher derivative generalizations of translation symmetries (i.e. higher-spin-like symmetries) are utilized in this work in a novel approach to gauging, leading to a Yang-Mills-like
theory defined over a symplectic manifold dubbed ”master space”. The developed theory
incorporates the starting symmetries by using the Moyal product, has a weakly non-local
action functional, it is perturbatively stable and admits a description in terms of an L∞
algebra. The spectrum of the theory is analyzed in terms of Wigner’s classification and to
that purpose a novel unitary representation of the Lorentz group is built on the space of
Hermite functions. The formulated field is massless and contains arbitrarily high helicities, while the square of the Pauli-Lubanski vector does not necessarily vanish, indicating
that the model contains continuous spin field degrees of freedom.
The master space and the discovered symmetry can serve to build additional gauge field
models, and we explicitly provide such candidate theories. In the Yang-Mills-like model we
find an additional tower of conserved currents. Further, we display how matter fields can
be modeled in the master space with coupling to the Yang-Mills like model and calculate
scattering amplitudes for the simplest processes. Finally, we turn our attention to the lowspin sector of the theory and find a geometric description reminiscent of teleparallelism,
with the induced linear connection related to Weitzenböck’s. We apply the low-spin
results to find additional general background solutions of the complete theory.Rad ne sadrži sažetak na drugom jeziku
Wigner's classification of elementary particles
No full textWignerova klasifikacija elementarnih čestica predstavlja temeljno postignuće u kvantnoj teoriji. Počinje pružanjem okvira za kvantnu teoriju i bavi se pitanjem kako se promatrači mogu složiti se oko identiteta čestice, bez obzira na svoj položaj u prostoru i vremenu. U radu se raspravlja o ključnim aspektima kvantne mehanike, uključujući Hermitske operatore i njihovu povezanost s opservablama, kao i tumačenjem kvadrata valne funkcije kao vjerojatnosti. Istražuju se simetrije u kontekstu kvantne mehanike, s naglaskom na unitarne (ili antiunitarne) operatore koji čuvaju vjerojatnost. Također se razmatra važnost Lie-ve algebre Poincaré grupe, koja opisuje svojstva čestica koja su invarijantna na Lorentzove transformacije. Značajno pojednostavljenje uključuje korištenje ireducibilnih reprezentacija malih grupa kako bi se opisala cijela grupa. Primjenom simetrija, teorije grupa, Einsteinove specijalne teorije relativnosti i ireducibilnih reprezentacija malih grupa, Wigner zaključuje da se promatrači na bilo kojoj lokaciji u prostoru i vremenu mogu složiti oko identiteta čestice tako da mjere i uspoređuju njenu masu i spin. Ovaj rezultat imao je dubok utjecaj na razvoj teorijskih okvira u modernoj fizici, kao što su kvantna teorija polja i standardni model elementarnih čestica, ističući njegovu važnost.Wigner's classification of elementary particles is a fundamental achievement in quantum theory. It begins by providing a framework for quantum theory and addresses the question of how observers can agree on the identity of a particle, regardless of their position in space and time. The discussion covers key aspects of quantum mechanics, including Hermitian operators and their connection to observables, as well as the interpretation of the wave function's squared magnitude as probability. Symmetries in quantum mechanics are explored, with a focus on unitary (or antiunitary) operators that conserve probability. Additionally, the relevance of the Poincaré group's Lie algebra, which describes the properties of particles unaffected by Lorentz transformations, is examined. Wigner's significant contribution involves using irreducible representations of the little group to describe the entire group, simplifying the process. Through the application of symmetries, group theory, Einstein's special theory of relativity, and irreducible representations of the little group, Wigner concludes that observers in any space-time location can agree on a particle's identity by measuring and comparing its mass and spin. This result has had a profound impact on the development of theoretical frameworks in modern physics, such as quantum field theory and the standard model of elementary particles, proving its significance
Search for quark and lepton compositness
No full textKroz povijest, za mnogo se čestica smatralo da su elementarne i nedjeljive: prvo atomi, pa jezgra atoma, pa protoni i sada kvarkovi. Logično se zapitati, jesu li i te čestice sastavljene od još manjih, neotkrivenih čestica. Mogu li te hipotetske sastavnice kvarkova i leptona objasniti njihovu neobjašnjenu generacijsku podjelu i dovesti nas bliže teorijskom ujedinjenju fundamentalnih sila? U ovom radu ću dati pregled dosadašnjih teorija i eksperimenata koji pokušavaju odgovoriti na ta pitanja te predstaviti ideje i implikacije kompozitnosti (eng. compositness) kvarkova i leptona, kao što je prisutnost neke pete fundamentalne sile koja drži sastavnice na okupu i postojanje pobudenih kvarkova i leptona. Zbog vrlo malih masa kvarkova i leptona te posljedično i njihovih hipotetskih sastavnica, za provjeru takve teorije potrebne su visoke energije koje se mogu postići samo na modernim sudaračima čestica. Dosadašnji eksperimenti na LHC-u nisu dokazali da postoje sastavnice kvarkova i leptona, no dali su neka ograničenja na skalu energije na kojoj se kompozitnost počinje manifestirati izmedu teoretskih sastavnica i na mase pobudenih čestica. Usprkos pokušajima da se dođe do odgovora, energije koje su nam dostupne za istraživanja i eksperimente još su premale da bi došli do definitivnog odgovora o kompozitnosti kvarkova i leptona