Novinky: Fyzikální ústav

Přihlásit se k odběru zdroj Novinky: Fyzikální ústav
Aktualizace: 48 min 2 sek zpět

Podzimní setkávání s Fyzikálním ústavem

Út, 09/03/2019 - 22:21

První podzimní měsíc bude na Fyzikálním ústavu AV ČR ve znamení akcí pro veřejnost, kterých proběhne hned několik. Akce konající se každý rok, jako je Festival vědy a Noc vědců, budou letos doplněny zapojením Fyzikálního ústavu do sousedských slavností Zažít město jinak. Všechny akce jsou zdarma, pro bližší info o programu a přihlašování čtěte dále.

Série událostí začíná ve středu 4. září Festivalem vědy. Akce se koná na pražském „Kulaťáku“ v Dejvicích a návštěvníci se mohou těšit na celodenní program, který bude letos poprvé prodloužen až do 19 h. Dopolední program je často vyhledávaný školními skupinami, pro které je vhodným způsobem zahájení školního roku. Zájemci z řad široké veřejnosti jsou však také vítáni po celý den.

Na stánku Fyzikálního ústavu se návštěvníci letos podrobně seznámí s výzkumnou sekcí, zkoumající částicovou fyziku a astrofyziku. FZU navíc vyniká v oboru, který obě oblasti spojuje dohromady – tzv. astročásticové fyzice. Přijďte poodhalit závoj tajemství, který tento pojem obestírá! Na vlastní oči se seznámíte s částicemi, které přilétají v ohromných množstvích z vesmíru a nepozorovaně dopadají na nás i vše kolem – s námi je pozorovat můžete. Na místo přivezeme za tímto účelem naší novou mlžnou komoru. Dále se dozvíte, na jakých zahraničních observatořích se podílíme, jak čeští vědci přispívají k výzkumu v laboratoři CERN a v neposlední řadě se seznámíte s vědci z kosmologické skupiny CEICO, kteří zkoumají vývoj a stavbu samotného vesmíru.

Stopy částic v mlžné komoře - co znamenají a nejsou nebezpečné?

V sobotu 21. září proběhne v rámci akce Zažít město jinak (ZMJ) sousedská slavnost v Cukrovarnické ulici ve Střešovicích, a to přímo před historickým areálem Fyzikálního ústavu, který samozřejmě na oslavě nebude chybět. Myšlenkou ZMJ je zvyšování povědomí o hodnotě veřejného prostoru a umožnění setkávání aktivních obyvatel na slavnostech v režii místních organizátorů a dobrovolníků.

“Fyzikální ústav a naši pracovníci se ke slavnosti Zažít město připojí například představením zajímavých fyzikálních pokusů nebo mlžné komory. Částečně otevřen bude veřejnosti i náš areál, kterým povede také trasa historické exkurze,” říká dr. Michal Dušek, vedoucí pracoviště FZU v Cukrovarnické ulici. Na závěr večera proběhne promítání amatérského historického filmu vzpomínajícího s humornou nostalgií na doby, kdy šroubovák, pájka a volmetr byly nutnou výbavou každého fyzika.

Historický snímek hlavní budovy v Cukrovarnické ulici (20. léta).

Poslední událostí měsíce září bude Noc vědců, která se uskuteční v pátek 27. září na 51 místech v celé České republice včetně tří pracovišť Fyzikálního ústavu. Do programu se každoročně zapojují výzkumné instituce, vysoké školy a hvězdárny a nabízejí návštěvníkům možnost seznámit se s fascinujícím světem vědy i s lidmi, kteří vědu dělají.

Na pracovišti FZU Na Slovance (Praha 8 - Ládví) můžete u této příležitosti navštívit exkurze zaměřené na speciální slitiny s tvarovou pamětí a elektronovou mikroskopii. Pracoviště v Cukrovarnické ulici (Praha 6 - Střešovice) představí svůj výzkum vážným zájemcům z řad studentů a potenciálním spolupracovníkům - k vidění budou nejen špičkové přístroje a pracovní postupy, ale i odlehčující pokusy a občerstvení. Bohatý program tradičně nabídnou proslulá laserová centra v Dolních Břežanech ELI Beamlines a HiLASE. Bližší informace a způsob přihlašování pro všechna místa najdete v podrobném programu.

Zažijte unikátní atmosféru Noci vědců!

A pokud nestihnete naše akce v září, nezoufejte! Můžete se těšit na Týden vědy a techniky (11. - 17. 11.), v rámci nějž se konají naše Dny otevřených dveří - více informací a přihlašování zveřejníme během září na našem webu.

Kategorie: Novinky z AV a FZÚ

Stavba nového centra pro špičkový výzkum fyziky pevných látek zahájena

Út, 08/13/2019 - 15:22

Dne 14. srpna 2019 bude slavnostně položen základní kámen nové budovy špičkového výzkumného centra v oblasti fyziky pevných látek za přítomnosti významných osobností české vědy a politického života. Nový pavilon se stane součásti areálu Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR (FZU AV ČR) v Praze 8 - Ládví. V budovaném centru budou získávány nové poznatky, které nejen přispějí k pochopení podstaty dějů v moderních materiálech a nanostrukturách, ale budou také využitelné pro vývoj nových materiálů, součástek a aplikací. Dopady lze očekávat v mnoha oblastech techniky, energetiky a lékařství.

Během akce promluví předsedkyně Akademie věd ČR Eva Zažímalová, místopředseda AV ČR pro oblast věd o neživé přírodě Jan Řídký, ministr průmyslu a obchodu Karel Havlíček, náměstek MŠMT pro řízení sekce EU a ESIF Václav Velčovský, zástupce Evropské komise Josef Schwarz a ředitel FZU Michael Prouza. Ke slavnostnímu poklepání se přidá Viktorie Součková z autorského týmu Bogle Architects a Aleš Kézr, ředitel Divize J - Čechy společnosti OHL ŽS, která je generálním zhotovitelem stavby. Součástí akce bude i výstava představující nový pavilon a výzkumný projekt SOLID21, v jehož rámci je stavba realizována.

Obrázek 1: Základní kámen nové budovy je tvořený tzv. buližníkem, silicitem tmavé barvy, který svou tvrdostí symbolizuje náročnost oboru fyziky pevných látek. Svým původem také odkazuje na spjatost Fyzikálního ústavu s Prahou 8 – kámen pochází z nedalekého vrchu Ládví, odkud byl získáván pro výrobu primitivních kamenných nástrojů již v pravěku. Na snímku kámen na své původní lokalitě.

Projekt SOLID21 (Solid State Physics for 21st Century, český název Fyzika pevných látek pro 21. století) probíhá od roku 2018 a byl podpořen více než půl miliardou korun z Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání v rámci výzvy Excelentní výzkum. Na společném pracovišti spojí své síly úspěšné vědecké týmy FZU, které řeší aktuální vědecké a technické výzvy 21. století v oborech nanoelektroniky, fotoniky, magnetizmu, funkčních a bioaktivních materiálů a plazmatických technologií. K tomu využijí moderní fyzikální laboratoře navržené pro sestavy nových špičkových přístrojů, čímž obohatí stávající kapacity Fyzikálního ústavu - nový objekt pojme až 30 laboratoří, například plně vybavenou biolaboratoř, či komplex plazmových laboratoří. Dokončení budovy je plánováno na jaro roku 2021.

Obrázek 2: Architektonický návrh budovy pochází od známého studia Bogle Architects, které se podílelo také na projektu budovy laserového centra ELI Beamlines v Dolních Břežanech. To získalo několik ocenění v architektonických soutěžích, mj. 1. místo v Grand Prix architektů v kategorii novostavba.

“Pavilon je maximálně přizpůsoben nárokům extrémně citlivých přístrojů a zkoumaných materiálů. Laboratoře jsou kvůli minimalizaci vibrací umístěny v suterénu či přízemí budovy, každá laboratoř je uzpůsobena danému účelu. Například prostor pro práci s UV citlivými materiály musí být vybaven žlutým osvětlením a na jeho oknech budou instalovány žluté filtry, aby se zamezilo nežádoucím fotochemickým reakcím” říká Erika Zikmundová, zástupkyně Fyzikálního ústavu pro stavbu.

Vědecká oblast fyziky pevných látek je jednou z nejrychleji se rozvíjejících partií fyziky vůbec – vzešla z ní převážná část současných převratných technických inovací a vyznačuje se velmi krátkou dobou uvedení nových poznatků do praxe. Mezi nejdůležitější, široce využívané objevy moderní fyziky pevných látek patří např. tranzistory, lasery a fotovoltaické články, a nejnověji také LED osvětlovací technika. Tyto objevy způsobily technologickou revoluci a podstatným způsobem ovlivnily naše životy a svět kolem nás. Základní výzkum spadající do oboru fyziky pevných látek patří mezi klíčové aktivity FZU a má zde bohatou tradici.

SOLID21 zahrnuje pět samostatných výzkumných programů:

Program Fyzika pro materiálové inženýrství rozvine kapacity ústavu ve studiu speciálních a funkčních materiálů, jejichž vlastnosti dají ovlivnit změnou vnějších fyzikálních podmínek – například materiálů s tvarovou pamětí, slitin s prodlouženou životností či kapalných krystalů. Uplatnění těchto materiálů sahá od medicíny ke komunikačním technologiím.

V rámci programu Nanoelektronika rozvíjíme moderní směry v elektronice, z nichž v některých je již v současnosti FZU pracovištěm s celosvětovým dosahem. Nové laboratoře umožní další rozvoj beztranzistorové elektroniky, založené na využití kvantových jevů v molekulách a atomech. Slibnými směry jsou v tomto ohledu nejen spintronika či kvantové celulární automaty, ale i další přístupy otevírající cestu k rychlým elektronickým součástkám a počítačům s nízkou spotřebou energie.

Excelentní pracoviště v mezinárodním srovnání vzniká díky programu Fotonika a přeměny energie. Hlavním cílem je výzkum nových technologií a materiálů pro účinnou přeměnu a skladování energie – např. výzkum a vývoj luminoforů pro pevnolátkové zdroje světla, scintilačních materiálů pro detekci ionizujícího záření, či výzkum fotovoltaické a termoelektrické přeměny energie. Zaměření tak odpovídá cílům Strategie AV21 české Akademie věd a umožní prohloubení spolupráce s předními světovými laboratořemi v USA, Japonsku, CERNu a také HiLASE, laserovým centrem zaměřeným na aplikace, které je také součástí FZU.

