Marcus Sperling (Vienna)
Symplectic Singularities in Physics: Their Origins and Significance
Symplectic singularities, also known as hyper-Kahler singularities, encompass well-known geometric spaces such as the Kleinian surface singularities or the moduli space of instantons. Recently, a new class of symplectic singularities has emerged through the construction based on a physics model known as the 3d N=4 Coulomb branch. In this presentation, I aim to provide an introduction and overview of symplectic singularities in general, with a particular focus on the 3d N=4 Coulomb branches. I will place special emphasis on the symplectic singularities that manifest as moduli spaces of vacua within supersymmetric field theories containing 8 supercharges in space-time dimensions ranging from 3 to 6. These instances showcase how geometric features offer elegant descriptions of strongly coupled phenomena.
Falk Hassler
A geometric perspective on duality symmetries in supergravity
Symmetries are one of the major tools to understand the structure of physical theories. But even the most powerful symmetry is useless if it is hidden and therefore not accessible in calculations. Prominent examples are S-, T- and U-dualities of superstrings and branes. We know that they unify the five perturbative superstring theories and M-theory into a single framework, but their imprints on the low-energy effective supergravity theories are subtle and easy to miss. A framework which addresses this issue is (exceptional) generalized geometry. Although thought as a natural extension of geometry to an extended tangent bundle, it still lacks fundamental objects of differential geometry like a Riemann tensor. After a short review of the most important differences between generalized and standard differential geometry, I will present the underlying cause for this trouble and present a proposal for a solution which gives a new, geometric perspective on duality symmetries in supergravity. This approach will not just resolve some old puzzles but it also has direct applications, leading to a much broader notion of dualities in supergravity that can be used to generate new solutions using a tool known as consistent truncations.
David Blaschke
Isolated and eccentric millisecond pulsars from strong phase transitions in binary neutron stars
Millisecond pulsars have proven to be exceptional laboratories, serving as precise cosmic clocks and providing unique insights into stellar evolution. Their significance extends to testing theories of general relativity and probing the fundamental properties of dense matter. A unique category of millisecond pulsars is found within binary systems with a low-mass white dwarf companion exhibiting substantial eccentricity, deviating from the expected circular nature of their orbits. Exploring the mechanisms driving eccentricity in these systems provides crucial insights into the broader understanding of the inherent uncertainties associated with such complex astrophysical systems. We report results of a comprehensive analysis to investigate whether gravitational mass defects, caused by a rapid first-order phase transition from ordinary baryonic to quark matter, either with or without additional asymmetric kicks, can explain the observed eccentricity in millisecond pulsars within binary systems and also the fraction of gravitationally unbound systems, the isolated millisecond pulsars.
Ivan Pidhurskyi (CERN)
Present and future of the open charm program of the NA61/SHINE experiment
NA61/SHINE is a fixed-target particle physics experiment at CERN SPS. The experiment studies the hadronic final states produced in interactions of various target-projectile systems ranging from p+p and up to Pb+Pb at up to the top SPS energies of 150A GeV/c. One of the primary objectives of the experiment as of today is to perform a direct measurement of the open charm hadrons in the Pb+Pb collisions. Predictions from theoretical models give us estimates on the c-cbar pair yields of around 0.1-1 pair per event (Pb+Pb @ 150A GeV/c). Our previous attempts at direct measurement did not succeed. Thus, during the CERN Long Shutdown 2 the experiment was upgraded and now provides significantly better performance for our new attempt at the open charm measurements. The amount of data collected so far already exceeds the statistics used for the previous attempt by two orders of magnitude. Combining high acceptance of a fixed-target experiment, a large variety of colliding systems, and a unique energy range, the NA61/SHINE experiment provides unique opportunities for studies of the medium of deconfined matter. So far, these qualities of the experiment have been used to perform a 2-dimensional scan for the critical point of strongly interacting matter. After the aforementioned upgrades, the experiment has the potential to also become a work site for the exploration of a deconfined medium via studies of heavy quark correlations. Our latest idea is to quantify the transport properties of the strongly interacting medium via a study of the momentum correlations between the final-state open charm hadrons. Within our setup, the head-on Pb+Pb collisions would rarely produce more than one pair of the c-cbar quarks, allowing one to discard collective effects. The low energy of the collision should also result in c and cbar quarks being created essentially at rest in the center of mass frame, allowing one to avoid trivial inputs to the signal such as back-to-back momentum correlations between the quarks created in a pair.
Dmitry Zhuridov
Geometrical optics for a new window to the Universe
The breakdown of rotational invariance of an optical system is considered as a prospective way for expanding its capabilities. A new theory of aberrations for cylindrically symmetric optical systems is presented. Possible applications for telescopic systems are discussed.
Michael Buballa, Technical University Darmstadt
Towards a stability analysis of inhomogeneous phases in QCD
QCD inspired models, like the Nambu--Jona-Lasinio (NJL) model, suggest that the phase diagram of strong-interaction matter at moderate densities could contain regions, where the chiral condensate varies in space. A powerful method to identify these inhomogeneous phases is a stability analysis, in which the stability of the energetically preferred homogeneous state against small inhomogeneous fluctuations is investigated. Recent systematic studies of this kind have led to the suspicion that the inhomogeneous phases could be cutoff artifacts related to the nonrenormalizablity of these models. This calls for a clarification of this issue directly within QCD. In my talk I discuss a new approach for a stability analysis that is based on the two-particle irreducible effective action and compatible with full QCD calculations within the framework of Dyson-Schwinger equations. When applying this method to the NJL model we recover the result of the conventional stability analysis. For QCD the analysis is more difficult due to the nonlocality of the quark selfenergy. Preliminary results within a simple truncation will be presented.
Marek Szczepańczyk, University of Warsaw
The quest to detect (exceptional) gravitational-wave sources
Multi-messenger Gravitational-Wave Astrophysics is an exciting venue for discovery. The gravitational-wave observations by LIGO/Virgo/KAGRA challenge our understanding of the Universe. In particular, the discovery of gravitational waves from exceptional astrophysical sources plays a key role in this endeavor of exploring the Universe. I will explain the model-independent searches that are suitable for making discoveries. I will describe the status of the ongoing fourth observing run that started around half a year ago. Finally, I will talk about the prospects and the searches for gravitational waves from core-collapse supernova.
Martin Urbanec (Silesian University Opava, CZ)
Measuring mass and radius of neutron star using high-frequency quasi-periodic oscillations
High-frequency quasi-periodic oscillations are peaks detected in power spectra of several low-mass X-ray binaries. In this talk, I will discuss recent progress in understanding the origin of these peaks and how can we use them to measure the mass and radius of neutron star members of these binaries. Particular attention will be devoted to source 4U 1608-52 where other measurements of mass and radius are possible using X-ray bursts.
Zbigniew Haba
Is the quantum Universe Euclidean?
I review various ways to make field theory Euclidean: as a technical tool or as a dynamical outcome. Then, the problem with the Big Bang in quantum field theory will be discussed. Gibbons-Hartle-Hawking suggestion of a passage at the Big Bang from the Lorentzian signature to the Euclidean one will be explained. A simple model how this can happen will be presented. The theoretical virtues of an Euclidean origin of the universe will be advocated.
Eric Lescano
On the non-vanishing viscosity of the stringy fluids
In this talk, I will discuss about string cosmology. I will pedagogically introduce the Einstein equation in the context of string theory and I will explain what kind of fluids are effectively reproduced by the string dynamics.
James Lattimer (SUNY Stony Brook)
Neutron Stars as Windows into Dense Matter Physics
Neutron stars embody matter at extremes: they contain matter at the highest possible densities since the Big Bang, they have the highest known magnetic fields and contain the highest temperature superfluids. They are known to spin with frequencies up to 716 Hz with equatorial surface velocities approximately 1/4 of light speed, and are also known to travel through space with velocities up to 1% of light speed. General relativity predicts that neutron stars have maximum masses no greater than 3 M, radii no smaller than 8 km, and central energy densities no larger than 11 times the normal nuclear saturation density (2.7 1014 g/cm3. Recent advances in astrophysical observations, nuclear experiments and nuclear theory considerably constrain their matter properties although it is still not known if they contain deconfined quark matter. Among recent advances are observations from the binary neutron star merger GW170817 indicating that neutron stars have masses and radii no larger than 2.2 M and 13 km, respectively, while parity-violating electron scattering measurements of the neutron skin thickness of 208Pb at Jefferson Laboratory are consistent with neutron star radii 12±1 km. A 10-second long burst of neutrinos, observed from SN1987A, has long been thought to prove the accompanying birth of a neutron star, but its detection has been elusive. But the recent millimeter-wave detection of a warm dust blob in SN1987A's remnant provides evidence that this neutron star has finally been found. In addition, observations of rapid cooling of the 330 year-old neutron star in the Cassiopeia A supernova remnant are best fit if it contains interior superfluid neutrons and protons with critical temperatures near 109 K and 3109 K, respectively.
Mahtab Gholami (Iranian National Observatory Tehran, Iran)
The Isaac Newton Telescope Monitoring Survey of Local Group Dwarf Galaxies. Variable Stars in the Nearest Starburst Dwarf Galaxy, IC 10
Stars are always attractive. They can be eclipsed, pulsated, flared, or even exploded depending on their nature. Over time, these processes lead to the brightness of stars varying and, as a result, observing these variations in brightness enables us to gain a better understanding of stars’ nature, evolution, birth, and death, as well as their physical processes. Variable stars help us to understand some of the most exciting objects in the sky: exoplanets, supernovas, pulsars, quasars, gamma-ray bursts, and even black holes. Here, we studied variable stars in the nearest starburst galaxy of the Local Group, IC 10! To identify variable stars in IC 10, we conducted an optical monitoring survey using the 2.5-m Isaac Newton Telescope (INT) with the wide-field camera (WFC) in the i-band and V-band from 2015 to 2017. We created a photometric catalog for 53,579 stars within the area of CCD4 of WFC, of which we classified more than 1000 stars as variable candidates, mostly asymptotic giant branch stars (AGBs) and red supergiants (RSGs), within the CCD4 area. By comparing our output catalog to the other catalogs (e.g., Pan-STARRS, Spitzer Space Telescope, and Hubble Space Telescope (HST)) we determined the success of our detection method. Furthermore, we used red giant branch stars to estimate the galaxy's distance. This study resenting the variable stars survey methodology and the photometric catalog, which will be available to the public through the Centre de Données Astronomiques de Strasbourg soon.
Jan Perina Jr. (Olomouc)
Two-beam light with simultaneous anticorrelations in photon-number fluctuations and sub- Poissonian statistics
Twin beams generated in spontaneous parametric down-conversion are endowed with highly nonclassical properties. Their entanglement has been exploited to test the quantum mechanics via the violation of the Bell inequalities, teleport the polarization state of a photon, demonstarate quantum and ghost imaging, develop the methods of ultra-precise quantum measurements and absolute detector calibration, etc. A very efficient method for sub-Poissonian light generation by photon-number-resolved postselection from twin beams has been suggested and experimentally demonstrated to arrive at the states with photon-number fluctuations reduced below the level of the vacuum state. Such states are, in certain sense, complementary to the phase squeezed states well known from, e.g., the detection of gravitational waves. We have developed and utilized the method of photon-number- resolved postselection from twin beams to demonstrate the generation of a new class of quantum states exhibiting anticorrelations in photon-number fluctuations and marginal sub-Poissonian statistics: Two twin beams with a shared signal beam and separated idler beams have been used together with the photon-number-resolving postselection in the signal beam to arrive at two coupled beams with anticorrelations in photon-number fluctuations. Moreover, the beams have exhibited the sub-Poissonian photon-number statistics in their marginal distributions under suitable conditions. The postselected fields with the increasing mean photon numbers have been reconstructed from the experimental photocount histograms by the maximum likelihood approach. Their nonclassical properties have been analyzed by suitable nonclassicality criteria and quantified by the corresponding nonclassicality depths. Determining the appropriate quasi-distributions of integrated intensities with negative values, the performance of different nonclassicality criteria has been judged. Properties of the postselected fields reached both by the used and ideal photon-number-resolved detectors have been mutually compared.
Ashutosh Dash (Frankfurt)
On the validity of Ohm's law in relativistic plasmas
Relativistic plasmas play a significant role in high-energy phenomena, including heavy-ion collisions, black-hole magnetospheres, relativistic jets, and the early universe. The coarse- grained framework for describing the motion of charged fluid is known as relativistic magneto-hydrodynamics (MHD). The MHD equations, which comprise the particle conservation law, the energy/momentum conservation laws, and Maxwell’s equations, must also be complemented by Ohm’s law. The usual Navier-Stokes form of Ohm's law is acausal and needs to be replaced with an evolution equation of the charge diffusion current with a finite relaxation time, which ensures causality and stability. This, in turn, leads to transient effects in the charge-diffusion current, the nature of which depends on the particular values of electrical conductivity and the charge-diffusion relaxation time. We will investigate in a simplified 1+1-dimensional setting in the context of heavy-ion collision, where matter and electromagnetic fields are assumed to be transversely homogeneous and are initially expanding according to a Björken scaling. We will see how the scale invariance is broken by the ensuing self-consistent dynamics of matter and electromagnetic fields. Implications of these findings on the recent measurement of charged particle directed flow by the STAR experiment will also be discussed.
Ludwik Turko
Origin, development, and misunderstandings concerning internal symmetries
Internal symmetries, also called flavor symmetries, started in 30-ies of the last century, from Heisenberg's suggestion that if you could switch off the electric charge of the proton, there would be no way to distinguish between a proton and a neutron. This was the beginning of the SU(2) isospin symmetry, leading to the symmetry-based classification schemes of elementary particles – the eightfold way of SU(3) because of strangeness, through SU(4) because of charm, albeit without SU(6), leaving aside for some reason its truth and beauty. A proper understanding of the observable effects of internal symmetries is, however, not common knowledge. They are treated sometimes as a kind of nonabelian generalization of "regular" charges - Q, B, S, ... - which is not correct. Also, the very concept of internal symmetry-breaking is far from being obvious. Nevertheless, there is a simple way to catch the point. To follow this simple way, one seminar should be enough, to begin with ...
Shigehiro Yasui (Hiroshima University)
Exotic hadrons with charm and bottom flavors
Exotic hadrons are interesting in nuclear physics, because recently many of them have been discovered in experimental studies at accelerator facilities. They are called X, Y, Z, Pc and so on, and many of them possess charm and/or bottom flavors in their contents. They can be multiquark states which is quite different from the conventional hadrons, i.e., baryons and mesons, and their properties are considered to be intimately related to the essence of the strong interaction in the standard theory for elementary particles, i.e., the quark and gluon dynamics. As one of the interesting exotic hadrons, in this seminar, we focus on Tcc as well as the anti-D meson and nucleon interaction, and introduce their recent studies from theory and experiments.
David Blaschke
The 2023 Nobel Prize in Physics for Attosecond Physics
I shall review the Nobel Prize in Physics 2023 which was awarded to Pierre Agostini, Ferenc Krausz and Anne L’Huillier “for experimental methods that generate attosecond pulses of light for the study of electron dynamics in matter”. The three Nobel Prize laureates in physics 2023 are being recognised for their experiments, which have given humanity new tools for exploring the world of electrons inside atoms and molecules. They have demonstrated a way to create extremely short pulses of light that can be used to measure the rapid processes in which electrons move or change energy.
Benjamin Wehmeyer
Galactic Chemical Evolution of rapid neutron capture elements and with short lived radioisotopes
The origin of the heaviest elements is still a matter of debate. For the rapid neutron capture process (r -process), multiple sites have been proposed, e.g., neutron star mergers and (sub- classes) of supernovae. R-process elements have been measured in a large fraction of metal- poor stars. Galactic archaeology studies show that the r-process abundances among these stars vary by over 2 orders of magnitude. On the other hand, abundances in stars with solar- like metallicity do not differ greatly. While the large scatter at low metallicities might point to a rare production site, why is there barely any scatter at solar metallicities? In this talk, I will discuss chemical evolution scenarios that provide an explanation for the observed abundance features of r-process elements in our Galaxy, especially at the lowest metallicities. Further, I will explain how adding short lived radioisotopes to the model can help to further constrain the r-process and other processes, and explain why certain short lived radioisotopes arrive conjointly on Earth, even though they were produced at different nucleosynthesis sites.
Michael Bussmann, HZDR & CASUS Görlitz, Germany
From data to understanding: The Center for Advanced Systems Understanding (CASUS)
Research is driven by data that is not yet understood. This is apparent in fundamental research. Yet, our understanding of real life phenomena opens up a new view on what it means to understand data. Today, we are facing a wealth of highly detailed, high quality scientific data from large scale research facilities, observatories, sensor arrays or satellites. At the same time, Exascale computing opens up new paths to simulate these systems including all the details we find in our observations. This introduces a new challenge, namely mastering complexity. This is already visible in the rise of Artificial Intelligence methods. Yet, we are faced with a situation where the human understanding of the interrelation of the interacting parts in a complex system require new digital methods to understand their structure and dynamics. In this talk we cover some examples on how digital methods can help to shed new light on highly complex systems and how developing these methods can foster interdisciplinary research.
Volker Koch (LBL Berkeley, USA)
Fluctuations and the QCD Phase diagram
We analyze the behavior of (net-)proton number cumulants in central collisions of heavy ions across a broad collision energy range by utilizing hydrodynamic simulations. The data from STAR and HADES Collaborations at lower collision energies indicate an excess of (multi-)proton correlations over the non-critical reference. This observation is discussed in the context of different mechanisms, including the possibility of a critical point in the baryon-rich region of the QCD phase diagram.
José S. Andrade Jr. (Universidade Federal do Ceara)
Localization and self-organization in flow of non-Newtonian fluids
In the first part of the talk we show through extensive numerical simulations that the flow pattern inside a “swiss-cheese” type of pore geometry can be systematically controlled through the intrinsic rheological properties of the fluid. Precisely, our analysis reveals that the velocity field in the interstitial pore space tends to display enhanced channeling under certain flow conditions. This observed flow “localization”, quantified by the spatial distribution of kinetic energy, can then be explained in terms of the strong interplay between the disordered geometry of the pore space and the nonlinear rheology of the fluid. Our results disclose the possibility that the constitutive properties of the fluid can enhance the performance of chemical reactors and chromatographic devices through control of the channeling patterns inside disordered porous media. Recent results from high-resolution microfluidic experiments supporting these observations are also shown. In the second part of the talk, we focus on the statistics of structural and physical properties of non-Newtonian turbulent systems. Precisely, we show through Direct Numerical Simulations (DNS) that the statistical properties of non-Newtonian turbulent flows at the inertial subrange, calculated in terms of vortex size distributions and structure functions, follow in general the behavior of Newtonian turbulence, regardless of the rheological properties of the fluid. This structural invariance, is achieved through a self-organized mechanism at the microscopic scale of the turbulent motion that adjusts the ratio between the viscous dissipations inside and outside the vortices. However, the deviations from the K41 theory of the structure functions’ exponents reveal that the anomalous scaling, observed for Newtonian turbulence, exhibits a systematic nonuniversal behavior with respect to the rheological properties of non-Newtonian fluids.
Zbigniew Haba, Pok Man Lo, David Blaschke
50th anniversary of the discovery of asymptotic freedom in QCD
Zbigniew Haba: Asymptotic freedom in QFT I shall discuss first why QFT (like QED) without the asymptotic freedom is in trouble. Then, I show the virtues of theories with the asymptotic freedom: a reliable weak coupling expansion and (possibly) continuum limit of lattice gauge theories. Presentation (pdf)
Pok Man Lo: Nonperturbative QCD in Coulomb Gauge This talk focuses on the confinement of quarks and gluons in nonperturbative Quantum Chromodynamics (QCD) within the Coulomb gauge framework. We explore the mechanisms underlying confinement and discuss their implications for constructing low-energy effective models. Presentation (pdf)
David Blaschke: Asymptotic freedom and confinement in neutron star matter The proof of asymptotic freedom in QCD prompted the hypothesis that in the dense interiors of neutron stars quarks should be deconfined and they appear as “giant MIT bag”. I discuss the recent picture of linking confinement and asymptotic freedom in neutron stars. Presentation (pdf)
Richard Kerner (Paris)
The end of the Universe - and what next?
The fate of our Universe has been of great concern to human beings since the dawn of civilization. We shall briefly expose various versions of birth and death of the Universe as perceived by several ancient civilizations; after that the development of a scientific approach to cosmogony and cosmology will be presented. We shall also discuss the standard model prevailing nowadays, with its strong and weak points. Numerical estimates of longevity of stars, galaxies and atoms will be given too, with some philosophical comments as concluding remarks.
