Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Astrofizika osnovnih delcev

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
1.02.00  Naravoslovje  Fizika   

Koda Veda Področje
P210  Naravoslovno-matematične vede  Fizika osnovnih delcev, kvantna teorija polja 
P211  Naravoslovno-matematične vede  Interakcije pri visokih energijah, kozmični žarki 
P520  Naravoslovno-matematične vede  Astronomija, vesoljske raziskave, kozmokemija 
T181  Tehnološke vede  Daljinsko zaznavanje 
P250  Naravoslovno-matematične vede  Kondenzirane snovi: struktura, termične in mehanske lastnosti, kristalografija, fazno ravnovesje 
P230  Naravoslovno-matematične vede  Atomska in molekularna fizika 
Ključne besede
osnovni delci, kozmični žarki ekstremno visokih energij, pljuski kozmičnih žarkov v atmosferi, števci Čerenkova, LIDAR, merjenje atmosferskih parametrov na daljavo, fluorescenca, absorpcija, atomska fizika, strukturne analize snovi, sinhrotronska svetloba
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (3)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  08387  dr. Iztok Arčon  Fizika  Raziskovalec  2001 - 2003  763 
2.  08308  dr. Danilo Zavrtanik  Fizika  Vodja  2001 - 2003  1.362 
3.  19313  dr. Vida Žigman  Fizika  Raziskovalec  2001 - 2003  121 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  1540  Univerza v Novi Gorici  Nova Gorica  5920884000  14.055 
Povzetek
Raziskave na področju astrofizike osnovnih delcev odpirajo nove razsežnosti fizike osnovnih delcev pri energijah, ki še dolgo ne bodo na voljo pri pospeševalnikih. Poseben poudarek gre merjenju kozmičnih delcev z energijami nad 10^20 eV, katerih izvori in mehanizmi pospeševanja niso znani, ter iskanju novih delcev pri energijah nad 10^11 eV. Delo bo opravljeno v okviru mednarodnih kolaboracij Pierre Auger in DELPHI. Kozmični delci (protoni, jedra, elektroni in fotoni) z energijo nad 10^20 eV ne morejo izvirati dlje od 150 milijonov svetlobnih let, zaradi interakcij s prasevanjem s temperaturo 2.7 K. V tem območju ni znanih astrofizikalnih objetov, ki bi delce pospešili do teh energij. Podrugi strani pa skorajda ni teorije osnovnih gradnikov, ki ne bi pri višjih energijah napovedala novih delcev in interakcij. Razumevanje tega pojava torej vodi do novih odkritji tako v astrofiziki, kot v fiziki osnovnih delcev. V okviru tega projektu bomo poskušali odgovoriti na naslednja vprašanja: - izmeriti smer, energijo in določiti identiteto visokoenergijskih kozmičnih žarkov; - identificirati astrofizikalne izvore ter mehanizme pospeševanja delcev; - opisati fizikalne procese pri interakciji kozmičnih delcev v atmosferi; - iskati nove delce in interakcije v območju energij nad 10^11 eV; - izluščiti fundamentalne pojave pri doslej nedoseženih energijah. V okviru projekta P. Auger bomo razvili in zgradili dva kombinirana detektorska sistema za merjenje pljuskov, ki jih visokoenergijski kozmični delci sprožajo v atmosferi. Vsak bo sestavljen iz talnega detektorja s po 1000 števci Čerenkova razporejenimi na površino 3000 km^2, za merjenje gostote nabitih delcev v pljusku na tleh, in iz fluorescenčnega detektorja, ki bo preko fluorescence, ki jo nabiti delci sprožajo v atmosferi, meril longitudinalni razvoj pljuskov. Izboljšali bomo tudi računalniško simulacijo razvoja pljuska v atmosferi ter odziv detektorjev. V okviru mednarodne kolaboracije DELPHI bomo nadaljevali z iskanjem Higgsovih bozonov in morebitnih novih delcev, ki jih napovedujejo supersimetrične teorije. Razvili bomo laserski sistem za merjenje lastnosti atmosfere na daljavo (LIDAR). Sistem bo omogočil merjenje absorpcije UV in vidne svetlobe v ozračju. Sistem bomo uporabili pri projektu P. Auger za kontrolo fluorescenčnega detektorja, ki bo meril razvoj pljuskov visokoenergijskih kozmičnih žarkov v atmosferi. Študirali bomo intra-atomskih efekte pri fotoabsorpciji elektromagnetnega valovanja v snovi in rezultate uporabili pri strukturnih analizah novih materialov s sinhrotronsko svetlobo. Razvili bomo metodo za ločevanje strukturnega signala (EXAFS) v absorpcijskih spektrih od atomskega ozadja, ki je učinkovitejša in točnejša od sedanjih hevrističnih pristopov. Izboljšano metodo EXAFS bomo uporabili v strukturni analizi novih materialov, zlasti v amorfnih in tekočih fazah, v sol-gelih, v nano in mikrosturnih materialih ter pri analizi vgradnje dopantov v kristalne strukture.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati raziskav visokoenergijskih kozmičnih žarkov bodo poglobili razumevanje interakcij med osnovnimi gradniki snovi pri energijah, ki jih ne dosegamo z obstoječimi pospeševalniki in so ključnega pomena pri razumevanju vesolja.Raziskave sodijo v novo nastajajoče področje astrofizike osnovnih delcev in so zasnovane multidisciplinarno ter zaradi obsežnosti raziskav ter detektorskih sistemov tudi mednarodno. Kolaboracija Pierre Auger je ena redkih, če ne prva, ki združuje raziskovalce iz vseh celin, zaenkrat le z izjemo Afrike. Laserski sistem LIDAR za merjenje optičnih (absorpcijskih in sipalnih) parametrov atmosfere s prostorsko resolucijo pod 10 m bo omogočil bistveno izboljšanje karakteristik fluorescenčnega detektorskega sistema za kozmične žarke. Tako bo mogoče z veliko natančnostjo določiti vpadno smer visokoenergijskih kozmičnih žarkov ter s tem identificirati njihov izvor. Študij kolektivnih procesov v atomih pri fotoabsorpciji bo pripeljal do globljega razumevanja interakcije elektromagnetnega valovanja s snovjo. Rezultati bodo neposredno uporabni pri osnovnih in aplikativnih raziskavah molekularne zgradbe snovi in strukture novih materialov.
Pomen za razvoj Slovenije
Multidisciplinarni projekt Pierre Auger, v okviru katerega bosta zgrajena dva detektorska sistema, vsak s površino 3000 km^2 in z najmodernejšimi sredstvi prenosa podatkov v domače laboratorije, predstavlja za sodelujoče raziskovalce stik z najmodernejšimi tehnologijami in omogoča prenos tega znanja v Slovenijo na področju osnovnih in aplikativnih raziskav. Način dela v mednarodni kolaboraciji, kakor tudi multidisciplinarnost, pa sta še posebej pomembna za vzgojo in šolanje novih generacij slovenskih raziskovalcev. Sistem za kontrolo parametrov ozračja lahko uporabimo tudi v aplikativne namene. S pridobljenim znanjem bi lahko razvili mobilni sistem za opazovanje onesnaženja zraka na daljavo (LIDAR) kar bi omogočilo natančno in permanentno kontrolo kvalitete zraka na področju Slovenije, ter nadzor izpustov strupenih plinov in aerosolov v ozračje na urbanih in industriskij področjih. Spremljati bo mogoče tudi porazdelitev in gibanje onesnaženih zračnih mas ob različnih vremenskih pogojih s prostorsko resolucijo nekaj deset metrov. Uporaba izboljšane absorpcijske spektroskopske metode EXAFS za strukturne raziskave snovi s sinhrotronsko svetlobo bo omogočila različnim slovenskim raziskovalnim skupinam, ki delajo na razvoju novih materialov in tankih plasti, natančne strukturne karakterizacije materialov v vseh fazah sinteze in s tem kontrolo parametrov sinteze snovi z želeneimi lastnostmi že na atomskem oziroma molekularnem nivoju.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno