Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Astrofizika osnovnih delcev

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
1.02.00  Naravoslovje  Fizika   

Koda Veda Področje
P002  Naravoslovno-matematične vede  Fizika 

Koda Veda Področje
1.03  Naravoslovne vede  Fizika 
Ključne besede
kozmični žarki ekstremnih energij, hadronske interakcije pri najvišjih energijah, astronomija z gama žarki, črne luknje, nova fizika
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (26)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  54552  dr. Saptashwa Bhattacharyya  Fizika  Raziskovalec  2020  51 
2.  50665  dr. Katja Bučar Bricman  Fizika  Mladi raziskovalec  2018 - 2020  16 
3.  38238  dr. Aurora Clerici  Fizika  Mladi raziskovalec  2015 - 2020  15 
4.  39232  dr. Christopher Eckner  Fizika  Mladi raziskovalec  2016 - 2020  55 
5.  54360  dr. Pavel Efremov  Fizika  Raziskovalec  2020 
6.  07525  dr. Andrej Filipčič  Fizika  Raziskovalec  2015 - 2021  1.966 
7.  52787  Mitja Fridman  Fizika  Tehnični sodelavec  2019 
8.  15837  dr. Andreja Gomboc  Fizika  Raziskovalec  2015 - 2020  752 
9.  53558  dr. Taj Jankovič  Fizika  Mladi raziskovalec  2019 - 2020  17 
10.  54359  dr. Mile Karlica  Fizika  Raziskovalec  2020 
11.  37522  dr. Gašper Kukec Mezek  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2015 - 2019  264 
12.  54358  dr. Jonathan Paul Lundquist  Fizika  Raziskovalec  2020  219 
13.  34545  dr. Saeede Nafooshe  Fizika  Mladi raziskovalec  2015 
14.  28872  dr. Martin John O'Loughlin  Fizika  Raziskovalec  2015 - 2016  53 
15.  51012  dr. Tanja Petrushevska  Fizika  Raziskovalec  2018 - 2020  142 
16.  35491  dr. Ahmed Mohamed Saleh Hassanin K.  Fizika  Mladi raziskovalec  2015 - 2016  120 
17.  14573  dr. Samo Stanič  Fizika  Vodja  2020  1.267 
18.  38181  dr. Marta Trini  Fizika  Mladi raziskovalec  2015 - 2019  162 
19.  53557  Veronika Vodeb  Fizika  Mladi raziskovalec  2019 - 2020  43 
20.  28308  dr. Sergey Vorobyev  Fizika  Raziskovalec  2015 - 2020  667 
21.  36945  dr. Lili Yang  Fizika  Raziskovalec  2015 - 2018  263 
22.  33444  dr. Gabrijela Zaharijas  Fizika  Raziskovalec  2015 - 2020  229 
23.  08308  dr. Danilo Zavrtanik  Fizika  Raziskovalec  2015 - 2021  1.362 
24.  11985  dr. Marko Zavrtanik  Fizika  Raziskovalec  2015 - 2021  1.024 
25.  50667  dr. Lukas Zehrer  Fizika  Mladi raziskovalec  2017 - 2020  105 
26.  53556  dr. Miha Živec  Fizika  Mladi raziskovalec  2020  50 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  89.894 
2.  1540  Univerza v Novi Gorici  Nova Gorica  5920884000  13.873 
Povzetek
Predlagani program je usmerjen v študij pojavov na ekstremnih energijskih skalah v naravi. Njegova glavni cilji pa so raziskave kozmičnih žarkov ekstremnih energij (UHECR), gama žarkov zelo visokih energij (VHE) in osnovnih delcev. Raziskovalne dejavnosti bodo potekale v okviru dela mednarodnih znanstvenih kolaboracij Pierre Auger, CTA in Belle2. Raziskave UHECR bodo potekale skozi udeležbo v mednarodni kolaboraciji Pierre Auger. Dosedanje ugotovitve kolaboracije, kot so n.pr. primer močno pojemanje fluksa kozmičnih žarkov pri energijah nad 55 EeV, anizotropija vpadnih smeri UHECR ter zgornje meje za vrednosti fluksov fotonov in nevtrinov ekstremnih energij, so že prispevale k bistvenemu napredku znanja na področju raziskav kozmičnih žarkov z energijami nad 1 EeV. Ključna odprta vprašanja, kot so n.pr. delčna sestava fluksa UHECR in identiteta njihovih izvorov, bomo proučili v okviru predlaganega programa. V ta namen kolaboracija Pierre Auger pripravlja obsežno nadgradnjo observatorija, ki bo omogočala izboljšane meritve vsebnosti mionov v atmosferskih plazovih in s tem identifikacijo primarnih UHECR. Tako pri fizikalnih analizah kot pri nadgradnji observatorija bo programska skupina prevzela aktivno vlogo, pri čemer se bomo osredotočili na študij delčne sestave fluksa primarnih UHECR ter na študij anizotropije UHECR pri