Novinky z FZÚ AV ČR

Milgromian dynamics (MOND) is an alternative to non-baryonic cold dark matter, proposed by Moti Milgrom in 1983. In this talk, I will review the successes and challenges that the MOND paradigm faces on the scales of galaxies, galaxy groups, and galaxy clusters. Firstly, I will focus on the dynamical regularities and empirical laws shown by galaxies, which point to the existence of a characteristic acceleration scale. These observational facts that were predicted a-priori by MOND. Next, I will illustrate the problem of galaxy clusters in MOND and discuss possible solutions to this long-standing challenge.

Ovládat světlem chemickou strukturu látky v atomárním měřítku se zdálo dosud nemožné. Nyní vědci vyvinuli techniku vhodnou k řízení fotochemických reakcí na úrovni jednotlivých molekul. Mezinárodní tým výzkumníků, na jehož práci se podílel Tomáš Neuman z Fyzikálního ústavu AV ČR, představil dnes v časopise Nature Nanotechnology metodu ovládání molekulární dynamiky, která otevírá potenciálně novou kapitolu výzkumu v oblasti fotochemie.

The radial acceleration relation (RAR) is a strong correlation of late-type galaxy dynamics, seeming to describe a mysterious link between baryonic and total dynamical mass. Its properties are so striking that it has even been argued to manifest a new law of gravity in galaxies, the so-called Modified Newtonian Dynamics (MOND). I will describe four recent works analysing the RAR in novel ways. The first (arXiv:2303.11314) marginalises over the galaxy parameters upon which the RAR variables depend, revealing an extremely small intrinsic scatter of 0.034 dex. The second (arXiv:2301.04368) applies a technique called symbolic regression to generate and score all possible functional forms for the RAR, suggesting the data is insufficient to infer Newtonian and deep-MOND limits with statistical confidence. The third (arXiv:2305.19978) uses machine learning to present evidence that the RAR is fundamental: it has no residual correlations, is the tightest projection of galaxies' dynamical parameter space and is uniquely capable of explaining all other dynamical correlations. The last (arXiv:2401.04796) shows that under a “classic” MOND interpretation, the RAR is inconsistent with planetary ephemerides and the kinematics of local wide binaries. I close with an abortive attempt to tie this all together.

Výzva Špičkový výzkum v Operačním programu Jan Amos Komenský (OP JAK) patří mezi jednu z nejvýznamnějších českých grantových výzev s celkovou alokací 12,2 miliardy korun, která má za cíl umožnit českému výzkumu dosáhnout evropské a světové špičky. Fyzikální ústav Akademie věd ČR (FZU) dosáhl v této soutěži významného úspěchu a bude se podílet na řešení šesti projektů z celkem 26 projektů, které získaly dotaci v extrémně náročném procesu hodnocení.

Mezinárodnímu týmu vědců vedenému českými fyziky se poprvé podařilo vyvinout unikátní magnetický nanografen. Zkombinovali přitom dva koncepty vzniku magnetismu a jako první dokázali detekovat jejich magnetický signál pomocí pokročilé rastrovací mikroskopie a kvantově mechanických výpočtů. Grafenové nanočástice mají potenciál pro využití k uchování a zpracování informací v kvantové informatice. 

The coefficients of the operators of an effective field theory (EFT) are constrained to satisfy certain inequalities, under the (mild) assumption that the UV completion satisfies general requirements of causality and unitarity. I discuss the extension of these ideas to theories where the Lorentz symmetry is spontaneously broken, as it happens in cosmology and condensed matter physics. I explain why the use of the S-Matrix run into immediate problems. Constraints can be derived using dispersive arguments for the 2-point function of conserved currents and applied to models of interest in high-energy and condensed matter.

The program is composed of four sessions. Each session starts with a lecture and continues with practical exercises. For practical exercises, the users will be provided with a cookbook, installation files and necessary data. Preliminary experience with Jana2006/Jana2020 is not required. The workshop is OFF LINE.

„Vědecký objev nemá žádnou hodnotu, pokud jej nelze vysvětlit barmance.“ Citát nobelisty Ernesta Rutherforda bychom mohli uplatnit na nedávné úspěchy Libora Šmejkala. V soutěži Falling Walls získal v konkurenci tisícovky vědců ocenění Průlomový vědecký objev roku 2023 za své teoretické práce v oblasti altermagnetismu a nedisipativní nanoelektroniky. Objevy dokázal vysvětlit široké veřejnosti přirovnáním nové formy magnetismu k tanci labutí. Jeho vědecká dráha dokládá důležitost rolí učitelů a mentorů a symbolizuje odhodlání objevovat a přispívat k vědeckému poznání.

Mezinárodní tým vědců boří v článku publikovaném v časopise Nature tradiční představu o dělení magnetismu na dvě větve – několik tisíciletí známou feromagnetickou a antiferomagnetickou, objevené ou přibližně před sto lety. Výzkumníkům se nyní podařilo experimentálně prokázat třetí altermagnetickou větev teoreticky předpovězenou vědci z Prahy a Mohuče před několika lety.