Také program Fyzika pro bio v sobě zahrnuje úspěšné vědecké kapacity, působící dnes napříč Fyzikálním ústavem. Jejich cílem je výzkum vlivu různých fyzikálních faktorů na biologické systémy včetně vývoje nových technologií. Hlavní, avšak nikoli jedinou, náplní je vývoj technologií pro medicínu, konkrétně zobrazovací metody a transport léčiv využívající nanočástice.

Program Plazmatické technologie navazuje na tradici Fyzikálního ústavu ve výzkumu a využití nízkoteplotního plazmatu. Jsou studovány možnosti použití nízkoteplotního plazmatu při vytváření tenkých vrstev a vrstevnatých nanostruktur. Ve spolupráci s dalšími výzkumnými programy optimalizujeme proces nanášení tenkých vrstev, což má velký význam pro využití ve fotonice, fotovoltaice, elektronice, optice, při výrobě senzorů a v dalších oblastech.

Kategorie: Novinky z AV a FZÚ

Vědci z Fyzikálního ústavu usnadnili miniaturizaci elektrických obvodů

Út, 07/16/2019 - 16:20

Vědci na celém světě zkoumají součástky stále menších, prakticky molekulárních rozměrů. Mezinárodní tým z Fyzikálního ústavu AV ČR a Tokijského technologického institutu nyní vyvinul novou metodu, která přispěje k miniaturizaci elektrických obvodů v elektronice. Svůj objev publikovali v prestižním vědeckém časopisu Chemical Science.

Při zkoumání vlastností molekul potenciálně využitelných v miniaturních obvodech vědci narážejí na řadu problémů. Jedním z nich je porozumění konfiguraci kontaktů molekul s kovovými povrchy elektrod, která ovlivňuje důležité vlastnosti spojů, např. vodivost. Mezinárodnímu týmu, který vznikl ze spolupráce Fyzikálního ústavu AV ČR a Tokijského technologického institutu (Tokyo Institute of Technology), se podařilo významně přispět k odstranění této překážky.

„Nová metoda umožní kontrolovat geometrii přechodu mezi kovovými elektrodami a molekulou. Učinili jsme tak krok k překonání jednoho z hlavních úskalí při realizaci stabilních a reprodukovatelných molekulárních obvodů,“ říká vedoucí českého týmu z oddělení tenkých vrstev a nanostruktur Fyzikálního ústavu Héctor Vázquez. „Úspěchu jsme dosáhli ve spolupráci s japonskými kolegy, jejichž měření jsme s využitím numerických simulací ztotožnili s konkrétními typy vazby. Právě kombinace různých technik je základem úspěšné nové metody.“

Obr. 1. Uspořádání experimentu, ve kterém jsou dvě zlaté elektrody spojeny jedinou „vodivou“ molekulou (jednomolekulární obvod).

Připojení molekuly ke zdrojové a odtokové elektrodě se uskutečňuje pomocí chemických vazeb vytvořených mezi propojovacími funkčními skupinami na molekule (linkery) a atomy zlatých elektrod. Vlastnosti spoje (včetně důležité vodivosti) jsou ovšem silně ovlivněny detaily geometrie vazby. Obzvlášť významné je ovlivnění v případě nejčastěji používaných linkerů obsahujících síru.

Tato geometrie se však rychle mění za podmínek, ve kterých jsou experimenty nejčastěji prováděny – v roztoku nebo za přístupu vzduchu a při pokojové teplotě – a nemůže být snadno detekována. Změny geometrie pak způsobují řádové (až o dva řády) změny ve vodivosti spoje a výrazně tak ztěžují studium vhodnosti molekul pro použití v mikroelektronice.

Kombinací různých metod dokázali vědci rozlišit mezi třemi vazebnými konfiguracemi molekuly (viz obr. 2) – konfiguraci v přemostění mezi dvěma atomy (bridge), nad vmezeřenou pozicí mezi více atomy (hollow) a nad jedním atomem (atop).

Obr. 2. Simulace tří stabilních vazebných konfigurací molekuly (zleva: v přemostění mezi dvěma atomy, nad vmezeřenou pozicí mezi více atomy, nad jedním atomem).

Skupina Manabu Kiguchiho z Tokijského technologického institutu uskutečnila souběžná měření povrchem zesíleného Ramanova rozptylu a voltampérové charakteristiky. Skupina Héctora Vázqueze na Fyzikálním ústavu provedla počítačové modelování založené na tzv. teorii funkcionálu hustoty (DFT). Změny vodivosti a Ramanových frekvencí charakteristických pro molekulu, změřené experimentálně, tak byly pomocí simulací přiřazeny k jednotlivým prostorovým konfiguracím. Přivedením malého napětí se vědcům podařilo také vyvolat přesuny mezi různými vazebnými místy.