najvišjih energijah. Raziskave kozmičnih gama žarkov zelo visokih energij (VHE) bodo potekale skozi udeležbo v mednarodnem konzorciju Cherenkov Telescope Array (CTA). Fotoni s temi energijami energij naj bi nastajali kot sekundarni produkt pospeševanja UHECR ter pri njihovih neelastičnih interakcijah s snovjo med razširjanjem po vesolju. V nasprotju z nabitimi kozmičnimi žarki, galaktična in medgalaktična magnetna polja na gama žarke ne vplivajo, kar nam omogoča njihovo sledenje do mesta nastanka. CTA načrtuje izgradnjo dveh teleskopov, tako da bo z njimi pokril celotno nebo; imela bosta večjo občutljivost ter boljšo kotno in energijsko ločljivost od dosedanjih eksperimentov. Že začetne raziskave, ki jih načrtujemo na delno dograjenem observatoriju konec leta 2016, bodo omogočile bistven napredek pri študiju izvorov VHE gama žarkov, mehanizmov pospeševanja in njihove interakcije z medzvezdno snovjo ter lastnosti in raznolikost pospeševanja delcev s črnimi luknjami. Poleg tega bo CTA zaradi izjemno visoke občutljivosti služil tudi kot orodje za iskanje temne snovi, kršitve Lorentzove invariance in izvedbo drugih fundamentalnih fizikalnih testov. Predlagani znanstveni cilji v obeh kolaboracijah, Pierre Auger in CTA, bodo podprti in komplementirani s teoretsko obravnavo kvantne gravitacije, s poudarkom na teoriji strun, ki je trenutno najboljši kandidat za teorijo velikega poenotenja. Druga komplementarna aktivnost bo nadaljevanje naše udeležbe v kolaboraciji Belle2, ki bo proučila možnost obstoja "nove" fizike preko analize izjemno velike statistike razpadov mezonov B.
Pomen za razvoj znanosti
Osnovni cilj predlaganega nadaljevanja raziskovalnega programa so raziskave fizikalnih pojavov, povezanih z ekstremnimi energijskimi skalami v naravi. Umeščene so v delo mednarodnih znanstvenih kolaboracij s kompetentnimi partnerji, ki med drugim prihajajo iz Evrope, ZDA, Brazilije, Argentine in Japonske. Pričakovana dognanja bodo imela izjemen pomen za znanost nasploh, še posebej pa za fiziko osnovnih delcev, kozmologijo in astrofiziko. Raziskave kozmičnih žarkov ekstremnih energij (UHECR) in njihovih interakcij v Zemeljski atmosferi pri energijah, ki več kot 10-krat presegajo tiste, dosegljive na trkalniku LHC, je ena izmed prioritet v bazični znanosti, saj nam omogoča vpogled v procese, ki s sedanjo tehnologijo nikoli ne bodo dosegljivi v laboratorijih. Analiza in interpretacija delčnih podatkov o UHCER, zbranih z observatorijem Pierre Auger, je nemara res težavnejša meritev na delčnih trkalnikih, vendar zaradi edinstvene priložnosti znanstveni javnosti prestavlja velik izziv. Iskanje izvorov in načinov pospeševanja UHECR, ki je ena od prioritet observatorija, nam lahko razjasni mehanizme energijsko najbolj intenzivnih pojavov v naravi. Povezana dejavnost so raziskave gama žarkov visokih energij (VHEGR). Ker potujejo premočrtno, neodvisno od vmesnih magnetnih polj, bi lahko ključno prispevali k določitvi izvorov VHEGR in UHECR, ki so po vsej verjetnosti povezani. Naša udeležba v projektu Cherenkov Telescope Array (CTA), iniciativi za izgradnjo talnega observatorija za detekcijo gama žarkov visokih energij, je korak v to smer. Pričakujemo, da bodo rezultati CTA bistveno izboljšali današnjo visoko-energijsko sliko vesolja. Aktivnosti v okviru Pierre Auger in CTA bomo podprli in dopolnili s teoretskimi študijami. Razumevanje pojava črnih lukenj in začetnih stopenj razvoja vesolja je v zadnjih letih doživelo velik napredek, še posebej zaradi ugotovitev eksperimentov kot je n. pr. Fermi-LAT. Na področjih kvantne gravitacije, črnih lukenj in kozmologije smo tako prvič v položaju, da lahko na podlagi eksperimentov izločimo neustrezne modele, s čemer se povečujejo možnosti za teoretski preboj in za ustreznejšo interpretacijo novih meritev. Sodobna dognanja na področju fizike osnovnih delcev so n. pr. potrdila mehanizem izvora mase osnovnih delcev in kršitve diskretne simetrije CP, vendar hkrati