Letos poprvé se zúčastníme rodinného Festivalu ABC v Národním zemědělském muzeu v Praze! Tato akce proběhne o víkendu 27. a 28. dubna 2024. Program pro Vás připravujeme.

Narazíte občas na největší internetové encyklopedii na chybu? Postrádáte na Wikipedii články o významných vědkyních a vědcích? Společně to můžeme změnit! V březnu začneme tématem „Ženy ve vědě“ a zapojíme se do letošního ročníku Měsíce žen na Wikipedii. Pro nováčky budou k dispozici zkušení editoři a editorky, kteří s psaním článku pomohou. Stačí si vzít počítač, my zařídíme občerstvení i krásné zázemí v budově Akademie věd. Těšíme se na Vás! P.S. I v řadách organizátorek a organizátorů máme úplné začátečníky/ice. Na akci se budeme učit, jak na editování, společně.

Mezinárodní den žen a dívek ve vědě od roku 2015 propaguje zapojení žen a dívek do STEM oborů (věda, technologie, inženýrství a matematika) a je jedinečnou příležitostí připomenout si vynikající úspěchy žen ve vědě a výzkumu.

In this talk I will discuss the potentialities of future ground-based millimeter-wavelength line intensity mapping for constraining the properties of gravity at cosmological scales. I shall first introduce line intensity mapping experiments, focusing on their key properties and differences with respect to galaxy surveys. I will describe the main reasons to consider alternative theories of gravity. I will concentrate on the properties of the theories that have been tested in arXiv:2304.08471. Finally, I will present and discuss the results obtained.

Fyzikální ústav AV ČR pořádá soutěž Fyzikální fotografie 2024, která je letos tematicky věnována „proměně“.  Jejím hlavním cílem je popularizace krás fyziky a snaha bořit zažité stereotypy vnímání tohoto vědního oboru. Fotografická soutěž je zakončena slavnostním vyhlášením vítězů a výstavou oceněných a vybraných snímků během Noci vědců, kterou pořádá instituce v prostorách areálu Na Slovance v pátek 27. 9. 2024.

Part1: The Scalar Field Dark Matter (SFDM) model assumes an ultralight scalar particle (m~1e-22 eV) as a candidate to explain the Dark Matter nature. This model obeys the Schrodinger-Poisson (SP) system of equations coupled to gravity in the non-relativistic approximation. While on a large scale, it behaves as a non-relativistic and pressureless fluid, equivalent to CDM, on a galactic scale, it leads to effective "quantum pressure" and the formation of Bose-Einstein condensates (BEC). This implies an interesting phenomenology which is different from CDM. In fact, the SFDM model shows a cut-off on small-scale structures and predicts cored halos. In this presentation, I will show how to construct the initial conditions for the SP system and the evolution for both small-scale and cosmological simulations. Additionally, I will show some examples of mergers of different halos assembly and the final states of such systems. Finally, I will discuss some perspectives that include Zoom-in cosmological simulations for this model. Since these efforts are expected to be compared with observations, we will use the rotation curves derived from the MaNGA galaxy catalogue to constrain the SFDM-free parameters of the model. Part2: Given that the nature of dark matter is currently unknown, exploring alternative theories to the Standard Model and their implications on galactic scales is both feasible and compelling, partly because of the continuous development of computational resources. In this talk, we will review the implementation of numerical methods to study the properties and evolution of some astrophysical systems in dark matter models. First, we will study the impact of the Generalized Dark Matter (GDM) model on the formation and distribution of Hickson Compact Groups (HCGs) using the merger trees method and mock catalogues. Studying these systems is interesting for understanding the effects of dark matter on galactic scales in dynamically active structures. Additionally, we will explore the evolution at small scales of halos within the Cold Dark Matter (CDM) and Scalar Field Dark Matter (SFDM) models, using initial conditions from cosmological N-body simulations to compare the final state of the halos, including the shape of the density profile and the process of virialization. In both cases, the properties of astrophysical systems can be compared to observations of nearby galaxies through their rotational curves, as well as distant galaxies, by studying the hierarchy of each model. This allows us to describe the weaknesses and strengths of the dark matter candidates.

Zveme vás na seminář profesora Kenichi L. Ishikawy z Univerzity Tokyo v Centru HiLASE na téma Building artificial intelligence and science-and-theory-based simulations toward cyber-physical-system (CPS) laser manufacturing.

Tématem fotografické soutěže roku 2023 byla fyzika v našem každodenním životě, zadání pro pracovníky Fyzikálního ústavu snadno uchopitelné. Ale ačkoli by se mohlo zdát, že se v soutěži utkají především snímky vzniklé během pracovní doby, vítězná trojice snímků tento předpoklad nepotvrzuje. Stejný trend kopírují i fotografie zaslané do studentské soutěže.