Založeno na článku „Identifying the molecular adsorption site of a single molecule junction through combined Raman and conductance studies“, zveřejněném v Chemical Science, Issue 25, 2019. Autoři studie:

Satoshi Kaneko1, Enrique Montes2, Sho Suzuki1, Shintaro Fujii1, Tomoaki Nishino1, Kazuhito Tsukagoshi3, Katsuyoshi Ikeda4, Hideaki Kano5, Hisao Nakamura6, Héctor Vázquez2 and Manabu Kiguchi1

Chem. Sci. 10, 6261-6269 (2019), DOI: 10.1039/C9SC00701F
1Department of Chemistry, School of Science, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1 W4-10 Ookayama, Meguro-ku, Tokyo 152-8511, Japan.
2Institute of Physics, Czech Academy of Sciences, Cukrovarnická 10, Prague CZ-162 00, Czech Republic.
3International Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science, Tsukuba, Ibaraki 305-0044, Japan.
4Graduate School of Engineering, Nagoya Institute of Technology, Gokiso, Showa, Nagoya 466-8555, Japan.
5Institute of Applied Physics, University of Tsukuba Tennodai 1-1-1, Tsukuba 305-8573, Japan.
6CD-FMat, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Central 2, Umezono 1-1-1, Tsukuba, Ibaraki 305-8568, Japan.

Kategorie: Novinky z AV a FZÚ

Pět držitelů Nobelovy ceny za fyziku přijíždí na pozvání Akademie věd do Prahy

Čt, 07/11/2019 - 13:57

Přední světoví fyzici budou od 15. do 20. července diskutovat v hotelu Pyramida na konferenci Frontiers of Quantum and Mesoscopic Thermodynamics (Hranice kvantové a mezoskopické termodynamiky) pořádané Fyzikálním ústavem AV ČR. Mezi účastníky bude i pět nositelů Nobelovy ceny – Theodor Hänsch, Gerard 't Hooft, Wolfgang Ketterle, William Phillips a Rainer Weiss. Tři z nich kromě odborných příspěvků přednesou popularizační, veřejnosti přístupné přednášky. Sympozia se zúčastní i legendární průkopník kvantové optiky a fyziky laserů Marlan Scully, jemuž je konference věnována.

Mezinárodní konference, kde vystoupí více než 160 špičkových odborníků, se bude zabývat nejnovějšími poznatky souvisejícími s chováním velmi malých systémů o velikosti desítek až stovek nanometrů. Systémy této velikosti jsou mimořádně zajímavé nejenom z hlediska základů kvantové fyziky, ale i z hlediska nanotechnologií a vývoje nových generací počítačů včetně tzv. kvantových počítačů. Studium těchto systémů je podstatné i pro další vývoj chemie a zejména biologie a medicíny, neboť hrají naprosto zásadní roli při chování biologických systémů na molekulární úrovni.


Přednášky, kterým porozumí veřejnost

Mezinárodní konference známá pod zkratkou FQMT se tradičně koná v české metropoli, letos již posedmé. Součástí konference budou i tři, pro širší veřejnost určené přednášky nositelů Nobelovy ceny, proslovené v angličtině. Po přednáškách budou následovat koncerty klasické hudby.

„Tradice pro veřejnost srozumitelných a atraktivních přednášek světově uznávaných odborníků je zejména v západním světě velmi silná. Akademie věd se k ní hlásí,“ říká předsedkyně Akademie věd Eva Zažímalová, která spolu s prezidentem České republiky, předsedou Senátu Parlamentu České republiky, pražským primátorem a arcibiskupem pražským nad konferencí převzala záštitu.


Čestná ocenění předsedy Senátu a předsedkyně Akademie věd

Součástí konference bude i slavnostní udělení čestných ocenění. Předseda Senátu Parlamentu ČR Jaroslav Kubera předá stříbrné pamětní medaile Wolfgangu Ketterlemu, Williamu Phillipsovi a Raineru Weissovi. Předsedkyně Akademie věd ČR Eva Zažímalová ocení čestnou medailí „De scientia et humanitate optime meritis“ Marlana Scullyho a čestnou oborovou medaili Ernsta Macha za zásluhy ve fyzikálních vědách Theodora Hänsche.


Veřejné přednášky a koncerty konference:
  • 16. července 2019, hotel Pyramida, 19:00 – veřejná přednáška „Time, Einstein and the coolest stuff in the universe“ nositele Nobelovy ceny za fyziku profesora Williama Phillipse. Následuje koncert klasické hudby, na kterém vystoupí sdružení Prague Brass Soloists, Luboš Hucek, Josef Kšica a Jan Thuri.
  • 17. července 2019, Národní dům na Vinohradech, 17:00 – veřejné přednášky nositelů Nobelovy ceny za fyziku: přednáška profesora Rainera Weisse „The beginnings of gravitational wave astronomy“, přednáška profesora Wolfganga Ketterleho „Cooling close to absolute zero temperature: A recipe for discoveries“. Následuje koncert klasické hudby, na kterém vystoupí komorní orchestr Praga Camerata, Luboš Hucek, Miroslav Kejmar, Josef Kšica, Jan Thuri a Tomáš Víšek.
  • 18. července 2019, katedrála sv. Víta, 20:00 – koncert klasické hudby: vystoupí Miroslav Kejmar, Josef Kšica a Přemysl Kšica.
  • 19. července 2019, bazilika Nanebevzetí P. Marie ve Strahovském klášteře, 21:00 – koncert klasické hudby: vystoupí Tomáš Jindra, Miroslav Kejmar, Josef Kšica, Marek Stříteský a Jan Thuri.

