Repository of the University of Rijeka, Department of Physics
Not a member yet
242 research outputs found
Sort by
Theorem of Ostrogradsky
No full textNajpoznatiji zakoni fizike, kao što je npr. 2. Newtonov zakon, sastoje se od najviše
drugih derivacija u vremenu. Postavlja se pitanje zašto se ne susrećemo sa sustavima
sa višsim derivacijama u vremenu? 1850. godine, ruski matematičar Mikhail Ostrogradsky predstavio je teorem koji kaže da za nedegenerirane Lagrangiane, za sustave sa
višim derivacijama u vremenu, Hamiltonijan sustava sadrži barem jedan linearan član
u impulsu što implicira njegovu neograničenost. U ovom radu generaliziramo jednadžbe
gibanja za sustave sa všsim derivacijama u vremenu, teorijski uvodimo pojam Legendreove transformacije te pokazujemo njenu primjenu u fizici. Nadalje, iskazujemo i
dokazujemo teorem Ostrogradskog te dajemo nekoliko primjera kojima interpretiramo
zaključke tog teorema
MUonE eksperiment: holografski monitor poravnanja detektorskih modula
No full textIn this thesis, a method for detecting the displacement of tracking detector modules
is developed. The modules are silicon planes mounted on an aluminum frame and used
in the MUonE project, which aims at a precision measurement of the scattering angle
of elastic muon electron scattering. From the scattering angle, the hadronic contribution
to the anomalous magnetic moment of the muon is extracted. To achieve the desired
accuracy, the position of the tracking detector planes must be continuously monitored. The
allowable relative displacements must be less than 10 µm. To meet the specifications and
to monitor as large an area of the detector as possible, a digital holographic interferometer
was developed. It is based on a novel lens-less design in off-axis holographic geometry.
Light from a fiber-coupled 532-nm laser source is split by a fiber beam splitter, with one
output used to illuminate the detector plane and the other for the reference beam. The
two beams produce an interference pattern on a CMOS image sensor. To obtain relative
displacement information, successive images are superimposed on an initial reference image
and reconstructed by solving the Rayleigh-Sommerfeld diffraction integral taking into
account the spherical wavefronts of the beams. The interference fringes that appear in
the reconstructed holographic image provide a measure of the relative displacement of the
detector plane compared to the initial position. The performance of the reconstruction
method used was verified with the proposed setup at a real tracking station
Proučavanje tamne materije u globularnu klasteru M15
No full textThis work of thesis is devoted to the study of Dark Matter (DM)
distribution in the globular cluster M15 and will be a basis for a next
study of searching for DM signals with the MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov) telescopes with M15 as a target. Cherenkov telescopes as MAGIC operate in the VHE γ-ray range,
meaning they can detect γ-rays at energies higher than 100GeV. The
search of DM with such telescopes is performed as an indirect measurement: what can be observed are γ-rays coming from the annihilation
or decay of DM particles. The strength of the signal provided by annihilating (or decaying) DM is represented by the astrophysical J-factor.
The J-factor depends on the target distance and its DM distribution.
This work is divided in two main parts: first I studied the globular cluster M15 and define its DM profile using existing spectroscopic
measurements of the relative velocities of stars in the cluster. After
collecting the necessary measurements of the radial velocities of stars
in M15 from recent literature, I run a Jeans analysis using the program CLUMPY (https://clumpy.gitlab.io/CLUMPY/), a code for
the study of γ-ray signal from DM structures. After this step, I performed a statistical analysis and calculate the astrophysical J-factor.