Kajetan Niewczas
Multinucleon knock-out in neutrino-nucleus scattering: Merging theory and Monte Carlo simulations
The precise measurement of neutrino properties is among the highest priorities in fundamental particle physics, involving extensive experimental efforts worldwide. Accelerator-based neutrino experiments provide a unique framework for such studies, providing oscillation measurements and hints of the CP violation in the leptonic sector. However, since these experiments rely on the interaction of neutrinos with bound nucleons inside atomic nuclei, understanding the hadronic and nuclear physics of these interactions constitutes a challenging source of uncertainty. Modeling neutrino-nucleus scattering processes is a complex many-body problem, traditionally performed in the independent- particle picture, focusing on the quasielastic neutrino-nucleon interactions or the excitation of nucleon resonances. Improving our knowledge of such cross sections to the required percent levels involves conducting research beyond the first approximation, incorporating the effects of nucleon correlations and multinucleon knock-out processes. The presented research involves a novel, multidirectional approach to tackling these problems by combining the theoretical experiences of the Ghent group and the Monte Carlo neutrino event generator NuWro, explicitly used in experimental analyses. The nuclear physics of Ghent involves a non-relativistic, mean-field-based model for both the initial and final hadronic states. On top of that, we add dynamically generated short-range nucleon correlations and explicit two-body dynamics with meson-exchange currents involving isobar degrees of freedom. This framework, exhaustively compared against electron scattering, provides predictions of inclusive, semi-inclusive, and exclusive cross sections for neutrino- nucleus interactions leading to 1-particle-1-hole and 2-particle-2-hole final states. Together with auxiliary advancements in other aspects of Monte Carlo simulations, we will present the implementation of the obtained two-nucleon knock-out model in NuWro and compare it to experimental neutrino data, therefore completing the bridge between the theoretical and experimental sides of accelerator-based neutrino research.
Prof. Günther Hasinger
Is Dark Matter made up of Primordial Black Holes?
The cosmic X-ray background radiation has been almost completely resolved into discrete objects, mainly from the growth of massive black holes in the universe. However, a few years ago, evidence for a new population of black holes from the early universe emerged from the correlation of fluctuations in the X-ray and infrared backgrounds. Similarly, quasars have been discovered with astonishingly massive black holes already formed shortly after the Big Bang. The detection of gravitational waves from the merger of pairs of very heavy, apparently non-rotating stellar black holes presents another puzzle. Recently, using the micro-lensing effect and distance determination with the ESA satellite GAIA, about 20 black holes in our galaxy have been discovered with masses that cannot be generated by stellar processes. In the past few months, the discovery of several galaxies that formed very early in the universe with the James Webb Space Telescope has been surprising, seeming to contradict the classical understanding of cosmology. All of these phenomena can be explained by so-called primordial black holes that formed immediately after the Big Bang and may represent the previously unexplained dark matter.
Carlos Naya (Kraków)
Versatile 3D solitons: from the Skyrme model to frustrated magnets
In the last years, the study of topological solitons and related structures in condensed matter systems has attracted much attention. Different configurations such as planar Skyrmions or Hopfions have been studied in detail, but 3D Skyrmions, resembling those from the Skyrme model of nuclei, have remained elusive. In this talk, I will present a modification of the Skyrme model which interpolates between Hopfions and usual 3D Skyrmions. Then, I will focus on how this model can be realised in frustrated magnets, showing they can host these configurations. I will pay attention to solitons arising for different values of the topological charge and their similarities to those from the Skyrme model of nuclei.
Oleksii Ivanytskyi
Early deconfinement of asymptotically conformal color-superconducting quark matter in neutron stars
I present a relativistic density functional approach to color superconducting quark matter, which mimics quark confinement by a fast growth of the quasiparticle self-energy. It can be mapped to a chiral quark matter model with medium dependent couplings which is applied to describe the high density regime of quark matter with a special emphasis on reaching the conformal limit of QCD. While the (pseudo-) scalar, vector-isoscalar and vector-isovector sectors of the model are fitted to the mesonic mass spectrum and to the vacuum phenomenology of QCD, the coupling strength in the diquark channel is defined using the Fierz transformation argument. The remaining ambiguity of the model parameters is reduced by comparing the asymptotics of the quark matter pressure normalized to the Stefan-Boltzmann limit with the perturbative QCD result. The approach is confronted with the observational constraints from measurements of mass, radius and tidal deformability of neutron stars. These constraints favor an early onset of deconfinement and color superconductivity in neutron stars with onset masses below one solar mass. We discuss also the QCD phase diagram whereby a new two-zone interpolation scheme for the construction of the hadron-to-quark matter transition is developed. The formation of color-superconducting quark matter is shown to drive the trajectories of its evolution in supernovae and neutron star mergers towards the regimes of temperature and density reached in terrestrial experiments with relativistic heavy-ion collisions.
Piotr Brzeski
Percolation of hyperspheres in dimensions 3 to 5
In my talk I will present a method of studying the onset of percolation of overlapping discrete hyperspheres on hypercubic lattices in dimension D = 3, 4, 5. Taking the continuum limit of the thresholds for discrete hyperspheres we obtain the values of percolation thresholds for continuous hyperspheres. In D = 3 we improved the value of the correlation length exponent. In D = 4 and 5 we obtained the continuous percolation thresholds of hyperspheres with much better quality than previously known.
Gerd Röpke (University of Rostock & IFT)
Clusters and few-body correlations in hot and dense nuclear matter
A Green's function approach is used to investigate correlations and cluster formation of nucleons in nuclear matter at temperatures up to 100 MeV. This thermodynamic Green's function approach is applied to hadronic matter at subsaturation densities where light nuclei as well as continuum correlations determine the thermodynamic and transport properties, in particular phase transitions and neutrino transport. The quantum statistical approach is also applied to hadronization phenomena in the quark-gluon plasma, which occur at higher densities and temperatures. Clusters are described as quasiparticles, medium modifications owing to self-energy terms and Pauli-blocking effects are calculated. In particular, the role of unstable nuclei is investigated. The treatment of correlations and cluster formation is of interest to astrophysics, for example, the structure and temporal evolution of neutron stars. In laboratory experiments, properties of matter at extreme energy densities are investigated with heavy-ion collisions, e.g., at LHC. Medium modifications as well as nonequilibrium approaches are applied to explain the observed yields of light clusters.
Tomasz Trześniewski
Gravity - classical, quantum and phenomenology, in the context of the 59th Karpacz Winter School in Theoretical Physics
The 59th Winter School of Theoretical Physics (12th-21st February this year) was organized by our Institute together with a COST Action CA 18108 "Quantum gravity phenomenology in the multi-messenger approach", for which it was the Third Training School. The subject matter of the School touched upon different areas of research framed by the title "Gravity - Classical, Quantum and Phenomenology". Namely, the six lecture series were devoted to: asymptotic symmetries of the gravitational field (at the so-called corners), the perturbative framework for gravitational waves emitted by black holes, the theoretical grounds and practical methods of observational cosmology, models of modified gravity and bounds imposed on them by observations, the status and prospects of phenomenology of quantum gravity, and analysis of the gamma-ray telescopes data in the context of Lorentz invariance violation. The investigations of topics discussed in the lectures, and many others related to them, are motivated in particular by the search for signatures (i.e. phenomenology) of Planck-scale physics in the observations of various cosmic messengers, i.e. (ultra-high-energy) cosmic rays, astrophysical neutrinos, gamma-ray bursts and gravitational waves. This approach to the problem of quantization of gravity has recently been summarized in an extensive review published by the COST Action.
Michał Tomczak (IA)
’De revolutionibus’ narratio secunda
The 550th anniversary of Mikołaj Kopernik's birth is a perfect opportunity to recall his opus magnum "De revolutionibus". In my talk I will present basic motivations of Kopernik which brought him to announce a new model of the Universe called nowadays: Copernican heliocentrism. I will describe also a long story of completing of "De revolutionibus". I will show that the discovery of Kopernik might be even more advanced than usually thought - his book contains all values needed to formulate the 3rd Kepler law! I will illustrate my talk by citations from "De revolutionibus".
David Osten
Duality as a symmetry principle for sigma models
Sigma models are a big class of theories, omnipresent in many branches of physics -- from condensed matter over particle physics to gravity and string theory. In this talk I want to motivate how a mathematical tool from string theory, duality and so-called generalized geometry, can be used to approach and get new insights into general sigma models. In particular, I will emphasize the role that generalized geometry plays for topological sigma models, integrable sigma models and those with non-commutative field spaces.
Artur Ankowski
Determination of the argon and titanium spectral functions from (e, e'p) data
Reliable reconstruction of neutrino energy in the Deep Underground Neutrino Experiment and in the Fermilab-based short-baseline oscillation program requires a realistic description of the ground state properties of the argon nucleus. Toward this goal, the E12-14-012 experiment in Jefferson Lab Hall A measured proton knockout from argon and titanium (the mirror nucleus of argon) induced by scattering of 2.2-GeV electrons, collecting data over a broad range of the initial proton's momenta and the excitation energies of the residual nucleus. Presenting the results of the recent papers, L. Jiang et al. PRD 105, 112002 (2022) and PRD 107, 012005 (2023), I will describe the analysis that led to the extraction of the proton spectral functions of argon. I also will discuss the obtained results in the context of past proton-knockout experiments.
Ludwik Turko
Altered Probability States
The outcomes of a given measurement of any scientific observables can be considered random variables. The crucial point is to find and apply statistical methods that enable a reasonable inference of measured observables and scientific models used to describe phenomena of interest. The statistical inference, however, is contingent on the notion of probability and how this notion is applied to the description and characterization of experimental results. Altered Probability States then appear, based on two different interpretations of the notion of probability: frequentist interpretation based on the set theory and subjective, called also Bayesian, interpretations based on extensions of logic. The seminar will be devoted to the comparison of both approaches, their inference methods, and ranges of applicability. Real-life examples will be presented.
Gregor Kosec (Jožef Stefan Institute Ljubljana)
Adaptive meshfree approach to solving partial differential equations
Many natural and technological phenomena are modelled through Partial Differential Equations (PDEs), which can rarely be solved analytically - either because of geometric complexity or because of the complexity of the model at hand. Instead, realistic simulations are performed numerically. There are well-developed numerical methods that can be implemented in a more or less effective numerical solution procedure and executed on modern computers to perform virtual experiments or simulate the evolution of various natural or technological phenomena. The key element of any numerical method for the solution of partial differential equations (PDE) is discretization of the domain. In traditional numerical methods such as the finite element method (FEM), this discretization is typically performed by partitioning the domain into a mesh, i.e., a finite number of elements that entirely covers it. Despite substantial developments in the field of mesh generation, the process of meshing often remains the most time-consuming part of the whole solution procedure while the mesh quality limits the accuracy and stability of the numerical solution. In response to the tedious meshing of realistic 3D domains, required by FEM, and the geometric limitations of FDM and FVM, a new class of mesh-free methods emerged in the 1970s. The conceptual difference between mesh-based and mesh-free methods lies in the consideration of relationships between the computational nodes. Mesh-free methods, as their name implies, fully define the relationship between nodes only by the internodal distances and thus free themselves from the shackles of using mesh. An important implication of this simplification is that mesh-free methods can operate on a set of scattered nodes. Although it is generally accepted that certain rules must be followed when generating such scattered nodes, the positioning of nodes is significantly less complex compared to meshing and can be automated regardless of the dimensionality or shape of the domain under consideration. In this seminar we will discuss core elements of adaptive mesh-free numerical analysis, e.g. quasi-uniform and variable density node generation including consideration of problems on domains whose boundaries are represented as computer-aided design (CAD) models, high order differential operator approximation, and adaptive solution procedure. The discussion will be supported with examples ranging from simple solution of Poisson equation to the coupled system of non-linear PDEs describing thermo-fluid dynamics in irregular 3D domain.