odpirajo nova vprašanja o obstoju t.i. "nove" fizike izven ustaljenega Standardnega modela osnovnih delcev in interakcij med njimi. V okviru programa bomo raziskave na področju osnovnih delcev nadaljevali v mednarodni kolaboraciji Belle2, ki se bo osredotočala na meritve lastnosti razpadov B mezonov, nastalih pri trkih elektronov in pozitronov v trkalniku SuperKEKB napravi z največjo luminosnostjo na svetu. Pričakujemo, da bodo rezultati močno in na fundamentalnem nivoju vplivali na razumevanje fizike osnovnih delcev in kozmologije, saj bi po pričakovanjih lahko odkrili n. pr. nov simetrijski mehanizem na višji energijski skali, odgovoren za izmerjene hierarhične lastnosti matrike CKM, oziroma nove mehanizme za asimetrijo snov -- anti-snov v naravi, ki je kršitev CP v Standardnem modelu ne more pojasniti. Predlagani raziskovalni program je nenazadnje relevanten tudi za integracijo Slovenije v raziskovalne prioritete in raziskovalne projekte Evropske unije in širše. K razvoju oziroma nadgradnji observatorijev Pierre Auger Cherenkov in Telescope Array bodo največ prispevale institucije iz Evropske unije, zato bomo aktivnosti programske skupine koordinirali z delom naših partnerjev in skupaj nastopali tudi pri prijavah na evropske projekte v okviru Horizon 2020 in drugih relevantnih mehanizmov financiranja.
Pomen za razvoj Slovenije
Neposredni pomen in korist predlaganega programa za slovensko gospodarstvo in družbo leži v možnosti prenosa znanja in state-of-the art tehnologij, razvitih za uporabo v mednarodnih kolaboracijah, n.pr. Observatoriju Pierre Auger (PAO) v Argentini v komercialno in družbeno koristno uporabo v Sloveniji, pri čemer smo bili že do sedaj zelo uspešni. Konkretno, kot spin-off osnovnih raziskav na PAO (lidarska karakterizacija atmosfere kot detektorskega medija observatorija, sinhronizacija talnega detektorskega sklopa z GPS signali) je Laboratorij za astrofiziko osnovnih delcev Univerze v Novi Gorici skupaj s Centrom za raziskave atmosfere in Agencijo RS za okolje na Otlici nad Ajdovščino postavil prvi lidarski observatorij v Sloveniji, ki je bil med drugim uporabljen za sledenje Islandskega vulkanskega pepela in daljinske meritve njegovih lastnosti leta 2010. Sami smo razvili tudi Ramanski lidar za daljinske meritve profilov vodne pare ter v sodelovanju s slovensko industrijo (Optotech, Fotona) tudi trikanalni mobilni lidar za sledenje in identifikacijo aerosolov, proučujemo pa tudi vpliv ionosferskih motenj na GPS sprejemnike in možnost njihove odprave, kar je imelo velik pomen v času povečane sončeve aktivnosti v letih 2012-2013. Vse razvite naprave že dajejo ne le znanstvene ampak tudi širše družbeno koristne rezultate. Trenutno smo v fazi dogovarjanja s slovenskimi gospodarskimi subjekti, da bi prenešeno in doma ustvarjeno znanje prenesli v industrijo. Te dejavnosti bomo v okviru predlaganega projekta še razširili in intenzivirali. Posredni pomen predlaganega programa za družbo je aktivno in enakopravno sodelovanje slovenskih znanstvenikov in študentov v v vrhunskih svetovnih znanstvenih in tehnoloških raziskavah. Mednarodni uspeh predlaganega in podobnih projektov pomeni hkrati tudi priznavanje Slovenije kot visokotehnološke in napredne države, kar nadalje stimulira naše globalne ekonomske in finančne povezave. Nadaljevanje programa bo omogočilo prenos vrhunskega znanja v Slovenijo, še posebej pa bo omogočilo boljše razumevanje osnovnih interakcij v naravi, vključno z gravitacijo, katere delovanje zaenkrat najmanj razumemo. Rezultati programa bodo družbeno koristni na več nivojih, med njimi tudi na kulturnem in tehnicˇnem nivoju, saj globlje razumevanje določenih pojavov vedno privede do razvoja novih orodij, ki v splošnem smislu služijo celotni družbi in civilizaciji.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2015, vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2015, vmesno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno