Repository of the University of Rijeka, Department of Physics
Not a member yet
242 research outputs found
Sort by
Search for time dependent signatures in Dark Matter detector
No full textMnoga indirektna astronomska i kozmološka opažanja, kao što su mjerenja rotacijskih krivulja spiralnih galaksija te efekata gravitacijske lece, predstavljaju uvjerljive dokaze o postojanju tamne materije. Očekivani eksperimentalni potpisi tamne tvari, prema standardnom halo modelu, sastoje se od godišnje i dnevne modulacije. Prethodno razvijeni optomehanički detektor sa silicij nitridnom membranom i površinskim slojem platine, korišten je u četveromjesečnom razdoblju kontinuiranog prikupljanja podataka, fokusiranom na opažanje pretpostavljenih vremenski ovisnih signala tamne materije. Pomak membrane je detektiran modificiranim Michelsonovim interferometrom uporabom tehnike optičke homodine. Glavna observabla u ovom esperimentalnom postavu je frekvencija termalno induciranog rezonantnog vrha membrane. Zbog velike količine prikupljenih podataka, ključno je bilo implementirati paralelizaciju u posvećenom Python kodu kako bi se konstruirao skup podataka korišten u sljedećim koracima analize. Nakon automatizirane analize provedene na superračunalu BURA, slijedi lokalna optimizirana obrada primjenom dvije neovisne metode; računanje Lomb-Scargle periodograma i preklapanje podataka u 24-satnom periodu u terminima sinodičkog i sideričkog vremena. Opažena je dnevna modulacija u mjerenjima frekvencije pri sobnim temperaturama, kao funkcija lokalnog sideričkog vremena. Karakterizacija moduliranog signala ukazuje na period oscilacije jednak (0,52 ± 0,02) rad/h, sto je u skladu ˇ
s interpretacijom o dnevnoj modulaciji signala tamne materije mjerenog zemaljskim detektorom. Potrebna su daljnja mjerenja i dodatne analize kako bi se odredili mogući doprinosi detektorskoj pozadini, gornja granica mase te potvrdila interpretacija interakcije toka cestica tamne materije s detektorskom membranom.Many indirect astronomical and cosmological observations, such as measurements of rotational curves of spiral galaxies and gravitational lensing, introduce substantial evidence for the existence of dark matter. Expected experimental signatures of dark matter, according to the Standard Halo Model, consist of annual and diurnal modulation. A previously developed optomechanical detector with silicon nitride, platinum-coated membrane was employed in a four-month-long data-taking campaign focused on obtaining hypothesized time-dependent dark matter signals. The membrane displacement is detected by the modified Michelson interferometer and optical homodyne technique. The main observable in this experimental setup is frecquency of a membrane’s thermally induced resonant peak. Due to a large amount of stored data, the implementation of parallel computing in dedicated Python code was crucial to obtain relevant dataset used in the proceeding steps
of the analysis pipeline. After the automated analysis was done on supercomputer BURA, local optimized analysis using two independent methods followed. Here either the Lomb-Scargle periodogram is calculated or, the data points are folded using a 24 hour period in terms of local synodic and sidereal time. A presence of daily modulation in frequency measurements as a function of local sidereal time is reported at a range of room temperatures. Characterization of modulated signal suggests a period of oscillation (0,52 ± 0,02) rad/h consistent with daily modulation interpretation
of a dark matter signal measured by Earth-based detector. Further measurements and discussions are necessary concerning possible background contributions, mass upper-limit as well as confirmation of dark matter flux interpretation of the interaction with the detector membrane
Triple Higgs boson production at the Large Hadron Collider
No full textU ovom diplomskom radu, u sklopu jednog od teorijskih modela proširenja Standardnog modela (SM), promatran je asimetričan raspad masivne skalarne čestice X u dvije lakše skalarne čestice, Higgsov bozon SM-a (H) i srednji skalar Y. Na masu srednjeg skalara postavljen je uvjet: 2 mH < mY < mX −mH. Izvršena je produkcija 208 simuliranih uzoraka produkcije masivnog skalara X u sudarima protona na energiji centra mase od 13 TeV za različite kombinacije masa X i Y ˇcestica. Za različite kombinacije masenih točaka (mX, mY ) uspoređene su dobivene topologije konačnih stanja hadronskih mlazova. Ispitane su efikasnosti selekcije signalnih događaja na razini generiranih čestica te rekonstruiranih hadronskih mlazova.In this master’s thesis, in the context of one of the theoretical models extending the Standard Model (SM), a asymmetric decay of a massive scalar resonance X into two lighter scalars, the Higgs boson (H) of the SM and the ’middle’ scalar Y, were studied. The following criterion is imposed on the mass of the scalar Y: 2 mH < mY < mX − mH. A set of 208 simulated samples of the production of the massive scalar X in proton collisions at the center-of-mass energy of 13 TeV for different combinations of the masses of X and Y was produced. Different topologies of the jets in the final state were compared for different mass points (mX, mY ). Event selection efficiencies for signal events at the level of generated particles as well as reconstructed jets were studied
PESA Method
No full textU Zemljinoj atmosferi, osim plinova nalaze se i lebdeće čestice. Lebdeće čestice su koloidno raspršene čestice tekućih ili čvrstih tvari u zraku, koje imaju velik utjecaj na klimu i zdravlje ljudi. U ovoj radnji su opisane osnovne značajke i načela rada analize elastično raspršenih protona (PESA). PESA može poslužiti kao nadopuna najpopularnijim metodama (PIGE, PIXE) za
elementnu analizu uzoraka. Cilj ovog rada je utvrditi koncentraciju vodika u uzorcima lebdećih
čestica koji su prikupljeni na lokaciji Urinj u Općini Kostrena. Za analizu prikupljenih uzoraka
potrebno je napraviti kalibraciju mjernih uređaja pomoću BoPET uzoraka
Computer simulation of transport properties of liquids
No full textCilj ove diplomske radnje je odrediti koeficijent samodifuzije i viskoznosti za Lennard - Jonesov fluid u tekućem stanju za tri različite temperature i gustoće sustava. U ovom radu opisuju se osnove statističke fizike koje su bitne za određivanje danih transportnih koeficijenata i ravnotežnih fizikalnih veličina temperature i tlaka. Uz statističku fiziku, opisuju se i metode simulacija primjenom periodičkih rubnih uvjeta koje uključuju način određivanja sile između čestica, algoritme integracija jednadžbi gibanja poput Verletovog algoritma te opis Gaussovog i Nosé-Hoover termostata. Uz svega toga, opisuje se i način primjene molekularne dinamike u nastavi. Računalnim eksperimentom potvrđeno je da relativna pogreška određenog koeficijenta samodifuzije za tekući Argon ne prelazi 2% od eksperimentalne vrijednosti, a koeficijenta viskoznosti ne prelazi 10% eksperimentalne vrijednosti
Linear operators and applications in physics
No full textZavršni rad „Linearni operatori i primjena u fizici“ obrađuje primjenu linearnih operatora i vektorskih prostora u kemiji, fizici i kristalografiji. Tako ćemo pokazati da se kristalni sustavi mogu pobliže opisati bazom vektorskog prostora konačne dimenzije, te da simetrijske operacije koje ne mijenjaju raspored atoma jesu izometrije. Linearni operatori u fizici koriste se od najjednostavnijih problema u Newtonovoj mehanici, preko specijalne teorije relativnosti do složenijih sustava u klasičnoj i kvantnoj mehanici. Međutim, kako bismo ostali u okvirima ovoga rada, posvetiti ćemo se prvenstveno grupi rotacija SO(3), invarijantnosti Lorentzovih transformacija i Lagrangiana na rotacije, opisati Eulerove kuteve te prikazati 4-vektor u relativistici
Relationship between 8th grade student's mathematical competencies and their achievements in physics
No full textMatematička kompetencija te kompetencija u prirodoslovlju, tehnologiji i inženjerstvu jedne su od ključnih kompetencija za cjeloživotno učenje, a u najvećoj se mjeri razvijaju u nastavi matematike i fizike. Zbog brzog razvoja suvremenog društva,
navedene kompetencije imaju sve veću važnost u formiranju sposobnih, motiviranih i promišljajućih građana. Iz tog razloga, potrebno je učenje i poučavanje nastavnih predmeta matematike i fizike ostvarivati uspostavljanjem i jačanjem veza između matematičkih procesa i koncepata iz fizike, logičkog mišljenja, argumentiranja i zaključivanja te primjene matematičkog modeliranja na različite probleme iz područja fizike. Unatoč njihovoj bliskoj povijesnoj i sadržajnoj povezanosti, kroz brojna istraživanja uočene su poteškoće u razumijevanju koncepata iz prirode u nastavi fizike, a koje proizlaze iz slabo