Mateusz Cierniak
Multi-quark clusters and their Mott dissociation in hot, dense matter
We describe multiquark clusters in quark matter within a Beth-Uhlenbeck approach in a background gluon field that is coupled to the underlying chiral quark dynamics using the Polyakov-gauge and an effective potential for the traced Polyakov-loop. A higher multiquark cluster of size n is described as a binary composite of smaller subclusters n_1 and n_2 (n_1+n_2=n) with a bound state and scattering state spectrum. For the corresponding cluster-cluster phase shifts we use two simple ansätze that capture the Mott dissociation of clusters as a function of temperature and chemical potential. We compare the simple "step-up-step-down" model that ignores continuum correlations with an improved model contains them in a generic form. In order to explain the model, we restrict ourselves here to the cases where n= 1, 2, ..., 6. A striking result is the suppression of the abundance of colored multiquark clusters at low temperatures by the coupling to the Polyakov loop. This is understood in close analogy to the suppression of quark distributions by the same mechanism and we derive here the corresponding Polyakov-loop generalized distribution functions of n-quark clusters.
Alessandro Drago (INFN and University Ferrara)
Strange white dwarfs
More than 20 years ago, Glendenning et al. (1995) proposed the existence of stable white dwarfs with a core of strange quark matter. More recently, by studying radial modes, Alford et al. (2017) concluded that those objects are unstable. We investigate again the stability of these objects by looking at their radial oscillations, and we assume that there is no phase transition between hadronic and quark matter at the strange core interface, following the formalism developed by Pereira et al. (2018) and Di Clemente et al. (2020). Our analysis shows that if the star is not strongly perturbed and ordinary matter cannot transform into strange quark matter, this type of objects are indeed stable. On the other hand, ordinary matter can be transformed into strange quark matter if the star undergoes a violent process, as in the early stages of a supernova, causing the system to become unstable (as described by Alford et al. (2017)) and collapse into a strange quark star. In this way, km-sized objects with subsolar masses can be produced. Di Clemente, Drago, Pagliara and Char, arXiv:2207.08704 [astro-ph.SR] Glendenning, Kettner, Weber, PRL 74 (1995) 3519; ApJ 450 (1995) 253 Alford, Harris, Sachdeva, ApJ 847 (2017) 109 Pereira, Flores, Lugones, ApJ 860 (2018) 12 Di Clemente, Mannarelli, Tonelli, PRD 101 (2020) 103003
Attila Cangi (CASUS/HZDR)
Physics-informed neural network models for predicting the electronic structure of matter
Artificial intelligence (AI) has great potential for accelerating electronic structure calculations to hitherto unattainable scales [1]. I will present our recent efforts accomplishing speeding up Kohn-Sham density functional theory calculations at finite temperatures with deep neural networks in terms of our Materials Learning Algorithms framework [2,3] by illustrating results for metals across their melting point. Furthermore, our results towards automated machine learning save orders of magnitude in computational efforts for finding suitable neural networks and set the stage for large-scale AI-driven investigations [4]. Finally, I will conclude with a preview of our most recent result that enables neural-network-driven electronic structure calculations for systems containing more than 100,000 atoms. [1] L. Fiedler, K. Shah, M. Bussmann, A. Cangi, Phys. Rev. Materials 6, 040301, (2022). [2] A. Cangi, J. A. Ellis, L. Fiedler, D. Kotik, N. A. Modine, V. Oles, G. A. Popoola, S. Rajamanickam, S. Schmerler, J. A. Stephens, A. P. Thompson, MALA, https://doi.org/10.5281/zenodo.5557254 (2021). [3] J. A. Ellis, L. Fiedler, G. A. Popoola, N. A. Modine, J. A. Stephens, A. P. Thompson, A. Cangi, Phys. Rev. B 104, 035120 (2021). [4] L. Fiedler, N. Hoffmann, P. Mohammed, G. A. Popoola, T. Yovell, V. Oles, J. A. Ellis, S. Rajamanickam, A. Cangi, Mach. Learn.: Sci. Technol. 3 045008 (2022).
Armen Sedrakian
Recent developments in the understanding of the M-R diagram of compact stars with first-order phase transition
After a short introduction and review of the structure of compact stars with phase transition to QCD phases, I will present some selected results that have been obtained in 2022. In particular, I will discuss the new findings about ultra-compact hybrid stars and the issue of stability of hybrid stars when the conversion between the two phases is slow at the transition interface.
Dmitry Zhuridov
Neutrinos in Heaven and on Earth: from Baryogenesis to Monte Carlo Generation
Personal achievements of the speaker in the neutrino physics since Ph.D. defence will be outlined. In this retrospective, neutrinos are considered as an invisible bridge connecting cosmological theories and particle physics experiments. First, cosmological aspects of neutrinos such as the baryogenesis and the dark matter in the universe with their relation to the involved neutrino properties will be discussed. Then several tests aimed to improve our knowledge of the known neutrino properties and discover the new ones will be reviewed, in particular, experiments on high-energy particle collisions, rare decays of nuclei, neutrino oscillations, etc. A particular role of the Monte Carlo generation that connects neutrino theory to experiment will be pointed out.
Artur Ankowski
Path to accurate neutrino cross sections
To shed light on the difference between matter and antimatter in the Universe, the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) and Hyper-Kamiokande will analyze the oscillations of neutrinos and antineutrinos with unprecedented precision. The success of these challenging studies requires a substantial improvement of our understanding of neutrino interactions with atomic nuclei over the next decade. Dedicated studies performed in the MINERvA experiment show that the simulations currently available are woefully inadequate to meet the needs of the oscillation program. This issue can lead to a sizable bias in the extracted oscillation parameters. In this talk, I will present DUNE and Hyper-K in the broad context of rapidly progressing neutrino physics, and explain why it is difficult to pinpoint the origin of the discrepancy between the model and data based on neutrino data alone. I will argue that electron-nucleus and neutrino-nucleus interactions share a lot of common physics, but electron scattering offers a fundamental advantage of precisely known kinematics of interaction, in addition to much higher cross sections. Discussing a recent article [PRD 102, 053001 (2020), arxiv:2006.11944], I will present the most extensive comparison to date of the cross sections from GENIE, the Monte Carlo generator most commonly used in neutrino physics, against electron-scattering data, exploring the kinematics of DUNE and Hyper-K. I will discuss a number of problems that need to be resolved, show to what extent other generators employed in neutrino physics also suffer from these issues, and offer directions for possible improvements.
Vivek Thapa (Indian Institute of Technology Jodhpur)
Investigation of exotic particle spectrum in cold compact stars
Astrophysical observations provide the sole signature of high dense matter in the compact stars. Due to the restrictions in our terrestrial laboratories and hence insufficient experimental knowledge about the matter properties at density regimes higher than saturation density, it is very difficult and challenging to predict dense matter behavior. Hence, in order to do so, the modelling of dense matter equation of states, constructing the compact star structures and followed by constraining with the different astrophysical observations are inevitable. There are several compact star observable properties (mass-radius configurations, gravitational-wave signatures) which are directly or indirectly related to specific composition, phase and dense matter attributes. We investigated the possibility of (anti)kaon condensation and its subsequent effects on the properties of compact stars that develop hypernuclear cores with and without an admixture of $\Delta$-resonances working within the framework of relativistic mean-field model which enriched the conceptual understanding of cold dense matter inside these compact stars.
Hélder Larraguível (Uniwersytet Warszawski)
Who put a knot in my 3d N = 2 supersymmetric gauge theory?
At first sight no one would imagine that computing the index of the 3d N = 2 SUSY theory would yield knot invariants, but surprisingly it does! Not only that, the 3d index allowed us to obtain explicit expressions for several knot invariants arising from Chern-Simons theory, which were unknown before! How could that be? First discovered in topological string theory, the duality between 3d Chern-Simons theory and 3d N = 2 SUSY has even introduced new knot invariants, with physical interpretation of BPS particles, or open Gromov-Witten invariants. Given the central role of this duality, I will initially discuss the opposite direction, what other knot invariants teach us about 3d N = 2 SUSY. Then, I will present the results of ongoing effort with my collaborators towards understanding why many distinct 3d N = 2 SUSY theories have the same knot, and how many are they.
Artur Barasiński
2022 Nobel Prize in Physics for Quantum Information Experiments
The Nobel Prize in Physics 2022 was awarded jointly to Alain Aspect, John F. Clauser and Anton Zeilinger "for experiments with entangled photons, establishing the violation of Bell inequalities and pioneering quantum information science". In the talk, I will briefly explain the groundbreaking experiments using entangled quantum states. In particular, I will discuss Bell’s theorem which demonstrates the quantum nature of the microworld and the existence of quantum entangled states describing composed systems. Such states are, for instance, the basis of the quantum teleportation protocol, which allows the transfer of complete information about the quantum state under study while transmitting only classical information in the form of a short sequence of bits.
Chihiro Sasaki
A new WPI research center at Hiroshima University - prospects and missions
The Japan Society for the Promotion of Science has announced on Oct 13 that Hiroshima University was selected to host a new research center funded by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology within the framework, called WPI (The World Premier International Research Center Initiative). The new center, International Institute for Sustainability with Knotted Chiral Meta Matter, will introduce the paradigm to cross- pollinate the knowledge of chirality and topology across disciplines and scales. I will present a brief overview of the WPI center's missions and prospects.