In this way, I obtained a complete and updated description of the Jfactor in M15 which can be used to search for DM annihilation or
decay in M15 with MAGIC data
The influence of the relative Wolf number on the temperature changes on Earth
No full textSunčeva aktivnost, koja se manifestira u pojavama kao što su Sunčeve pjege, koronarni
izbačaji mase ili Sunčevi bljeskovi, može imati veliki utjecaj na Zemlju te čak uzrokovati
klimatske promjene. Najranije poznati oblik Sunčeve aktivnosti su pjege koje je Gallileo Galilej
opažao prije 500 godina. Pjege su mjesta u fotosferi Sunca gdje na površinu izbija tok
magnetskog polja. U pjegama je temperatura niža od okolne fotosfere, te su zato one tamnije
i zato se veće pjege mogu vidjeti golim okom za vrijeme zalaska Sunca. Švicarski astronom
Wolf je sredinom 19. stoljeća uveo formulu za relativan broj pjega koja glasi: = (10 +
), gdje je k konstanta koja ovisi o instrumentu i načinu opažanja, g je broj grupa pjega, a f je
broj pojedinačnih pjega. Promjena relativnog Wolfovog broja je periodična s periodom
između 9 i 11 godina. U ovom radu cilj je pobliže proučiti povezanost između vrijednosti
relativnog Wolfovog broja i prosječnih godišnjih temperatura na Zemlji uspoređivanjem
podataka za relativan Wolfov broj i prosječne godišnje vrijednosti temperature zraka unazad
par stotina godina, koji su preuzeti s internetskih baza podataka te vidjeti postoji li povezanost
između te dvije vrijednosti. Za obradu velike količine podataka korišten je programski jezik
Python, te su na grafu prikazani ti podatci. Uz to, cilj je bio dobivene rezultate usporediti s
prijašnjim radovima koji su proučavali povezanost Sunčeve aktivnosti i klime na Zemlji. Iako
je utjecaj Sunčevog zračenja mali, moguće ga je povezati s malim ledenim dobom u Europi u
drugoj polovici 17. stoljeć
Majorana fermions
No full text1937. godine je talijanski fizičar, Ettore Majorana, pokazao kako postoje realna
rješenja Diracove jednadžbe. Realnost rješenja implicirala je postojanje Majorana
fermiona, kao čestice koja je vlastita antičestica. Do sada, niti jedna poznata fundamentalna čestica nije Majorana fermion. Osim u čestičnoj fizici, Majorana fermioni
postali su predmet zanimanja u fizici kondezirane materije, kao kvazičestična pobuđenja u supravodljivim sustavima s netrivijalnom topologijom. U ovom radu ćemo
istražiti topološke jednodimenzionalne i dvodimenzionalne sustave i pokazati na koji
način se Majorana fermioni pojavljuju u teorijama supravodljivosti p-tipa. S obzirom da su takvi sustavi u prirodi rijetki, pokazat ćemo na koji način je moguće
konstruirati takve egzotične supravodiče formirajući heterostrukture s uobičajenim
s-tipom, gdje ćemo se fokusirati na pionirski Fu-Kane model. Na kraju, raspravljat
ćemo o najintrigantnijem aspektu Majorana kvazičestičnih pobuđenja - neabelovoj
statistici, na kojoj se temelji budućnost kvantnih računala
The physics of brachytherapy
No full textBrahiterapija je oblik terapije zračenjem pri kojem se upotrebljavaju zatvoreni
radioaktivni izvori smješteni u neposrednoj blizini volumena liječenja. Na taj se način
omogućuje samo lokalno ozračivanje tumora, a time i najveća moguća pošteda okolnog zdravog
tkiva. Ovaj oblik terapije zračenjem uspješan je za liječenje tumora prostate, ginekoloških
tumora, tumora glave i vrata, tumora pluća i drugih. Ubrzo nakon otkrića 1898. godine, radij je
postao prvi radioaktivni izotop korišten u brahiterapiji, a danas se kao izvori zračenja najčešće
koriste 60Co, 192Ir, 137Cs, 198Au, 125I te 103Pd. Razvojem tehnike naknadnog uvođenja izvora
daljinskim upravljanjem omogućilo se izvođenje brahiterapije velike brzine doze sigurnije i
preciznije od klasične brahiterapije male brzine doze. Uspješno izvođenje brahiterapije zahtijeva
koordinirani rad bolničkog osoblja širokog spektra stručnosti uključujući medicinske fizičare.
U radnji su opisane fizičke veličine i procesi na kojima se temelji uspješno izvođenje
tretmana brahiterapije
Gornje granice detekcije aktivnih galaktičkih jezgri promatranih teleskopi-ma MAGIC
No full textBlazars are Active Galactic Nuclei (AGNs) whose jet is pointed towards the observer. They are
usually divided in two sub-classes, depending on the aspect of their optical spectrum. Blazars which
present an optical spectrum which lacks of emission lines are categorised as BL Lacertae objects (BL
Lacs), while blazars whose optical spectrum shows strong emission lines are named Flat Spectrum
Radio Quasars (FSRQs). The majority of blazars who have been found emitting VHE γ-rays are
BL Lacs. MAGIC observed and discovered in the VHE γ-ray band many of them in the past years.
Nevertheless some of them remained undetected, meaning the significance of the signal was lower
than 5 σ.
For my work of thesis, I gathered information and data from such undetected sources and created
a catalog of 41 sources, 25 of which are BL Lacs. From them, I selected a sample of 5 sources
which were observed in 2020-2022 as a starting point for a more complete upper limits study which
is in preparation within the MAGIC collaboration. The sources I analysed in detail are: 4FGLJ0955.1+
3551, 87GB-225250.5+235403, TXS1700+685, PKS2247-131 and PKS2345-16.
From the selected sample of sources I obtained upper limits (ULs) to the light curves (LCs) and
spectral energy distributions (SEDs), which can be used in the future to study such sources in a multiwavelength
(MWL) context and define a baseline for future studies in case of detection. ULs can in
fact, combined with other MWL data, help in understanding the possible emission scenarios of those
sources and into defining strategies to detect them.Blazari su Aktivne Galaktičke Jezgre (AGN) čiji je mlaz uperen prema promatračcu. Uobičajeno
su podijeljeni u dvije klase ovisno o svojstvima njihova optičkog spektra. Blazari koji imaju optički
spektar u kojem nedostaju emisijske linije kategorizirani su kao BL Lacertae objekt (BL Lac), dok se
blazari, čiji optički spektar ima jake emisijske linije, nazivaju Flat Spectrum Radio Quasars (FSRQ).
Većina blazara koji emitiraju VHE (eng. very high energy) γ-zrake su BL Lac objekti. U proteklim
godinama mnogo ih je promatrano i otkriveno sa MAGIC teleskopima. Ipak, neki izvori i dalje ostaju
nedetektirani, na što upućuje podatak da je značcajnost manja od 5σ.
U svojem radu prikupila sam informacije i podatke upravo od takvih nedetektiranih izvora i stvorila
katalog koji sadrži 41 izvor, od kojih su 25 BL Lac objekti. Potom sam izdvojila uzorak od 5 izvora
koji su bili promatrani u periodu od 2020. do 2022. godine i to mi je bila početna tocka za detaljniju
analizu gornjih granica detekcije koja je u pripremi s kolaboracijom MAGIC. Izvori koje sam detaljnije
analizirala su: 4FGL-J0955.1+3551, 87GB-225250.5+235403, TXS1700+685, PKS2247-131
i PKS2345-16.
Iz odabranog uzorka uspjela sam odrediti gornje granice detekcije za svjetlosne krivulje i spektralnu
distribuciju energije. Ti podatci se u budućnosti mogu upotrijebiti za promatranje sličnih izvora
u kontekstu istraživanja u cijelom području elektromagnetskog spektra, i mogu poslužiti kao vodilja
u slučaju detekcije. Gornje granice, u kombinaciji sa podatcima u ostalim područjima spektra, mogu
pomoći pri razumijevanju moguće emisije za te izvore baš te za određivanje mogućih strategija za
detekciju
Compton scattering on bound systems
No full textComptonovo raspršenje je neelastično raspršenje fotona na elektronu. U ovom radu
opisano je Comptonovo raspršenje na slobodnom elektronu, a detaljnije je obrađeno
Comptonovo raspršenje na vezanim sustavima: raspršenje na atomskom elektronu
i raspršenje na pozitroniju. Raspršenja su opisana koristeći A
2 aproksimaciju s
ravnim valom (Bornova aproksimacija) i Coulombovim valom. U svim računima
dobiveni su diferencijalni udarni presjeci. Rezultati su prikazani grafički, analizirani
i uspoređeni s dostupnim mjerenjima i rezultatima
Optical Coherence Tjheory
No full textKako bi svjetlost proizvodila interferencijske uzorke u tipičnom eksperimentu s dvije
pukotine, ona mora biti koherentna na pukotinama. U prirodi čista koherentnost ne postoji,
ona se u teoriji interferencije javlja jer se matematički najlakše baviti ekstremima, ili
potpuno koherentnom ili nekoherentnom svjetlošću. Teorija optičke koherentnosti stavlja
naglasak na parcijalnu koherentnost te proučava ovisnost koherentnosti svjetlosti o
karakteristikama izvora i dane situacije. Godine 1665. F. M. Grimaldi je proveo
interferencijski eksperiment s dvije pukotine sa Suncem kao primarnim izvorom.
Eksperiment je propao jer je Sunčev disk čiji je kutni promjer od 32 lučne minute, bio
prevelik pa svjetlost nije imala dovoljno visok stupanj prostorne koherentnosti da
zadovoljavajuće simultano obasja obje pukotine. Sunčev promjer je trebao imati tek
nekoliko lučnih minuta da se ti uvjeti zadovolje. Thomas Young ponovio je njegov
eksperiment 140 godina kasnije, ali je svjetlost najprije propustio kroz malu pukotinu koja
je služila kao novi primarni izvor i interferencijski uzorci pojavili su se na udaljenom zaslonu.
Godine 1860. E. Verdet je pokazao da je Grimaldijev eksperiment ipak moguć i da primarni
izvor koji se smatrao nekoherentnim, poput Sunca, ipak može proizvoditi pruge kad obasjava
dvije međusobno bliske pukotine, no one moraju biti na pravom razmaku.
Ovaj rad proučava uzroke ishoda tih eksperimenata koji su posljedica činjenice da se
koherentnost svjetlosti mijenja u procesu širenja ili propagacije svjetlosti. U radu je dan
pregled teorije optičke koherentnosti u terminima korelacijske analize drugog reda.
Proučavanje koherentnosti doprinosi boljem razumijevanju optičkih poremećaja, a primjene
pronalazi u područjima kao što su zvjezdana interferometrija i medicina
Influence of atmospheric conditions on human cardiovascular system
No full textU ovom radu istraživalo se postoji li korelacija između srčanih problema i atmosferskih
paramatera, te korelacija izmedu srčanih problema i grmljavina. Istraživanje je provedeno
u suradnji s Kliničkim bolničkim centrom Rijeka (KBC Rijeka). Razdoblje za
koje su uzeti podaci su siječanj, travanj, srpanj i listopad 2014.g., te listopad 2019.g.,
na području Primorsko-goranske i Istarske županije. Podaci o atmosferskim parametrima
dobiveni su iz baze podataka Državnog hidrometeorološkog zavoda (DHMZ-a),
a podaci o srčanim problemima uzeti su iz baze podataka KBC-a Rijeka. Promatrale
su se ovisnosti dnevnog broja pojava aritmija, plućnog edema i akutnog koronarnog
sindroma, o srednjem dnevnom tlaku, srednjoj dnevnoj relativnoj vlažnosti i srednjoj
dnevnoj temperaturi, te o vremenu trajanja grmljavina, u istom danu, i sa pomakom
od jednog i dva dana. Promatrala se i ovisnost dnevne pojave aritmija, plućnog edema
i akutnog koronarnog sindroma o apsolutnoj vrijednosti promjene srednjeg dnevnog
tlaka, srednje dnevne temperature i srednje dnevne relativne vlažnosti, u realnom vremenu,
te s pomakom od jednog i dva dana. Za neke od istraživanih ovisnosti dobivene
su relativno male p vrijednosti (<0.05), te Spearmanov koeficijent korelacije od skoro
0.2. S obzirom na mali broj podataka korišten u istraživanju (5 mjeseci), nije se odredila
p vrijednost po kojoj bi se odredila statistička značajnost svake od izračunatih
korelacija. Jedino sto se zasad može reci je da ako efekt postoji da je mali, te da u nekim
od slučajeva postoje naznake moguće korelacije. Ono sto je potrebno za preciznije
donošenje zaključaka, je ponoviti ovo istraživanje ali sa puno većim brojem podataka.This paper investigated whether there is a correlation between heart problems and
the atmosphere parameters and the correlation between heart problems and thunderstorms.
Research is carried out in cooperation with the Rijeka Clinical Hospital Center
(KBC Rijeka). Period for which the data were taken are January, April, July and October
2014, and October 2019, in the area of Primorje-Gorski Kotar and Istria counties.
Atmospheric data parameters were obtained from the database of the State Hydrometeorological
Institute (DHMZ), and the data on heart problems were taken from the
database of KBC Rijeka. In this research the dependencies of arrhythmia, pulmonary
edema and acute coronary syndrome were observed about mean daily pressure, mean
daily relative humidity and mean daily temperature, and the duration of thunderstorms,
in the same day, and with a shift of one and two days. Also, the dependence of
the daily occurrence of arrhythmia's, pulmonary edema and acute coronary syndrome
was also observed about the absolute value of the change in mean daily pressure, mean
daily temperature and mean daily relative humidity, in real time, and with a shift of
one and two days. From the conducted analysis some relatively small p values (<0.05)
were obtained from the investigated dependencies, and Spearman's correlation coecient
of almost 0.2. Considering the small amount of data (5 months), p value by which
the statistical signicance of each of the calculated correlations would be determined,
wasn't determined. The only thing that can be said so far is that if there is an eect,
it is small, and that in some cases there are indications of a possible correlation. What
is needed to make more precise conclusions is to repeat this research but with a much
larger number of data