Repository of the University of Rijeka, Department of Physics
Not a member yet
242 research outputs found
Sort by
Search for transient signals in dark matter detector
No full textMotivirani s predviđanjem T. Cheng-a i M. Spinratha, testirali smo opisanu metodu
detekcije tamne tvari koristeći modificirani Michelsonov interferometar. U prvom dijelu
objašnjen je način rada modificiranog Michelsonovog interferometra kojem je jedno zrcalo
zamijenjeno sa silicij nitridnom membranom. Opisani su dijelovi eksperimenta, poput
rada djelitelja snopa, polarizirajućeg djelitelja snopa, princip rada homodinske detekcije
i njenim prednostima poput niskog šuma, brzi Fourierov transformat korišten kao jedna
od osnovnih računalnih alata u analizi podataka gdje je još u kratko opisan rad CooleyTukey-ovog algoritma. U drugom dijelu opisan je i eksperimentalni postav te optički put
zračenja od izvora do detekcije. Ukratko su opisane fizikalne značajke membrane, opisan je
princip rada optičkih fotodetektora,te princip rada akusto-optičkog modulatora. U trećem
dijelu opisane su metode prikupljanja, obrade koristeći HPC Buru, i skladištenja podataka
za njihovu daljnju obradu. Na kraju je naveden kalibracijski faktor određen korištenjem
procedure iz koju je izgradio i opisao M. Vretenar, rezultati preklapanjem, rezultat potrage
za anomalnim signalima, te su ti rezultati normirani po amplitudama i broju događaja za
određeni udar, da bi na kraju dobili gustoću raspodjele.Motivated with predictions theorised by T. Cheng and M. Spinrath, we have tested the
described detection method for dark matter using a modified Michelson interferometer. In
the first section a explanation of the modified Michelson interferometer was given. The
modification is a replacement of a mirror with a silicon nitrade membrane. Parts of the
experiments, such as beamsplitter, polarizing beamsplitter, and the homodyne detection
method with it’s advangeges of low noise were discussed. The fast Fourier transform
algorithm was used as one of the fundamental computational tools in data analysis, as well
as a breif explanation of the Cooley-Tukey algorithm. In the second section an explanation
of the experimental setup was given, as well as the optical path from the laser source
to the detector. Physical characteristics of the membrane were given, a description of
photodetector and acusto-optical modulator was also given. In the third section I describe
methods of data collection, analysis using the HPC Bura, and storage for further analysis.
In the end I present the calibration factor determined by use of the procedure given and
developed by M. Vretenar, results of the data folding method, an attempt to find anomalous
signals, and lastly those anomalous signals were normalized by their amplitudes and number
of hits per amplitude to get their probabilites
Dependence of the solar differential rotation and activity during the solar cycle no. 24
No full textDiferencijalna rotacija Sunca posljedica je gibanja plazme unutar
konvektivne zone te je rezultat medudjelovanja plazme i jakih magnetskih
polja. Teorijska predvidanja zasnovana na dinamo modelima predvidaju veću
vrijednost ekvatorijalne brzine rotacije i gradijenta diferencijalne rotacije
(apsolutna vrijednost) za vrijeme minimuma Sunčeve aktivnosti kada imamo
povećan prijenos angularnog momenta prema ekvatoru. No dosadašnja se
opažanja nisu u potpunosti slagala s numeričkim modelima i rezultatima koja
predvida teorija. Cilj ovog rada upravo je dati bolji uvid u neslaganja teorije i
eksperimenta te dati bolji uvid u ovisnost rotacije i aktivnosti. Medutim,
činjenica da 24. ciklus Sunčeve aktivnosti u dosadašnjim publikacijama
vezanim u KSO podatke nije bio pokriven u cijelosti takoder je bila od
presudne važnosti za odabir analize upravo tog perioda. U ovom su radu
napravljena mjerenja za 24. ciklus aktivnosti (2009. - 2020.). Dobivene su
vrijednosti za ekvatorske rotacijske brzine (parametar diferencijalne rotacije
A) i gradijent diferencijalne rotacije (parametar diferencijalne rotacije B) za
sve godine ciklusa i za ciklus kao cjelinu. Napravljeni su profili diferencijalne
rotacije dobiveni prilagodavanjem odgovarajućih krivulja putem metode
najmanjih kvadrata pri tome koristeći vrijednosti sideričkih brzina rotacije
koje smo dobili pretvorbom iz sinodičkih. Sinodičke brzine rotacije su
dobivene metodom dnevnog pomaka ili linearnom metodom najmanjih
kvadrata. Nadalje su odredene ovisnosti parametara A i B o aktivnosti.
Rezultati koje smo dobili pokazuju signifikantnu negativnu korelaciju
parametra A i Sunčeve aktivnosti (relativnog Wolfovog broja) dok rezultati
dobiveni za parametar B pokazuju insignifikantnu negativnu korelaciju.
Korišteni opažački podatci i mjerenja za ovaj rad preuzeti su sa Kanzelh¨ohe
Observatory for Solar and Environmental research.Differential rotation of the Sun is a consequence of deep plasma motion
inside convective zone and exists as a result of interaction between plasma
and strong magnetic fields. Theoretical predictions, based on dynamo models,
predict larger value of solar equatorial rotation velocity and larger absolute
value of the gradient of differential rotation during minimum of solar activity,
when there is increased transfer of angular momentum towards the equator.
But, previous experimental results do not completely agree with theoreticaly
predicted numerical models and results. Therefore our goal is to give better
insight into discrepancies between theoretical and experimental results
concerning the dependence of the solar differential rotation and solar activity.
In this thesis we performed measurements for solar cycle no. 24 (2009. -
2020.). We obtained equatorial rotational velocity values (parameter A) and
differential rotation gradient values (parameter B) separately for all years and
for the cycle as a whole. Differential rotation profiles were obtained by the
least square fitting thereby using values for sideral rotation velocities that
were obtained from synodic ones. Synodic rotation velocities were obtained
by daily shift method or linear least square method. Furhermore we
determined the dependence of the parameters A and B on the solar activity.
The obtained results show significant negative correlation between parameter
A and activity while results obtained for parameter B and activity show
insignificant negative correlation. Data and measurements used in this thesis
are provided by Kanzelh¨ohe Observatory for Solar and Environmental
research
Stellar archeology
No full textPotraga za najstarijim zvijezdama započinje zajedno sa Velikim praskom; određivanje starosti
zvijezda temelji se na proučavanju kemijskog sastava zvijezda. Prvi elementi u svemiru bili su
vodik i helij te su se kasnije nukleosintezom u zvijezdama stvarali ostali, teži elementi. Jedan
od kasnije sintetiziranih elemenata je i ugljik, koji je važan kao kemijski element osnove
organskog života na Zemlji.
Prema vremenu nastanka i zastupljenosti kemijskih elemenata zvijezde se kategoriziraju u
jednu od tri populacija, populaciju I čine zvijezde s najvećim udjelom metala, ujedno i
najmlađe. Populaciju II čine zvijezde druge generacije, koje su siromašne metalima ali ih mogu
sintetizirati. Populaciju III čine hipotetske zvijezde koje su nastale u najranijoj fazi zvjezdane
evolucije, prije nego su postojali teži elementi. U populaciju III se danas mogu ubrajati samo
crne rupe i neutronske zvijezde.
Razumijevanje postanka i razvoja zvijezda tijekom evolucije svemira i određivanje njihove
starosti predmet je proučavanja tzv. zvjezdane arheologije
Software defined radio receiver and applications
No full textUz Zemlju i druge planete koji su vezani za Sunce, Sunčev sustav čine i manja nebeska tijela, meteoroidi. Meteoroid, tijekom gibanja Sunčevim sustavom može naići i međudjelovati s većim objektom, kao na primjer planetom. U slučaju Zemlje, zbog njezine atmosfere, međudjelovanje je često popraćeno svjetlosnim pojavama koje nazivamo meteorima. Svjetlosne pojave rezultat su ioniziranog plina visokih energija koji ostaje iza objekta. No međudjelovanja meteoroida i atmosfere ne moraju uvijek biti blještava i sjajna. Meteoroidi manjih dimenzija u atmosferi ostavljaju ionizirani trag koji nije vidljiv golim okom, pa se za proučavanje takvih pojava koristi metoda opažanja u radiovalnom području elektromagnetskog spektra. Iz tog razloga važno je poznavati načine rada radio-uređaja i metode obrade električnih signala. Stoga ćemo u ovom radu, uz upoznavanje s načinima međudjelovanja meteoroida s atmosferom, opisati i metode njihovog opažanja, princip rada antena te postupak modulacije i demodulacije signala. Dodatno, pružit ćemo teorijsku pozadinu Fourierove analize, odnosno brze Fourierove transformacije kao glavnog matematičkog alata pri analizi ovisnosti amplitude signala o frekvenciji. Na kraju rada, opisat ćemo postupak snimanja signala u digitalnom obliku te pružiti analizu tri snimljena signala. Analizom signala provjerit ćemo teoriju o raspršenju ioniziranih meteorskih tragova te provjeriti svojstva trigonometrijskih funkcija koja smo koristili u teorijskom dijelu Fourierove analize
The physics of skiing
No full textSkijanje je zimski sport koji se uči praktično, ali za razumijevanje praktičnog dijela skijanja dobro je poznavati i teorijski dio koji se odnosi na mehaniku skijanja. Razumijevanje mehanike skijanja, kojom se bavi ovaj rad, može biti od velike pomoći pri učenju ili poboljšanju vlastite tehnike skijanja. Ovaj rad ne uči čitatelja skijati nego mu iz perspektive fizike teorijski objašnjava kako funkcionira navedeni sport. Fizika skijanja se odnosi na analizu sila koje djeluju na skijaša tijekom gibanja niz snježnu padinu. Kretanje skijaša određeno je brojnim silama koje uzajamno djeluju jedna na drugu prilikom izvođenja različitih tehnika skijanja. U radu se ne analiziraju apsolutno svi utjecaji koji djeluju na skijaša u realnim uvjetima zbog jednostavnosti prikaza. Osim toga, svaka osoba ima svoj stil skijanja usprkos pravilima što generalno otežava sveukupnu analizu skijanja. Uz tehnike skijanja, u radu se govori i o zimskom sportu daskanje na snijegu ili snowboardu koji ima slične karakteristike kao skijanje
Modeling of optical transmission through metal-oxide thin films
No full textJedan od naˇcina prouˇcavanja optiˇckih svojstava tankih filmova je odredivanjem optiˇckih konstanti iz njihovih transmisijskih i apsorpcijskih spektara. U ovom radu su izmjerene transmitancija i apsorbancija tankih filmova titanijevog dioksida (TiO2) i cinkovog oksida (ZnO)
debljina 50, 100 i 150 nm u rasponu valnih duljina od 200 do 1000 nm. Zbog koherencije valova
dolazi do interferencijskog uzorka u mjerenim spektrima u slabo apsorbiraju´cem podruˇcju za
oba materijala (od 400 nm do 1000 nm). Cilj ovog rada bio je modeliranjem izmjerenog transmisijskog spektra otkloniti utjecaj viˇsestrukih refleksija u tom podruˇcju. Odredio se teorijski
model transmitancije za tanke filmove koji se potom prilagodio na dobivene rezultate u transparentnom podruˇcju. Zatim se ekstrapolirao na dio spektra u kojem dolazi do apsorpcije, tj.
do 200 nm. Oduzimanjem mjerenog spektra i prilagodbe otklanja se utjecaj refleksije, gdje
korigirani spektar sadrˇzi vjerodostojniju informaciju o podruˇcjima gdje je poluvodiˇc proziran
i gdje dolazi do apsorpcije. Parametar debljine filma uzet je kao ocjena kvalitete prilagodbe,
ˇcije su prave vrijednosti potvrdene snimanjem debljine filmova pretraˇznim elektronskim mikroskopom. Filmovi su narastani tehnikom depozicije atomskih slojeva, a transmitancija i
apsorbancija mjerile su se UV-Vis spektrofotometrom.One way to study the optical properties of thin films is to determine the optical constants from
their transmission and absorption spectra. In this work, the transmittance and absorbance
of titanium dioxide (TiO2) and zinc oxide (ZnO) thin films with thickness of 50, 100 and 150
nm were measured in the wavelength range from 200 to 1000 nm. Due to the coherence of
the waves, an interference pattern appears in the measured spectra in the weakly absorbing
region for both materials (from 400 nm to 1000 nm). The aim of this work was to eliminate the
influence of multiple reflections in this range by modeling the measured transmission spectrum.
A theoretical model of the transmittance for thin films was determined, which was fitted to
the results obtained in the transparent region. It was then extrapolated to the part of the
spectrum where absorption occurs, i.e. up to 200 nm. Subtraction of the measured and fitted
spectra removes the influence of reflection, where the corrected spectrum contains more reliable
information about the spectral regions where the semiconductor is transparent and where
absorption occurs. The film thickness parameter was taken as an assessment of the quality
of the fit, whose true values were confirmed by imaging the film thickness with a scanning
electron microscope. The films were grown using the atomic layer deposition technique, and
the transmittance and absorbance were measured using a UV-Vis spectrophotometer
Production of V0 particles at SPS energies
No full textU radu su prikazani rezultati produkcije Λ bariona u p + p sudarima pri impulsu projektila 80 GeV/c. Mjerenja i analiza podataka
radeni su u okviru NA61/SHINE eksperimenta, ˇciji je primarni cilj istraˇzivanje kvarkovsko-gluonske plazme i potraga za kritiˇcnom toˇckom
u faznom dijagramu jako interagiraju´ce tvari. Jedan od predvidenih
signala nastanka kvarkovsko-gluonske plazme je pove´cana produkcija
stranih ˇcestica u jezgara+jezgra sudarima.
Λ barioni identificirani su preko nabijenog kanala raspada Λ −→
p + π
+. U okviru diplomskog rada odreden je multiplicitet Λ bariona
u ovisnosti o rapiditetu i transverzalnom impulsu kao i ukupni multiplicitet Λ bariona. Dobiveni rezultati, zajedno s rezultatima mjerenja
produkcije drugih stranih ˇcestica u p + p i p+jezgra sudarima doprinijet ´ce razumijevanju mehanizma njihovog nastanka u elementarnim reakcijama u kojim se ne oˇcekuje formiranje kvarkovsko-gluonske
plazme, a time i interpretaciji i razumijevanju rezultata dobivenih u
jezgra+jezgra sudarima.The thesis presents the results of the Λ production in p + p collisions at 80 GeV/c. Measurements and analysis of data are conducted
within the NA61/SHINE experiment. Its main goals are investigation of quark-gluon plasma state and search for the critical point of
strongly interacting matter. One of the predicted signals of quarkgluon plasma formation in nucleus+nucleus collisions is the enhanced
production of strange particles.
Λ baryons are identified by the charged decay channel Λ −→ p+π
+.
In the thesis, Λ yield in transverse momentum and rapidity bins as
well as total Λ multiplicity are obtained. These results, together with
the measurements of other strange particles in p+p and p+nucleus collisions will contribute to the understanding of their production mechanisms in elementary reactions in which the formation of quark-gluon
plasma statis not expected, and therefore the interpretation and understanding of the results obtained in the nucleus+nucleus co
Photon-photon scattering under Lorentz invariance violation
No full textLorentzova simetrija je jedna od fundamentalnih simetrija u modernoj fizici, ipak, određeni modeli
kvantne gravitacije upućuju na mogućnost narušenja iste. Jedan od mogućih načina detekcije
narušenja Lorentzove simetrije omogućuje foton–foton raspršenje gama-zrake na ekstragalaktičkom
pozadinskom zračenju. U ovom radu analizira se foton–foton raspršenje u kontekstu standardne
i proširene teorije kvantne elektrodinamike. Dan je pregled izvoda Fermijevog zlatnog pravila i
udarnog presjeka za foton–foton raspršenje u standardnoj kvantnoj elektrodinamici. Promotrena
je ovisnost udarnog presjeka uz pretpostavku modificirane kinematike procesa. Pomoću modela
proširene kvantne elektrodinamike proučava se utjecaj dinamičkih promjena na udarni presjek za
foton–foton raspršenje. Analiziran je izvod udarnog presjeka u limesu visokih energija gama-zrake.
Izračunat je standardni udarni presjek u laboratorijskom sustavu i dan je opći oblik udarnog
presjeka dvočestičnog raspršenja. Primjenjujući dobivene rezultate, odbacuje se ultrarelativistička
aproksimacija čime je račun za modificirani udarni presjek za foton–foton raspršenje precizniji u
području svih energija. Proučena je kinematika raspršenja u laboratorijskom sustavu.Lorentz symmetry is one of the fundamental symmetries in modern physics, however, certain models of quantum gravity point to the possibility of its violation. One possible way of detecting
Lorentz symmetry breaking is provided by photon–photon scattering of gamma-rays on the extragalactic background radiation. In this thesis, photon–photon scattering is analyzed in the context
of the standard and extended theory of quantum electrodynamics. An overview of the derivation
of Fermi’s golden rule and the cross section of photon–photon scattering in standard quantum
electrodynamics is given. The analysis of the cross section with the modified reaction threshold is
done. Using the model of extended quantum electrodynamics, the influence of dynamic changes
on the impact cross section for photon–photon scattering is studied. The cross section in the
ultra–relativistic approximation is analyzed. The standard cross section in the laboratory system
is calculated and the general form of the cross section of two-particle scattering is given. Applying
the obtained results, the ultra–relativistic approximation is discarded, which makes the calculation for the modified cross section for photon—photon scattering more accurate in the range of all
energies. The kinematics of scattering in a laboratory system was studied
Quantum Logic Circuits
No full textOvaj rad nadahnut je člankom Quantum technology: the second quantum revolution.
Iznesen je rezultat John S. Bella kojim se odbacuje teorija skrivenih varijabli u kvantnoj
mehanici i time se opovrgava teza Alberta Einsteina o spooky-action at the distance pri
spregnutim česticama. Dan je pregled osnovnih pojmova kvantnog računanja. Uvodi se
pojam qubita te reprezentacije istog na Blochovoj sferi. Definirana su najčeše korištena
kvantna logička vrata i njihovo djelovanje te se izdvaja Cliordova grupa unitarnih
transformacija. Ističe se efikasnost korištenja kvantnih logičkih sklopova sastavljenih od
vrata van Cliordove grupe na kvantnom raunalu, kao i rezultat o nemogućnosti
kloniranja nepoznatog kvantnog stanja, ali moguća teleportacija istog. Koritenjem
spomenutih kvantnih logičkih vrata, izvodi se Deutschov algoritam. Pomoću kvantnog
Fourierovog transformata, prikazan je Shorov algoritam za faktorizaciju broja N = 21. Na
kraju dan je osvrt na trenutni položaj kvantnog računala u odnosu na klasična te se
objašnjava BB84 protokol
Termonuklearne eksplozije novae: Studija o novi RS Ophiuchi sa NuGrid-om
No full textThis work of thesis aims to study the properties of the recurrent
nova RS Ophiuchi, whose latest outburst phase was observed in August
2021. RS Ophiuchi is a binary system composed of a red giant
star and a CO white dwarf (WD). These stars are close enough to have
the transfer of matter from the red giant to the WD. The accretion of
this matter on the surface of the WD gives rise to recurrent releases
of energy by a thermonuclear runaway.
Simulations of the nova RS Ophiuchi were made with MESA (Modules
for Experiments in Stellar Astrophysics) star module as a part of
the NuGrid (Nucleosynthesis Grid) collaboration’s collection of software
tools for simulations. Two different simulations were made for
the WD profile with and without convective boundary mixing.
For each WD profile, WD models for different evolutionary paths were
made, resulting in WD models with different masses of the accreted
shells.
For the logarithmic luminosity of the RS Ophiuchi, a value of log10
L
L⊙
=
1.867, has been obtained, and comparison with the logarithmic luminosity
of models in plots of constant WD Roche lobe radius brought me
to the conclusion that RS Ophiuchi has a greater mass of the accreted
envelope than most models. Models with logarithmic luminosity close
to the one of RS Ophiuchi of both profiles have both pp-chain, and
CNO cycles ignited in their accreted envelope, confirming that these
models are good models of the nova RS Ophiuchi