razvijenih matematičkih vještina učenika. Nastavno na ta istraživanja, u ovom radu provedeno je istraživanje na stotinjak učenika osmih razreda čija je svrha utvrditi i opisati spomenutu povezanost matematičkih sposobnosti učenika s njihovim postignućima u fizici. Dobivena je statistički značajna pozitivna korelacija između uspjeha učenika na ispitu matematičkog sadržaja te uspjeha na ispitu iz područja fizike čije se rješavanje temelji na korištenju jednakih matematičkih postupaka. Statistički značajna pozitivna korelacija dobivena je i u slučaju pojedinačnih zadataka u ispitima iz matematike i fizike, kao i kod usporedbe rezultata na ispitu iz fizike sa školskim uspjehom iz matematike. Unatoč dobivenim odnosima, nije sa sigurnošću moguće izvesti zaključak o njihovoj uzročno posljedičnoj vezi stoga je preporuka za daljnja istraživanja provesti detaljniju analizu s ciljem otkrivanja kauzalnosti
Band gap tailoring of titanium dioxide thin films deposited with atomic layer deposition for photocatalytic application
No full textU ovom radu su tehnikom depozicije atomskih slojeva narastani tanki filmovi titanijevog dioksida (TiO2) dopirani s dušikom i bakrom, s ciljem postizanja fotokatalitičke aktivnosti u vidljivom dijelu elektromagnetskog spektra. Fotoemisijskim mjerenjima su utvrđena kemijska stanja bakra i dušika u dopiranim uzorcima TiO2 te je ispitan položaj i oblik valentnih vrpci uzoraka. Širina energijskog procijepa je određena mjerenjem apsorpcijskih spektara uzoraka, korištenjem Tauc metode. Zamijećeno je suženje energijskog procijepa u dopiranim uzorcima, što se može povezati s fotoemisijskim mjerenjima koja pokazuju promjenu energijskog
položaja vrha valentne vrpce, odnosno prisutnost dušikovih supstitucijskih i intersticijskih defekata. Površinska morfologija tankih filmova je ispitana pretražnim elektronskim mikroskopom. Na kraju, fotokatalitička aktivnost uzoraka je određena mjerenjem degradacije otopine metilenskog modrila pod utjecajem vidljive svjetlosti.In this work copper and nitrogen doped titanium dioxide (TiO2) thin films were grown using the atomic layer deposition technique, in order to induce photocatalytic activity in visible region of electromagnetic spectrum. Chemical states of copper and nitrogen in doped TiO2 samples, as well as the position and shape of valence band, were determined using fotoemission measurements. Band gap energies were calculated from the absorption measurements, using the Tauc method. Band gap narrowing was observed in doped TiO2 films which is in agreement with the photoemission measurements that indicate change in energetic position of valence band maxima and presence of substitutional and interstitial defects. Surface morphologies were studied with scanning electron microscope. Finally, photocatalytic activity of samples was determined by measuring the degradation of aqueus solution of methylene blue under simulated visible light
Zinc oxide catalized photodegradation of plastic
No full textZbrinjavanje otpadne plastike nameće ozbiljne probleme ekolozima, budući da plastika nije biorazgradiva i ispušta kancerogene plinove pri spaljivanju. Opće je poznato da su ultraljubičaste zrake (UV) važan faktor fotodegradacije organskih tvari. UV zračenje uzrokuje fotooksidativnu degradaciju koja rezultira prekidom polimernih lanaca, stvaranju slobodnih radikala te smanjuje molekularnu masu polimera, uzrokujući pogoršanje njihovih mehaničkih svojstava. U ovom radu bavili smo se problemom razgradnje poli(vinil - klorid) - a (PVC) procesom fotokatalize, koja se pokazala kao efikasna tehnika za razgradnju organskih polimera. Uzorak PVC - a, na čijoj je površini narastan tanki film cink oksida (ZnO) plazmom potpomognutom tehnikom depozicije atomskih slojeva (PE - ALD), izlagali smo umjetnom UV zračenju u prisutnosti vode. Usporedno smo pratili degradaciju uzorka s narastanim tankim filmom ZnO i uzorka bez narastanog tankog filma ZnO. Razgradnja je mjerena kroz relativni gubitak mase i utvrđeno je da uzorak s narastanim tankim filmom ZnO pokazuje veću razgradnju. Nakon 4 dana UV ozračivanja uzorak s narastanim tankim filmom ZnO izgubio je 3,45 % relativne mase dok je uzorak bez narastanog tankog filma ZnO izgubio
2,61 % relativne mase. Uzorci su karakterizirani Ramanovovom spektroskopijom, a elementna analiza je napravljena pomoću rendgenske fluorescentne spektroskopije (XRF) kako bi se potvrdio sadržaj klora. Infracrvena (IR) spektroskopija s Fourierovom transformacijom (FTIR) korištena je za proučavanje kemijskih promjena u strukturi uzoraka. FTIR spektroskopijom uočili smo indikatore koji upućuju na degradaciju PVC - a na vinil - klorid. Morfologija je promatrana optičkim i pretražnim elektronskim mikroskopom (SEM). Uočene su interesantne razlike u morfologiji površine između dva uzorka.The disposal of plastic waste poses major challenges for environmentalists, since plastics are non-biodegradable and release carcinogenic gases when incinerated. It is generally accepted that ultraviolet rays (UV) is an important factor in the photodegradation of organic substances. UV radiation causes photooxidative degradation, which leads to polymer chain
breakup, generates free radicals and reduces molecular weight of the polymer causing deterioration of the polymers mechanical properties. Semiconductor photocatalysis has been proven to be an effective technique for the degradation of organic polymers. In the present work, we have addressed the problem degradation of poly (vinyl - chloride) (PVC) by photocatalysis. A PVC sample covered with a zinc oxide (ZnO) thin film synthesized by plasma - enhanced atomic layer deposition (PE - ALD) technique was exposed to UV radiation in the presence of water. The degradation of the sample with synthesized thin film of ZnO and the sample without synthesized thin film of ZnO were comparatively monitored. The
degradation was monitored via the relative weight loss data and it was found that the sample with synthesized thin film of ZnO showed higher degradation. After 4 days of UV radiation, the sample with synthesized thin film of ZnO lost 3.45 % relative weight, while the sample without synthesized thin film of ZnO lost 2.61 % relative weight. The samples were characterized by Raman spectroscopy, and elemental analysis was performed using X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) to confirm the chlorine content. Infrared Fourier transform spectroscopy (FTIR) was used to study chemical changes in the structure of the samples. FTIR spectroscopy revealed indicators that indicate the degradation of PVC to vinyl chloride. Morphology was observed using optical and scanning electron microscope (SEM). Interesting differences in surface morphology between the two samples were observed
Observation of solar neutrinos produced in the CNO cycle
No full textNeutrino, subatomska čestica, je lepton bez električnog naboja, teorijski je pretpostavljena još 1930. godine, kako bi se objasnilo očuvanje energije u beta raspadu. Eksperimentalno je opažen tek 1956. godine proučavanjem reakcije u nuklearnom reaktoru, a nastaje i u jezgrama zvijezda. Glavni problem je tzv. problem Sunčevih neutrina, neslaganje između broja neutrina koji stignu do Zemlje i broja kojeg predviđa teorijski model nuklearnih reakcija u Suncu. U dosadašnjim istraživanjima nije bilo eksperimentalnog dokaza neutrina iz CNO ciklusa. Cilj ovog rada je prikazati opažanje neutrina, proizvedenih u proton - proton lancu i CNO ciklusu Sunca, te pokazati da CNO ciklus uistinu, uz proton - proton lanac, djeluje na Suncu i drugim zvijezdama. Eksperimentalni dokaz dobiven je u podzemnom laboratoriju Nazionali del Gran Sasso u Italiji. Glavni cilj bio je identificirati višak signala, pomoću vrlo osjetljivog detektora čiji signal se pripisuje interakcijama neutrina dobivenih iz CNO ciklusa. Naposljetku, u CNO ciklusu, fuzija vodika katalizirana je ugljikom, kisikom i dušikom, pa time brzina i tok emitiranja CNO neutrina ovisi o količini tih elemenata u Sunčevoj jezgri. Ovi rezultati otvaraju nova vrata prema izravnim mjerenjima sastava Sunca koristeći CNO neutrine. Također, pruža se eksperimentalni dokaz o primarnom mehanizmu fuzije vodika u helij u zvijezdama