Valeriya Mykhaylova
Dynamical and transport properties of deconfined matter in hot QCD
We study transport properties of the deconfined matter with different number of quark flavors employing the quasiparticle model (QPM). The system then consists of the dynamical gluons (and quarks) dressed by the effective temperature-dependent masses. The temperature dependence is specified by a running coupling deduced from lattice QCD thermodynamics. Utilizing kinetic theory under the relaxation time approximation, we evaluate the shear and bulk viscosity, as well as the electrical conductivity, to illustrate the role of the quasiquarks in transport properties of the QGP [1, 2]. We also evaluate the bulk to shear viscosity ratio, which illustrates the impact of dynamical quarks onto the restoration of conformal invariance. Further, we analyze the production of the charm quarks in hot QCD medium. The temperature and time evolution of the number of charm quarks is examined in perfect fluid expanding longitudinally (Bjorken scaling) and viscous QGP, whose expansion in 2+1 dimensions is dictated by the hydrodynamic simulations with the shear viscosity taken into account [3]. [1] V. Mykhaylova, M. Bluhm, K. Redlich and C. Sasaki, Phys. Rev. D 100 (2019) [2] V. Mykhaylova, C. Sasaki, Phys. Rev. D 103 (2022) [3] J. Auvinen et al., Phys. Rev. C 102 (2020)
David Blaschke (IFT)
The German Centre of Astrophysics in Görlitz
On Thursday, 29.09.2022, the German Minister of Education and Research has announcedthat the German Center for Astrophysics (DZA) will be built in Görlitz with more than 1.1 billionEuros by 2038. Close cooperation with the University of Wroclaw as an academic partnerinstitution with training and research in astrophysics is planned. Around 1,000 employees, 350 of whom are scientists, will work at the large research center. They evaluate the data from astronomical observatories from all over the world and develop new, efficient digital processes for this. Their marketing brings new jobs to the region.The German federal government and the state governments of Saxony and Saxony-Anhalt want to use the new center to accelerate structural change in the region, which was originally dominated by lignite mining. I will give an overview on the DZA project and its possible relationships to the Faculty of Physics and Astronomy of the University of Wroclaw. Zoom Meeting https://us04web.zoom.us/j/74620468908?pwd=89BK9FyolgQ4bngmHSwooZLzaUS9qM.1
Etele Molnar (ISE SSF, WFA UWr)
Multicomponent relativistic dissipative fluid dynamics from the Boltzmann equation
We review the derivation of the fluid-dynamical equations of motion from kinetic theory. Applying this method we derive multicomponent relativistic second-order dissipative fluid dynamics from the Boltzmann equations for a reactive mixture of NS particle species with NQ intrinsic quantum numbers (e.g. electric charge, baryon number, and strangeness). The resulting transient fluid-dynamical equations are formally similar to those of a single-component system, but feature different thermodynamic relations and transport coefficients, which contain the microscopic interactions of all components.
Prof. Maciej Dunajski, Cambridge University
State reduction, gravity, and twistor theory
A non-relativistic limit of twistor theory provides a non-local description of Newtonian space-times. It is argued that combining this non-locality with the non-locality of quantum mechanics provides a mechanism for Penrose's proposal linking classical gravity and quantum wave function collapse.
Zoom Meeting Meeting ID: 913 0439 4962 Passcode: U8fUwJ
Prof. Maciej Dunajski (University of Cambridge)
Four facets of geometry
The study of geometry is at least 2500 years old, and it is within this field that the concept of mathematical proof - deductive reasoning from a set of axioms - first arose. The lecture will present four areas of geometry: Euclidean, non-Euclidean, projective geometry in Renaissance art, and geometry of space-time inside a black hole.
Daniel Bemmerer (Dresden)
Nuclear astrophysics at the Felsenkeller underground laboratory in Dresden
Nuclear astrophysics aims to understand the production of the chemical elements in the universe. The field has strong links to cosmology, for example in Big Bang nucleosynthesis and the study of neutron star precursors. The talk will review the progress of the Felsenkeller shallow-underground ion accelerator lab in Dresden, Germany. Several nuclear reactions of astrophysical relevance are under study in this low-background setting. In addition, the talk will present a new EU-supported Starting Community of research infrastructures for nuclear astrophysics, ChETEC-INFRA. ChETEC-INFRA networks and provides access to a diverse set of related infrastructures in EU and associated countries.
Agnieszka Sorensen (Seattle)
Measuring the speed of sound in matter created in heavy-ion collisions
Heavy-ion collision experiments offer a unique opportunity to study the properties of hot and dense nuclear matter in a laboratory. In particular, many current analyses are directed towards uncovering the phase diagram of QCD. In these studies, enhanced fluctuations of baryon number are given considerable attention as possible signatures of the QCD critical point. In this talk, I will show that using fluctuations in the number of detected particles may also allow one to measure a fundamental characteristic of the studied systems: the speed of sound and its logarithmic derivative with respect to the baryon number density. I will discuss what we might learn from existing data and what remains to be done to connect experimental results with properties of dense QCD matter.
Falk Hassler (IFT)
How Strings May Heal the Fabric of Cosmos
Over the last years, we could witness stunning experimental evidence for the existence of black holes. At the singularity in their centre, gravitational forces are so strong that they even rip spacetime apart. Our conventional approach to gravity, general relativity, fails here and must be replaced by a new framework. Substituting point particles by extended strings is a potential cure. However, it is currently not feasible to obtain direct conclusions from this idea and explain what happens at the singularity. To rectify this situation, I show how four different arenas of string theory (dualities, geometry, supergravity, and integrability) are secretly governed by one central concept, Generalised Homogeneous Spaces (GHS). They are the string's version of homogeneous spaces with a remarkable variety of new properties. I summarise my current efforts to incorporate their quantum corrections due to the extended nature of the string and how they eventually should resolve singularities in black holes or cosmology.
prof. Matthias Kaminski (University of Alabama, USA)
Quantum Dynamics far from Equilibrium
A quantum computer stores information in a large number of interacting quantum bits, qubits. These qubits need to be written and read fast enough, because they come with an "expiration date". This is caused by a quantum mechanical effect called "decoherence" which destroys the desired "quantum entanglement". This constitutes a fundamental open problem, namely to understand and control the dynamics of rapidly changing quantum many body systems, i.e. systems far away from being in equilibrium. Remarkably, we can experimentally generate such states of matter in heavy-ion-collisions for example at the Relativistic Heavy Ion Collider at Brookhaven National Laboratory, Upton, NY, at the Large Hadron Collider, CERN, Geneva, Switzerland, and soon at the Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR), GSI, Darmstadt, Germany. The underlying physical concepts are the same, although, of course, the energy range, temperature and many other parameters are vastly different. Focusing on the common features of these two distinct systems will lead us to the discovery of the essential fundamental concepts that govern quantum dynamics far from equilibrium. This constitutes a powerful fundamentally novel approach to problems in quantum computing, leveraging the wealth of knowledge, methods and experiments from particle physics.
Johann Rafelski, Department of Physics, The University of Arizona
Special Relativity and Strong Fields: A personal perspective
All theories in physics satisfy the principle of relativity. The relativistic formulation of electromagnetic interactions is for historical reasons called Special Relativity (SR) and that of gravity GR.SR experiences a renaissance as a discipline and is rapidly evolving: We are probing the acceleration/strong electromagnetic field frontier in relativistic heavy ion experiments, and thinking ahead to the very high intensity laser-particle interaction. These frontier domains of physics are demanding researchers properly trained in SR. Yet this old domains of physics is poorly represented in many introductory text book used by out of field lecturers. The unfinished formulation of SR when strong fields are present compounds the student confusion. A new book "Modern Special Relativity" https://link.springer.com/book/9783030543518 provides historical background as motivation to return to the topic and aims at a very elementary level to resolve some of the misunderstandings while motivating students to embark on study of the acceleration frontier.
Yuri Sinyukov, Bogolyubov Institute, Kiev & ITP University of Wroclaw
Thermalization, evolution and observables in integrated hydrokinetic model of A+A collisions
A further development of the evolutionary picture of A + A collisions, which we call the integrated hydrokinetic model (iHKM), is proposed. The model comprises a generator of the initial state, prethermal dynamics of A + A collisions leading to thermalization, subsequent relativistic viscous hydrodynamic expansion of quark-gluon and hadron medium, its particlization, and finally the hadronic UrQMD cascade. We calculate for different centralities midrapidity charged-particle multiplicities, pion, kaon, and (anti)proton spectra, charged-particle elliptic flows, pion and kaon interferometry radii, source functions for different hadron pairs and use the latter to extract the scattering lengths for baryon-(anti) baryon pairs as well as predict (anti-)proton–hyperon correlation functions for Pb + Pb collisions at the LHC. Also we analyze Phi and K* resonance production and their decays in hadronic medium.
Natalie Jachowicz (Ghent)
Modeling neutrino-nucleus cross sections for accelerator-based experiments
Worldwide, neutrino experiments are preparing for a decisive search in the exciting investigation of the matter dominance that characterizes our universe. Collaborations as HyperKamiokande and DUNE are aiming for a precision analysis of neutrino oscillations and the determination of the CP violating phase. A common feature of these accelerator-based oscillation experiments, is that they rely on neutrino-nucleus cross sections to 'count' the neutrinos in their near and far detectors to allow them to obtain to infer oscillation information. This brings along the need for detailed predictions of the interaction probability for different (anti)neutrino flavors as a function of energy. In this talk, I will present the Ghent program on neutrino-nucleus cross section modeling, that is aiming at a description of neutrino-nucleus interactions over a broad energy range, with models ranging from low energy coherent processes over collective nuclear excitations and quasielastic predictions, to two-nucleon knockout processes and pion production.
Join Zoom Meeting https://zoom.us/j/92068088302?pwd=amVsVS9FR2kwMkwxaEwxYlBDaE9oQT09
Prof. Maciej Nowak (Jagiellonian University, Kraków)
2021 Nobel Prize in Physics for Complexity
In the talk I will briefly explain the importance of complex systems, and then I will concentrate mainly on the contributions of Giorgio Parisi to this area, with special emphasis on the replica symmetry breaking in spin glasses and beyond.
Prof. Richard Kermer (Sorbonne Paris)
Hundred Years of Relativity Theory in Poland
The history of the Theory of Relativity in Poland is related primarily to the Warsaw school, and began in pre-war times. Then Leopold Infeld's return to Poland played a great role in raising the next generation of relativists; including Andrzej Trautman. Further contributions of Polish physicists and mathematicians to the development of Relativity Theory will be presented along with its applications, particularly in astrophysics. The achievements of the Krakow school will also be mentioned.
Jan Perina (Palacky University, Olomouc, Czech Republic)
Identification and quantification of nonclassicality of experimental optical fields
Nonclassical optical fields are useful in numerous applications at present. Identification and quantification of their nonclassicality thus represents an important task. In the talk, identification of nonclassicality of optical fields via the so-called nonclassicality witnesses will be discussed in general using the experimental intensity moments as well as the measured photocount histograms (photon-number distributions). Different methods for the derivation of nonclassicality witnesses will be discussed and compared considering a general N-mode optical field. Applicability of the nonclassicality witnesses based on intensity moments and elements of photocount histograms (photon-number distributions) will be discussed. Quantification of the nonclassicality in relation to the discussed nonclassicality witnesses and using the concept of the Lee nonclassicality depth will also be mentioned. Photocount and photon-number distributions belonging to several types of experimental single mode, two-mode as well as three-mode non-classical optical fields (sub-Poissonian fields, fields with (anti-)correlations in photocounts and photon numbers) will be used to demonstrate the general results.
Dr Pasi Huovinen
The egg of excellence: modeling of heavy-ion collisions
Recently University of Wrocław established the Incubator of Scientific Excellence - Centre for Simulations of Superdense Fluids, as part of the Faculty of Physics and Astronomy. In this talk I will describe the scientific mission of the Incubator: modeling of the evolution of strongly interacting matter formed in ultrarelativistic heavy-ion collisions, and what we have learned of the properties of such matter so far.
Dr. Shota Shibagaki (Fukuoka, Japan)
Multi-Messenger Signals from Non-Rotating and Rapidly Rotating Stellar Core Collapse
Gravitational waves and neutrinos emitted from the supernova core carry the imprints of the dominant multi-dimensional dynamics inside the proto-neutron star. We explored the impacts of fluid instabilities on the gravitational wave and neutrino signals from a progenitor with various rotations, and revealed characteristic features of gravitational waves and neutrinos and their correlation. In this talk, I show the results of the time-frequency analysis of the gravitational wave and neutrino signals obtained from our simulations and make a comparison between them to find their correlation. I also discuss the detectability of the characteristic features of the gravitational waves and those of the neutrinos.
dr Zhandos Moldabekov (CASUS, Görlitz)
The Physics of Inhomogeneous Warm Dense Matter
Warm dense matter (WDM) is an interdisciplinary field between plasma physics, condensed matter physics, high pressure science, inertial confinement fusion, planetary science, and materials science under extreme conditions [1-3]. Therefore, WDM is a complex regime to which neither ordinary condensed matter theory nor plasma theory are applicable. Due to relatively well developed theoretical and computational methods for homogeneous states, most of the initial studies were focused on uniform WDM. However, recent introduction of THz lasers [4], the novel seeding technique to reach high intensities [5], and laser pumping of a sample with a predesigned periodic grating structure [6] allows us to generate inhomogeneous states. Therefore, in this talk the results will be presented for collective oscillations in inhomogeneous WDM. Additionally, the non-linear density response of electrons and applicability of various exchange-correlation functionals such as LDA, GGA, and meta-GGA will be discussed. The analysis of the quality of the KS-DFT approach based on different exchange-correlations functionals is performed by comparing to QMC data. Finally, the quantum fluid theory of inhomogeneous quantum electrons will be presented. The results on the first ab inito study of the many-fermion Bohm field will be shown. The latter has impact going well beyond WDM, since it is key quantity of Bohmian quantum mechanics. [1] A. Ng, IEEE International Conference on Plasma Science (Cat. No.02CH37340), 2002, pp. 163-, doi: 10.1109/PLASMA.2002.1030367 [2] F. Graziani, M. P. Desjarlais, R. Redmer, and S. B. Trickey, Frontiers and Challenges in Warm Dense Matter (Springer, 2014) [3] V. E. Fortov,Extreme States of Matter (Springer, Heidelberg, 2016) [4] B.K. Ofori-Okai, et al., J. Inst13, P06014 (2018) [5] T Kluge, et al., Phys. Rev. X 8, 031068 (2018)
Dr Oleksii Ivanytskyi
Relativistic density functional approach to a unified description of quark-hadron matter
The principal element of a unified description of strongly interacting matter within effective theories is the hadronization of quarks at low temperatures and baryonic densities, while the partonic degrees of freedom are being suppressed in this regime. I present a novel approach to attack this problem, which is formulated based on a relativistic density-functional motivated by the string-flip model. Dynamical restoration of chiral symmetry within this approach is ensured by construction of the density functional. The low density/temperature suppression of quark degrees of freedom is provided by the divergence of the corresponding self-energy already at the mean-field level. I also discuss the connection of the present approach to a Nambu-Jona-Lasinio-type model with density dependent (pseudo-)scalar coupling. Supplemented with the vector repulsion and diquark pairing channels it is applied to model cold quark matter. The corresponding couplings are limited by confronting the results of modeling compact stars with quark cores to the observational data. This allows to construct the mean-field phase diagram of strongly interacting matter. Effects of hadronization of strongly interacting matter are considered as a result of quark correlations beyond the mean field. The correlations caused by (pseudo-)scalar interaction channels are considered within the Gaussian approximation. This explicitly introduces mesonic states into the model. Their contribution to the thermodynamic potential is analyzed within the Beth–Uhlenbeck framework. Due to the different response of the mass spectrum of bound and continuum states to changes of the medium properties the Mott dissociation of mesonic bound states occurs and is interpreted as physical mechanism of the deconfinement transition.
Eliazer Piasetzky (Tel Aviv)
Short-range correlations in nuclear systems
Nucleons in nuclei with momentum greater than the nuclear Fermi momentum are predominantly due to close-proximity neutron-proton pairs, which interact via a strong short-range force. I will discuss these close-nucleon and their importance to the study of neutron stars and the modification of the internal structure of nucleons bound in nuclei.
Oleksii Ivanytskyi (IFT)
Revisiting the Polyakov Loop Nambu-Jona-Lasinio model at finite baryonic density
Phenomenological confinement of quarks within effective approaches is an important ingredient of modeling the equation of state of strongly interacting matter. Coupling quarks to the Polyakov loop, which is an exact order parameter in the pure gauge case, serves as an efficient mechanism for such phenomenological confinement at finite temperatures. I present the Polyakov Loop coupled Nambu-Jona-Lasinio model revisited in order to maintain the Polyakov loop dynamics at vanishing temperature, which is the most interesting for astrophysical applications. This is done by re-examing potential for the deconfinement order parameter at finite baryonic densities. Secondly, and the most important, I explicitly demonstrated that naive modification of this potential at any temperature is formally equivalent to assigning a baryonic charge to gluons. The developed general formulation of the present model is free of the discussed defect and, on the other hand, can be justified within the density functional approach. The Polyakov loop potential is normalized to asymptotic of the QCD equation of state given by the O(α2s) perturbative results. I also demonstrate that incorporation of the Polyakov loop dynamics to the present model sizably stiffens the quark matter equation of state giving a positive feedback to the problem of existence of heavy compact stars with quark cores.
Marek Szczepańczyk (Florida)
Gravitational waves from the next galactic core-collapse supernova
Core-collapse supernovae (CCSNe) are one of the most spectacular phenomena known in the Universe. While we know that they are explosions of massive stars, the mechanism of these explosions is not yet well understood. The detection of gravitational waves (GWs) will allow to directly probe the CCNS engine, helping to understand the explosion mechanism and shed light on the other questions about the nature of these phenomena. I will present a detailed study of a wide range of GW signatures derived from the multidimensional CCSN simulations. Then, I will provide prospects of detecting GWs with the advanced GW detectors, indicating that the signals from neutrino-driven explosions and the explosions from the rapidly rotating progenitors could be detected up to an average distance of 10 kpc and 100 kpc, respectively, and an estimated minimum signal-to-noise ratio of 10-25 is needed for the signals to be detected. I will discuss the accuracy and the challenges of reconstructing the waveforms. Finally, I will talk about how well particular emission processes in CCSN can be reconstructed for a detected GW signal.
Jakub Jankowski (IFT)
Hydrodynamic attractors in heavy ion collisions
I will review the concept of hydrodynamic attractors and their properties, focusing on applications in heavy-ion collision experiments. One direct consequence of hydrodynamic attractors is a general relation between the initial state energy and the produced particle multiplicities measured in experiments. When combined with an ab-initio model of energy deposition it provides constraints on far-from-equilibrium early time dynamics in a form of quantitative estimates of pressure anisotropies. This strongly suggests that assuming free streaming prior to hydrodynamization is not necessarily compatible with a generic initial state model and that features of the pre-hydrodynamic flow need to be matched with the model of the initial state. Talk based on: 2012.02184
Armen Sedrakian (IFT)
Universal relation for neutron stars with heavy baryons at finite temperature
We conjecture and verify a set of universal relations between global parameters of hot and fast-rotating compact stars, including a relation connecting the masses of the mass-shedding (Kepler) and static configurations. We apply these relations to the GW170817 event by adopting the scenario in which a hypermassive compact star remnant formed in a merger evolves into a supramassive compact star that collapses into a black hole once the stability line for such stars is crossed. We deduce limits on the maximum mass of static, cold neutron stars within this scenario.
Rafał Kowalski (INP PAN)
Multiscale financial correlations in Ising-inspired agent-based models
The financial market is an example of a complex system with an enormous number of dependencies and intricate correlations between components. Analysis of such systems requires applying sophisticated mathematical tools, while its modelling using a traditional top-down approach is difficult. In this context, financial markets are similar to thermodynamic systems that can be quantitatively described and modelled using techniques applied in statistical physics. We demonstrate how to quantify nonlinear dependencies in financial time series using complex network and multifractal analysis techniques. Obtained multifractal spectra are broad and often reveal left-hand side asymmetry, indicating great complexity of analysed signals, while cross-fluctuations functions obey a power law over a large range of scales suggesting nonlinear cross-dependencies between financial assets. Next, we present an authorial, Ising-inspired agent-based model of the financial market, which combines local and global interactions, allowing generation of multifractal time series. Moreover, the framework incorporates multiple subsystems and facilitates modelling nonlinearly cross-correlated signals thereby enabling simulations of entire financial indices, which in turn has a lot of potential for practical applications.
Zbigniew Haba
Decoherence and noise in an environment of photons and gravitons
I shall first discuss the electromagnetic environment as it appears in classical and quantum mechanics. Its role in the modification of the Hamiltonian formulation of classical and quantum mechanics is well-known. Only perturbative electrodynamics is relevant in such a problem. I argue that in a similar way perturbative (classical or quantum) gravity has some observable consequences in a measurement of CMB temperature fluctuations and detection of gravitational waves.
Hannah Elfner (FIAS Frankfurt)
Exploring the QCD phase diagram: Approaching the phase transition from the hadronic side
Colliding heavy ions at ultra-relativistic energies offers access to strongly-interacting matter under extreme conditions. In this talk, I will present the state-of-the-art for the dynamical description of heavy-ion reactions at lower beam energies and introduce the hadronic transport approach SMASH (Simulating Many Accelerated Strongly-interacting Hadrons). A detailed theoretical description of the whole dynamics is required to connect fundamental QCD input to experimental observables. Beyond some recent results, I will focus on the transport coefficients of hadronic matter at finite temperatures and densities calculated within the SMASH hadronic transport approach.
Benjamin Wehmeyer (Research Centre for Astronomy and Earth Sciences, Budapest)
Galactic Chemical Evolution of r-process elements
The origin of the heaviest elements is still uncertain. For the rapid neutron capture process ( r-process), multiple sites have been proposed, e.g., neutron star mergers and (sub-classes of) supernovae. R-process elements have been measured in a large fraction of metal-poor stars. Galactic archaeology studies show that the r-process abundances among these stars vary by over 2 orders of magnitude. On the other hand, abundances in stars with solar-like metallicity do not differ greatly. This leads to two major open questions: 1. What is the reason for such a huge abundance scatter of r -process elements in the early galaxy? 2. While the large scatter at low metallicities might point to a rare production site, why is there barely any scatter at solar metallicities? In this talk, I will discuss chemical evolution scenarios that provide an explanation for the observed abundance features of r-process elements in our Galaxy. Further, I will explain how adding short lived radioisotopes to the model can help to further constrain the r-process and other processes.
Joanna Sobczyk (Universität Mainz)
Towards ab-initio computations of neutrino scattering on medium-mass nuclei
In my talk I will give an overview of the recent progress that has been made in describing neutrino-nucleus scattering within the ab-initio coupled-cluster framework, combined with the Lorentz integral transform. These techniques open the door to obtaining nuclear responses (and consequently cross-sections) for medium-mass nuclei starting from first principles. A series of steps has been made in this direction. Firstly, the nuclear 1- and 2-body currents have been re-derived and checked for the case of neutrino-deuteron scattering. Afterwards, the Coulomb sum rule of 16O has been calculated, introducing a new technique to remove the center-of-mass contamination. Most recently, we have calculated for the first time the longitudinal response of 40Ca. These developments allow to extend the applicability of ab-initio methods in the field of neutrino-nucleus interactions to medium size nuclei, contributing this way directly to the neutrino oscillation program.
Xun-Jie Xu (Université Libre Bruxelles, Brussels, Belgium)
Dark forces from right-handed neutrinos
Right-handed neutrinos are often considered as a portal to new hidden physics. It is tempting to consider a gauge singlet scalar that exclusively couples to right-handed neutrinos. Although such a scalar does not couple to normal matter at tree level, loop- induced effective interactions are inevitable. And the magnitude of the loop-induced couplings coincidentally meets the current sensitivity of fifth-force searches. In particular, the loop-induced coupling to muons could be tested in the recent LIGO observations of neutron star mergers. Talk based on 2007.01893, 2012.09980
Marek Abramowicz (CAMK Warsaw)
Gravitational waves from ultra-compact stars
I present a recent analytic solution (Horak & Abramowicz 2021, unpublished) that describes quasi-normal modes of super-compact stars close to the Bondi limit. In the LIGO-Virgo terminology these are wave-fronts and frequencies of ringdowns and echoes. They may help distinguishing between black hole versus non black hole origin of the waves.
Giacomo Rosati, Tomasz Pawłowski
GR: Quantum spacetime symmetries: between theory and phenomenology of quantum gravity
TP: Cosmological perturbations and black hole singularities in loop quantization
Giacomo Rosati
I will present the recently (OPUS17) awarded project "Quantum Gravity and
Deformed Quantum Fields", written in joint collaboration with prof. Kowalski-
Glikman.
The project is at the interface between more fundamental approaches to quantum
gravity and quantum gravity phenomenology. The study of deformed relativistic
symmetries characterizing quantum field theories on the emerging (noncommutative)
quantum spacetime bridging the two.
Tomasz Pawłowski
I will briefly present the research line I represent - search for physical
predictions on loop quantum cosmology/gravity in context of recently awarded
project NCN OPUS "Cosmological perturbations and black hole singularities in loop
quantization".
Maciej Lewicki
Charged hadron production in central Ar+Sc collisions at the CERN SPS
PhD Thesis defense
Jan Sobczyk
Neutrino Physics Division - research activity
I will give an overview of the research activity in the Neutrino Physics Division.
Krzysztof Redlich & David Blaschke
Matter under Extreme Conditions
In the first part of the seminar we present the research directions of the Division of Theoretical Particle Physics that is devoted to investigations of matter under extreme conditions and their applications to the phenomenology of QCD phase transformations in ultrarelativistic heavy-ion collisions and in the Astrophysics of compact stars. The main results and achievements obtained within the past 10 years are recapitulated. The second part of the seminar we devote to the discussion of the QCD phase diagram at low temperatures, high baryon densities and large isospin asymmetries that are characteristic for matter probed in neutron stars, their mergers and supernova explosions of massive supergiant stars. The modern gravitational-wave observations of merger events by the LIGO-Virgo Collaboration allow new insights about the limits for masses and radii of compact stars which can be translated to new constraints on the equation of state. The investigation of the relationships between phase transitions in the equation of state and the astrophysical phenomena involving (proto-)neutron stars are subject to three recently obtained NCN projects that are under way in the Division.
prof. Marek Mozrzymas, UWr
Quantum correlations - from C* algebra and dynamics of open systems towards experimental applications in quantum optics.
I will present scientific topics studied in our Division of Mathematical Methods in Physics. In particular, I will focus on recent results in the field of quantum information theory and quantum correlations.
prof. dr hab. Jerzy Kowalski-Glikman, UWr
Towards quantum gravity
In my talk, I will first present shortly our Division of Theory of Gravity and Fundamental Interactions. Then I will spend the rest of my talk to give you a (highly personal) overview of what is hot in the theory of quantum gravity these days, explaining why the boundary/bulk correspondence is attracting so much attention, discussing briefly recent fashion trends in the black hole information problem, and mentioning quantum gravity phenomenology research program.
prof dr hab. Zbigniew Koza, IFT UWr
Division of Applied Computer Science & Statistical Physics
In the talk, I will present the current research projects carried out in the division, as well as the plans for the future and the problems we face.
dr hab. Armen Sedrakian, prof. UWr, IFT UWr
Statistical physics of strongly correlated systems
I will describe ongoing and planned work on statistical physics of strongly correlated systems and their applications to astrophysics carried out with my group. This work includes applications of statistical methods such as density functional theory and ab initio computations of equilibrium properties of nuclear systems with applications to structures of compact stars. Furthermore, it includes the development of relativistic hydrodynamics and transport in the context of neutron star mergers.
Prof. Andrzej Pigulski, IA UWr
Supermassive black hole in the centre of our Galaxy – 2020 Nobel prize in physics
Abstract: The Nobel prize in physics 2020 was awarded to three scientists, who share the prize for theirdiscoveries related to one of the most exotic objects in the Universe, black holes. Sir Roger Penrose showed that the general theory of relativity leads to the formation of black holes. Reinhard Genzel and Andrea Ghez discovered that the centre of our Galaxy hosts a very massive (a few millions solar masses) object. As there is no alternative explanation, the object is believed to be a supermassive black hole. I will focus on presenting the work of Genzel's and Ghez' teams, showing also how large telescopes and the development of observational techniques helped in this discovery. Finally, I will mention several hot topics in astrophysics which are related to black holes.
Dr Michael Bussmann, CASUS Görlitz & Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf
From Data to Understanding - The Center for Advanced Systems Understanding
Research is driven by data that is not yet understood. This is apparent in fundamental research. Yet, our understanding of real life phenomena opens up a new view on what it means to understand data. Today, we are facing a wealth of highly detailed, high quality scientific data from large scale research facilities, observatories, sensor arrays or satellites. At the same time, Exascale computing opens up new paths to simulate these systems including all the details we find in our observations. This introduces a new challenge, namely mastering complexity. This is already visible in the rise of Artificial Intelligence methods. Yet, we are faced with a situation where the human understanding of the interrelation of the interacting parts in a complex system require new digital methods to understand their structure and dynamics. In this talk we cover some examples on how digital methods can help to shed new light on highly complex systems and how developing these methods can foster interdisciplinary research. Join Zoom Meeting https://zoom.us/j/94480626446?pwd=SXViWXNpZkZxQVhlb1ZYR3ZtUXJidz09 Meeting ID: 944 8062 6446 Passcode: 6eNA5Y
mgr Beata Kowal, IFT UWr
Polarization effects in neutrino-nucleon interactions
Quasielastic (QE) neutrino-nucleon scattering and single pion production (SPP) are important processes in neutrino oscillation experiments. Reconstruction of the neutrino energy distribution bases on the analysis of QE scattering, while SPP is one of its main background processes. Polarization observables are well suited for studying the axial nucleon form factor and non-standard interaction. They are also sensitive to the details of the SPP models. In particular, the normal polarization observable is dominated by the interference between resonant and nonresonant contributions. We considered a polarized target, the polarization of charged lepton and recoil nucleon. In the case of QE process, multispin observables were examined. The presentation bases on the results published in Phys.Rev.D 101, 073002, Phys.Rev.D 97, 013001 and Phys.Rev.D 99, 053002.
dr Dmitry Zhuridov, IFT UWr
Neutrino-Electron Scattering in NuWro
Wrocław Neutrino Event Generator (NuWro) is being developed since 2006 at the University of Wrocław. This Monte Carlo generator includes many types of dynamics for various cases of neutrino scattering on nucleons and nuclei. A subleading piece that was missing so far is the neutrino scattering on (atomic) electrons. I recently implemented it to NuWro. Adding this piece helps to reduce the backgrounds and better understand the whole neutrino scattering kitchen. This new dynamics includes the charged current and neutral current interactions, as well as their interference. Ten possible final states can be generated there. I will present the first NuWro results for this new scattering channel.
dr Piotr Biskupski, IBM Polska s.a.
The future is quantum - IBM Q experience
Tens of thousands of people around the world are using IBM quantum systems and Qiskit to explore the exciting world of quantum computing in collaboration with the IBM Quantum team of experts. Together, we're making quantum computing accessible to everyone - accelerating the pace of advancement in research institutions, industry labs, and classrooms. Check the IBM Quantum Experience to get access to quantum devices, development tools, and learning resources. Learn more about the different ways to connect with IBM Quantum, and create a free account to start using our quantum tools today. Several IBM quantum devices are available to the public through our quantum cloud services. Users can access devices for free through the IBM Quantum Experience or Qiskit, and more advanced quantum systems are available to our clients in the IBM Q Network. Now all scientists around the globe can run their experiments on real hardware, check how you can use IBM Quantum and expand your experience on QC .