Vstup na veřejné akce je zdarma, nutná předchozí registrace zde.


Podrobný program
Více o konferenci FQMT´19

Kategorie: Novinky z AV a FZÚ

Vladimír Nekvasil převzal čestnou medaili AV ČR za svůj přínos k rozvoji české vědy po roce 1989

Út, 07/02/2019 - 15:20

Čtyři výjimečné vědecké osobnosti byly oceněny čestnými medailemi Akademie věd. Vladimír Nekvasil z Fyzikálního ústavu AV ČR obdržel medaili „De scientia et humanitate optime meritis“, významné ocenění za vědecké zásluhy a šíření humanitních idejí. Nekvasil významně přispěl k poznání fyziky pevných látek a zasloužil se za koncepční a organizační budování vědy v českých zemích po sametové revoluci.

Vladimír Nekvasil s čestnou medailí za vědecké zásluhy a šíření humanitních idejí v rodinném kruhu.

Ing. Vladimír Nekvasil, DrSc. završil aspiranturu v Ústavu fyziky pevných látek ČSAV udělením titulu CSc. v roce 1973 a v roce 1988 byl tamtéž jmenován vedoucím vědeckým pracovníkem. Dodnes v tomto ústavu, který byl později sloučen s Fyzikálním ústavem AV ČR, pracuje na částečný úvazek. Ve výzkumu se Nekvasil zaměřil převážně na fyzikální vlastnosti magnetických oxidů, zejména v souvislosti s vysokoteplotní supravodivostí a magnetoelektrickými jevy.

Po roce 1989 se plně zapojil do vytváření smysluplné vědní politiky, která by umožňovala výzkumným pracovníkům uplatnit jejich vědecký potenciál a stát se rovnoprávnými účastníky evropské a světové akademické obce. Působil jako předseda Vědecké rady Fyzikálního ústavu AV ČR, Atestační komise a Komise pro nápravy křivd. Největší zásluhy má Nekvasil za svou vysoce odbornou, koncepční a obětavou činnost v Akademické radě AV ČR. V letech 2001–2005 byl místopředsedou AV ČR pro 1. vědní oblast a v letech 2009–2013 v Akademické radě odpovídal za integraci do evropského výzkumu. Kromě péče o pracoviště 1. vědní oblasti sehrál Vladimír Nekvasil rozhodující úlohu při přípravě a dojednávání nových smysluplných zákonů o výzkumu a vývoji, zejména legislativy pro veřejné výzkumné instituce.

Čestná medaile De scientia et humanitate optime meritis.

Vladimírovi Nekvasilovi vždy šlo v první řadě o českou společnost a vědu. Snažil se jednat v jejich prospěch na domácí půdě jako člen orgánů AV ČR, Rady obranného výzkumu Ministerstva obrany ČR, Rady pro bezpečnostní výzkum Ministerstva vnitra ČR, a zejména pak jako člen Rady pro výzkum, vývoj a inovace v letech 2001–2009, kdy volal po nápravě této Rady, ale též na mezinárodní půdě v odborných grémiích EU, NATO či OECD. Jeho cílem byla vždy funkční vědní politika i spolupráce AV ČR s vysokými školami a s průmyslovou sférou.

„Člověk se při takových příležitostech zamyslí, co bylo či nebylo důležité,“ uvedl Vladimír Nekvasil při přebírání medaile. „Napadají mě dvě věci. Především osobnost dr. Svatopluka Krupičky, v jehož stínu jsme za minulého režimu mohli v Ústavu fyziky pevných látek klidně pracovat, osvobozeni od politických tlaků,“ zdůraznil Nekvasil. Druhou takovou věcí byl jeho příchod na ústředí AV ČR. „Našel jsem zde tým, pro který byla radost pracovat,“ uzavřel.

Dalšími oceněnými, kteří převzali společně s V. Nekvasilem čestné medaile Akademie věd, byli imunolog a objevitel nových molekul prof. RNDr. Václav Hořejší, CSc., fyzikální chemik prof. Ing. Pavel Kratochvíl, DrSc. a fyziolog RNDr. Jaroslav Kuneš, DrSc.

Kategorie: Novinky z AV a FZÚ

Výzkum extrémních prostředí ve vesmíru: Zahájení přípravy nové mezinárodní observatoře gama záření

Út, 07/02/2019 - 14:04

Zástupci 36 výzkumných institucí z 9 zemí podepsali k prvnímu červenci 2019 dohodu o vytvoření nové mezinárodní spolupráce ve výzkumu a vývoji zaměřené na vybudování nové širokoúhlé observatoře gama záření na jižní polokouli (observatoře SWGO). Zakládajícími zeměmi observatoře SWGO jsou Argentina, Brazílie, Česká republika, Itálie, Mexiko, Německo, Portugalsko, USA a Velká Británie.

1. července 2019 byla v Lisabonu na setkání mezinárodní vědecké komunity podepsána významná dohoda o mezinárodní spolupráci ve výzkumu a vývoji mezi 9 zeměmi, která umožní vytvoření nové širokoúhlé observatoře gama záření na jižní polokouli (SWGO – Southern Wide field-of-view Gamma-ray Observatory). Tato observatoř bude podle současných plánů postavena v Andách v nadmořské výšce přes 4,4 km, což umožní detekovat nejenergetičtější gama záření. Toto záření tvoří fotony s miliardkrát až bilionkrát vyššími energiemi, než jaké mají fotony viditelného světla. Tímto způsobem bude možné prozkoumat nejextrémnější jevy a prostředí ve vesmíru a zodpovědět stále nezodpovězené otázky ohledně původu vysokoenergetického kosmického záření, částic temné hmoty a možných odchylek od Einsteinovy teorie relativity. Umístění observatoře na jižní polokouli umožní prozkoumat nejzajímavější oblast naší Galaxie, její střed, kde se nachází černá díra o hmotnosti čtyř milionů Sluncí. Širokoúhlé pozorování je ideální nejen pro hledání proměnných zdrojů, ale rovněž pro zkoumání rozsáhlých emisních oblastí jako jsou ”Fermiho bubliny”, případně oblastí, kde může probíhat anihilace temné hmoty. Je samozřejmě možné, že observatoř objeví i další dosud neznámé jevy, při kterých gama záření ve vesmíru vzniká.

„Nová observatoř bude nesmírně důležitá pro pozorování časově proměnných zdrojů a zaplní mezeru v globální síti tzv. “multi-messenger” pozorování gravitačních, elektromagnetických a neutrinových observatoří. Observatoř bude rovněž schopna posílat upozornění o náhlých záblescích ostatním observatořím a experimentům, a bude tak plně komplementární k nové generaci Čerenkovových teleskopů tvořící tzv. Cherenkov Telescope Array – CTA” vysvětluje Jakub Vícha z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, zástupce České republiky v projektu.

Observatoř SWGO se zaměří na výzkum středu naší Galaxie. Na snímku je ukázáno porovnání možností současné observatoře HAWC a budoucí observatoře SWGO z hlediska možných směrů při pozorování oblohy (Autoři: Richard White, MPIK).

Design této nové observatoře vychází z poznatků současných pozemních gama observatoří, jako je HAWC v Mexiku a LHAASO v Číně. Konkrétně se plánují používat vodní Čerenkovovy detektory zachycující pozemní signál od spršek částic, které vznikají po interakci gama záření v atmosféře. Tyto detektory zachytávají tzv. Čerenkovovo záření, které vzniká při průchodu částic vodou vyšší rychlostí, než je rychlost šíření světla ve vodě. Nicméně stále je potřeba vyvinout nové koncepty a technologie detekce, aby se zvýšila citlivost observatoře a snížil se tak energetický práh, nad který bude možné gama záření pozorovat.

První emise vysokoenergetického gama záření byla pozorována teprve před 30 lety ze směru Krabí mlhoviny. Od té doby již byly objeveny stovky zdrojů takovýchto extrémních energií. Mnoho těchto galaktických a extragalaktických zdrojů je proměnných a trvání náhlých záblesků může trvat dny, hodiny, minuty, nebo dokonce pouhé sekundy. Studium takovýchto jevů vyžaduje observatoř jako je SWGO, která bude schopna nepřetržitě monitorovat velkou část oblohy v energiích, které jsou mimo dosah satelitních experimentů, a zároveň pracovat v tzv. “multi-messenger” režimu. To znamená, že observatoř musí být schopna upozornit ostatní experimenty na zajímavé události a pozorovat oblasti na obloze ve směru detekce neutrin, gravitačních vln nebo signálů z dalších gama observatoří.

Přímé pozorování primárního gama záření je možné pouze na detektorech umístěných na satelitech, jako je např. Fermi. Cena materiálu na oběžné dráze nicméně omezuje velikost takovýchto detektorů, a tudíž i jejich citlivost, jelikož tok gama záření strmě klesá s energií. Interakcemi gama záření v atmosféře vznikají spršky sekundárních částic, které mohou být posléze studovány observatořemi umístěnými na zemském povrchu. Jedná se o detektory dvojího typu - používají se jednak Čerenkovovy teleskopy, které se mohou najednou zaměřit pouze na malou část oblohy jako v případě CTA, a také pole povrchových detektorů umístěných ve vysokých nadmořských výškách, jako v případě SWGO. Čerenkovovy teleskopy jsou velmi přesná zařízení, ale mohou měřit pouze během jasných nocí. Z tohoto důvodu tyto teleskopy využívají pozorování z méně přesných komplementárních observatoří, jejichž měření ukazují na zajímavé oblasti oblohy, kam se může teleskop zaměřit. Pozemní širokoúhlé observatoře jsou navíc schopny pozorovat ty nejvyšší energie gama záření a jsou ideálním nástrojem pro hledání proměnných zdrojů a emisí záření z velkých oblastí na obloze.

Znázornění spolupráce komplementární observatoře (Čerenkovovy vodní detektory ve výšce 4 – 5 km n. m.) a přesných Čerenkovových teleskopů ve výšce 1 – 3 km n. m. (Autoři: A. Albert a kol.).

Účast Fyzikálního ústavu AV ČR v projektech detekce gama záření vysokých energií

Fyzikální ústav se na svých pracovištích v Praze a v Olomouci dlouhodobě intenzivně podílí na přípravě observatoře CTA, která využije rozsáhlého pole Čerenkovových teleskopů a bude podrobně studovat gama záření v okolí předem definovaných zajímavých zdrojů ve vesmíru. Skupina z Oddělení astročásticové fyziky přispívá i ke konceptu řešení širokoúhlé observatoře gama záření, kde v současnosti pomocí Monte Carlo simulací studuje detekční schopnosti různých konfigurací vodních Čerenkovových detektorů a dalších zařízení jako jsou např. RPC detektory (Resistive Plate Chamber). Vstup do výzkumného a vývojového programu SWGO představuje přirozené doplnění aktivit výzkumného týmu pracujícího v CTA a pokračování v jejich rozběhlých výzkumných aktivit na přípravě komplementární celooblohové observatoře. Všechny tyto aktivity přirozeně doplňují i dlouhodobou činnost ústavu v oboru detekce extrémně energetického kosmického záření na Observatoři Pierra Augera, mimo jiné i pomocí vodních Čerenkovových detektorů.

Kategorie: Novinky z AV a FZÚ

Prémii Otto Wichterleho letos získalo pět vědců z FZU

Pá, 06/21/2019 - 11:42

Prémii pro mladé talentované vědce převzalo celkem 23 odborníků z nejrůznějších oblastí vědy 19. června v pražské vile Lanna. Pro pět z nich je domovským pracovištěm Fyzikální ústav Akademie věd (FZU). Oceněnými laureáty z FZU jsou Anna Artemenko, Jaroslav Čapek, Renann Lipinski Jusinskas, Kateřina Kůsová a Oleg Lunov. Ocenění předala laureátům osobně předsedkyně Akademie věd ČR prof. Eva Zažímalová.

Na Prémii Otto Wichterleho mohou být každoročně nominováni vynikající mladí vědečtí pracovníci Akademie do věku 35 let, kteří dosahují špičkových výsledků ve svých oborech a jsou nositeli vědeckých titulů (CSc., Dr., Ph.D., DrSc.). Cena nese jméno proslulého českého vědce profesora Otto Wichterleho známého především díky vynálezu silonu a kontaktních čoček.

Ing. Anna Artemenko, Ph.D.

Ing. Anna Artemenko, Ph.D. se specializuje na studium materiálů v rámci Oddělení optických materiálů. Hlavním tématem její práce je charakterizace fyzikálních vlastností a morfologie diamantových a uhlíkových vrstev a porozumění interakcí jejich povrchů s biomolekulami. Při své práci využívá především rentgenovou fotoelektronovou spektroskopii (XPS) v kombinaci s dalšími metodami (např. IR a Ramanova spektroskopií). Potenciální využití jejího výzkumu se nabízí např. v biomedicíně, kde mohou být diamantové a uhlíkové vrstvy využívány pro přípravu biosenzorů.

A. Artemenko zavedla ve FZU novou technologii nanášení polymerů z plazmatu magnetronovým naprašováním, která umožňuje depozici tenkých polymerních vrstev obsahujících aminové skupiny na povrch diamantu. Tato technologie se ukázala velmi vhodnou pro funkcionalizaci povrchů diamantů a pro zajištění jejich maximální biokompatibility v budoucích klinických zkouškách.

A. Artemenko absolvovala doktorské studium na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy. Vynikající výsledky a její vědecké kvality dokládá jak vysoký počet publikací ve špičkových mezinárodních časopisech (celkem 48 publikací v impaktovaných časopisech), tak účast v mezinárodních výzkumných týmech či prezentace na mezinárodních vědeckých konferencích.

A. Artemenko při přebírání Prémie s prof. Zažímalovou, předsedkyní AV ČR, a dr. Fejfarem, zástupcem ředitele FZU.

Ing. Jaroslav Čapek, Ph.D.

Činnost Ing. Jaroslava Čapka, Ph.D. je spojena se skupinou Materiálů s řízenou mikrostrukturou v Oddělení funkčních materiálů. V této skupině se J. Čapek zabývá především mikrostrukturou a mechanickými vlastnostmi kovových materiálů, ale i jejich náchylností ke korozi. V popředí zájmu J. Čapka stojí fyzikální metalurgie a fyzika kovových biomateriálů.

J. Čapek je absolvent pražské Vysoké školy chemicko-technologické. Již během svého studia a později ve Fyzikálním ústavu prokázal komplexní experimentální zručnost i teoretické znalosti pro přípravu a zpracování kovových materiálů různými postupy a jejich charakterizaci. Během svého působení na FZU se začal věnovat i přípravě kovových monokrystalů a bikrystalů s přesně definovanou strukturou, studiu deformačních mechanismů kovových materiálů a charakterizaci kovových materiálů připravených 3D tiskem. Na FZU zodpovídá za chod několika laboratoří.

V současné době se J. Čapek zabývá vlivem termomechanického zpracování zinkových biodegradabilních slitin na jejich mikrostrukturu, mechanické, korozní a biologické vlastnosti. V rámci řešení této problematiky využívá pokročilé analytické techniky, jako je např. rastrovací elektronová mikroskopie, difrakce zpětně odražených elektronů, transmisní elektronovou mikroskopii a jiné. Dále připravuje krystaly různými metodami. Díky pokročilému vybavení pro pěstování krystalů aktivně spolupracuje s několika českými a zahraničními pracovišti.

J. Čapek při přebírání Prémie s prof. Zažímalovou, předsedkyní AV ČR, a dr. Fejfarem, zástupcem ředitele FZU.

Dr. Renann Lipinski Jusinskas

Dr. Renann Lipinski Jusinskas působí ve FZU v rámci skupiny CEICO. R. L. Jusinskas přišel do FZU jako postdoktorand v roce 2014 z nejprestižnějšího pracoviště teoretické fyziky Jižní Ameriky ICTP-SAIFR. Již v době studií patřil k nejlepším jihoamerickým studentům ve svém oboru. Je odborníkem na supersymetrii v teorii pole a teorii strun. Zabývá se především rozvojem pure-spinorového formalismu v teorii strun a popisem dynamiky strun manifestně kovariantním a supersymetrickým způsobem. V tomto oboru již teď patří ke světové špičce.

R. L. Jusinskas úspěšně publikuje v prestižním časopise JHEP a jeho výsledky ocenila vědecká komunita například svěřením recenze přehledového článku ve vysoce impaktovaném časopise Physics Reports. Grantová agentura ČR mu v roce 2019 udělila Juniorský grant nazvaný Fundamentální aspekty superstrun. Kromě úspěšných publikací v prestižních odborných časopisech se R. L. Jusinskas věnuje také popularizaci teoretické fyziky, především mezi studenty vysokých škol, ale i mezi širokou veřejností. Podílí se na přednáškové činnosti i popularizaci fyziky, např. v rámci Veletrhu vědy.

RNDr. Kateřina Kůsová, Ph.D.

RNDr. Kateřina Kůsová, Ph.D. je vedoucí skupiny křemíkové nanofotoniky v Oddělení tenkých vrstev a nanostruktur. Ve svém výzkumu se K. Kůsová věnuje studiu luminiscence křemíkových nanočástic a v tomto směru dosáhla řady originálních výsledků. Objevila, že mechanické napětí v kombinaci s kvantověmechanickými jevy vede u křemíkových nanokrystalů k vytvoření elektronové pásové struktury s přímým zakázaným pásem. Potenciální aplikační možnosti tohoto objevu jsou rozsáhlé a zahrnují např. výrobu miniaturních zdrojů světla integrovaných na křemíkových čipech nebo využití křemíkových nanočástic v biologii a medicíně.

K. Kůsová se v roce 2014 stala laureátkou prestižního stipendia L’Oréal pro ženy ve vědě a získala ocenění od předsedy Grantové agentury ČR v roce 2016. Je autorkou uděleného evropského patentu a spoluorganizovala také úspěšné sympozium na konferenci European Materials Research Society. Vyznačuje se také rozsáhlou publikační činností a je oblíbenou přednášející.

K. Kůsová při přebírání Prémie s prof. Zažímalovou, předsedkyní AV ČR, a dr. Fejfarem, zástupcem ředitele FZU.

Mgr. Oleg Lunov, Ph.D.

Mgr. Oleg Lunov, Ph.D. působí ve FZU v Oddělení optických a biofyzikálních systémů, kde je vedoucím Laboratoře biofyziky. O. Lunov získal titul Ph.D. na univerzitě v německém Ulmu. Do FZU nastoupil v roce 2014 jako nositel Fellowshipu J. E. Purkyně. Tento mladý vědec významně rozšířil výzkumný potenciál svého oddělení, když zde zahájil zcela nový výzkumný směr moderních mikroskopických metod a založil novou Laboratoř biofyziky.

V Lunovově vědecké skupině bylo vyvinuto unikátní příslušenství pro kvantitativní fluorescenční mikroskopii, díky němuž je možné rutinně provádět specializovaná časově rozlišená fluorescenční měření v konfokálním laserovém mikroskopu. Tyto výzkumné aktivity umožnily jedinečné propojení materiálového výzkumu s biomedicínou.

Mezinárodně uznávaných výsledků výzkumu dosáhl O. Lunov v oblasti základního i aplikovaného výzkumu, zejména studiem vlivu různých fyzikálních podmínek na buněčné procesy. Svým přístupem získal vysoké uznání a respekt vědecké komunity i oblibu u studentů. O. Lunov je úspěšný i v pedagogické práci jako školitel doktorandů a mentor studentských prací.

O. Lunov při přebírání Prémie s prof. Zažímalovou, předsedkyní AV ČR, a dr. Fejfarem, zástupcem ředitele FZU.

Kategorie: Novinky z AV a FZÚ