Election Meeting
the seminar is canceled
.
prof. Jan Ostrowski, ENS Lyon
Physical cosmology by James Peebles
2019 Nobel Prize in Physics was shared by Michel Mayor, Didier Queloz and James Peebles. Although none of these verdicts is controversial, it is the recognition of prof. Peebles and his contribution to cosmology that is unusual as it was given for the lifetime achievement rather than a single discovery. Indeed, modern physical cosmology bears traces of Peebles' ideas and intuition in almost all of its branches. In my talk I will give a summary of current state of knowledge about the Universe with an emphasis on Peebles' 'curiosity-driven research'.
dr Giacomo Rosati, IFT UWr
Testing quantum spacetime with gamma-ray-burst neutrinos and photons
In some models of quantum-gravity-inspired quantum spacetimes, relativistic symmetries are modified (deformed or broken) at the Planck scale, so that spacetime itself might behave like a dispersive medium for particle propagation (in-vacuo dispersion). The long (cosmological) distance traveled by ultra-relativistic particles emitted by transient astrophysical sources could provide a huge source of amplification for the tiny (Planckian) effects, offering a precious opportunity for experimental tests. I discuss recent results that, combining observations of astrophysical neutrino, supposedly emitted by gamma-ray-bursts (GRB), and GRB-photons, show how the same feature could apply over a wide range of energies.
prof. Armen Sedrakjan, IFT UWr
Neutron star mergers: Equation of state and dissipative hydrodynamics.
I will discuss the recent progress in the exploration of dense matter equation of state and fluid dynamics which is largely motivated by the recent multi-messenger observation of a binary neutron star merger. In the first half of the talk, the focus will be on the relativistic density functional approaches to the dense nuclear matter with the hyperonic and delta-resonance degrees of freedom. It will be argued that the astrophysical data is consistent with the appearance of heavy baryonic degrees of freedom in compact stars. In the second part of the talk, I will discuss some transport phenomena in neutron stars and the need of including dissipative processes in modeling the fluid dynamics of binary neutron star merger such as the neutrino driven bulk viscosity.
dr hab. Grzegorz Kondrat, IFT UWr
Epidemics modeling. What can we infer from the statistics?
In the talk I will discuss how to deal with the infectious diseases by mathematical models and what the models say about possible future in these COVID days.
prof. Anna Szmyrka-Grzebyk, INTiBS PAN, Wrocław
New International System of Units
On 16 November 2018, the 26th General Conference on Weights and Measures (CGPM) approved the new International System of Units, SI. In the system, seven base units are defined by universal constants making it independent of the properties of matter, the place and time of realization of individual units. The four units - kilogram, ampere, kelvin and mole - are presently defined by the following physical constants: the Planck constant h, the elementary charge e, the Boltzmann constant k, the Avogadro constant NA.
dr Mateusz Wiliński, UW
Detectability of Macroscopic Structures in Directed Networks
Identifying communities in networks is one of the funding problems in Network Science. We study the limits of this task. Specifically, we characterise the impact of introducing link directions and how it depends on their asymmetry. To this end, building on the stochastic block model, we construct a class of hardly detectable directed networks. We find closed form solutions by using, statistical physics inspired, cavity method and show an existence of a phase transition, which depends on the assortativity and asymmetry of the network.
Election Meeting
All details will be sent
All details: the place and time will be given and confiremed by the authoriesed person
prof. Piotr Sułkowski, UW
Physical mathematics, string theory, and knots-quivers correspondence
String theory, apart from motivations and applications related to phenomenology, has been an important source of inspiration for mathematicians. It has led to a number of deep mathematical predictions, and even gave rise to a broad research direction, which has been referred to as a "physical mathematics" in recent years. As one such prediction, in this seminar I will present the so-called "knots-quivers correspondence" (where a "knot" means a closed loop in three dimensions, and a "quiver" is a graph that consists of nodes connected by arrows). From a physics perspective, this correspondence is the statement that two descriptions of a certain system in string theory are equivalent. From mathematical viewpoint, this correspondence is the statement that certain quantities in two seemingly unrelated mathematical fields are intimately related; in consequence it enables to prove some important conjectures in knot theory, it reveals new interesting properties of hypergeometric functions, etc.
dr hab. Joanna Molenda-Żakowicz, IA UWr
New perspectives on our place in the universe
The Nobel Prize in Physics 2019 was awarded to James Peebles for theoretical discoveries in physical cosmology, and jointly to Michel Mayor and Didier Queloz for the discovery of an exoplanet orbiting a solar-type star. The Mayor’s and Queloz’s discovery started a revolution in astronomy, which resulted in over 4,000 exoplanets found in the Milky Way. The strange new worlds beyond the Solar System, which are still being discovered, challenge our preconceived ideas about planetary systems. They are also forcing scientists to revise their theories of the physical processes behind the origins of planets. With numerous projects planned to start searching for exoplanets and to study their properties in more detail, we may eventually find an answer to the eternal question of whether other life is out there.
mgr Łukasz Juchnowski, IFT UWr
Quantum kinetic approach to particle production in time dependent external field
the public defence of the doctoral thesis
dr hab. Wojciech Hellwing, CFT PAN
Why and how should we test (theory of) gravity on cosmological scales
The GR is over 100 years old. The beautiful Einstein's relativity theory of space-time and gravity is one of the founding block of modern physics and cosmology in particular. In my talk, I shall discuss why one would like (and actually really need) to design and convey tests of the theory on cosmological scales. Then, I will also present a handful of theories (called Modified Gravity) that aim to rival the ruling of GR at the cosmological distances. Such theories as usually conveyed in order to explain observed accelerated expansion of the Universe without Einstein's cosmological constant. Finally, I will present and discuss some reasonable ways for conveying cosmological test of gravity, discuss why most of them might fail and present some potentially promising avenues for new class of such tests. Concluding with why you might want to stay tuned for future in that field!
dr Remigiusz Durka, IFT UWr
The handful of new insights regarding algebra enlargements and spacetime with a gravitational analog of the magnetic monopole.
General Relativity could be generalized in various ways: in particular the first-order formalism of gravity including various algebraic enlargements. Presented class of topics finds interesting applications not only in the construction of the gravity models, establishing the black hole thermodynamics for spacetime supposedly possessing gravitational magnetic monopole, but also in the description of the so-called topological insulators (which are certain real materials studied in condensed matter physics).
prof. Anna Szmyrka-Grzebyk, INTiBS PAN, Wrocław
New International System of Units
On 16 November 2018, the 26th General Conference on Weights and Measures (CGPM) approved the new International System of Units, SI. In the system, seven base units are defined by universal constants making it independent of the properties of matter, the place and time of realization of individual units. The four units - kilogram, ampere, kelvin and mole - are presently defined by the following physical constants: the Planck constant h, the elementary charge e, the Boltzmann constant k, the Avogadro constant NA.
dr hab. Paweł Oświęcimka, IFJ PAN Kraków
Fractals and Agents in Economics: the case of Bitcoin
The concept of fractals and multifractals has gainedvpopularity inrecent years mainly due to the identification of this typevof structures in many, seemingly not related, fields of science such as physics, physiology, economy even linguistics and music. In this presentation I demonstrate the potential of the multifractal methodology which has been applied to characterize complexity of the cryptocurrency, in particular Bitcoin, market. I discuss evolution of the multifractal characteristics towards those identified empirically for all “mature” markets like stocks, commodities or Forex. I also present microscopic agent-based model which is able to reproduce set of "the stylized facts" observed in the financial time series.
dr Marcin Piątek, Univ. of Szczecin
Quantum and classical Virasoro conformal blocks: advances in the theory, and new applications
I will review my last few years research achievements obtained in collaboration with Franco Ferrari and Artur Pietrykowski. Our research concerns the semiclassical limit of two-dimensional Conformal Field Theory and its applications. I discuss in particular: connections between the semiclassical limit with Yang-Mills theories, quantum integrable systems and moreover applications in black holes physics and holographic interpretation.
dr Thomas Bahder, ARO Tokyo
Topological Quantum Sensors?
I will review the theory of "conventional" quantum sensors as quantum channels of information between the quantity (classical field) to be sensed and the measurement outcomes. Next, I will briefly describe non-ideal quantum sensors, which perform non-unitary transformations on the input quantum state. The theory of non-ideal quantum sensors is relevant to experiments because the input quantum state may have errors, there may be scattering (decoherence and dispersion) in the quantum channel, and the output state detectors may not be ideal. Next, I will introduce simple 1-qubit and 2-qubit models of a quantum sensor that have an analogy with topological energy band theory. I will suggest that a new class of quantum sensors called "topological quantum sensors" may be realizable. Finally, I will give a detailed example of a topological quantum sensor of magnetic fields based on the dynamical quantum H all effect.
dr Thomas Bahder, ARO Tokyo
Army Research Office (ARO) Overview and Physics Division Objectives
The headquarters of the Army Research Office (ARO) is located in Raleigh Durham, North Carolina, USA. The ARO funds excellent basic research in the sciences. In fact, ARO has funded numerous Nobel laureates over the years. The majority of ARO funding goes to U.S. researchers. However, two years ago, the ARO has started an International Program. I am the Program Manager for the International Program in Physics. My geographical area is the whole world, excluding the continental U.S. (which is covered by other ARO program managers in the U.S.). My goal is to find exceptional basic physics research that is done outside of the continental U.S. My Program is called "Quantum Scale Materials", and it deals with a broad area of quantum physics, including topological physics, quantum sensors, and a variety of other quantum-related physics. My office is in the Roppongi district of Tokyo, Japan. In this talk, I will give an overview of the ARO organization, the International Program, and the Physics Division. I will describe the goals of the ARO International Program in Physics in Asia-Pacific. Finally, I will describe the process of submitting a research proposal to ARO.
dr Aneta Wojnar, Federal University of Espirito Santo, Vitoria
How to use low-mass stars to test theories of gravity
I will show how low mass stars (<0.08 of the solar mass) allow to test theories of gravity. Palatini stars will be the main objects of our discussion.
Michał Marczenko
Effective-Model Perspective on QCD Phenomenology - obrona pracy doktorskiej
Mimo, że teoria opisująca oddziaływania silne, chromodynamika kwantowa (QCD), jest dobrze ugruntowana teoretycznie, istnieje wiele technicznych przeszkód, stanowiących poważne utrudnienie w jej analizie oraz dalszym rozwoju. Istnieje więc potrzeba konstrukcji modeli efektywnych w ujęciu fenomenologicznym, wywodzących się z teorii podstawowej i zawierających jej istotne cechy. Tematem niniejszej rozprawy doktorskiej jest zbadanie właściwości termodynamicznych QCD w ramach różnych modeli efektywnych. Pierwsza część pracy dotyczy wyników QCD na sieci (LQCD) w skończonych temperaturach i zerowej gęstości barionowej, które wykazały rozbieżności między powszechnie stosowanym modelem gazu hadronowego (HRG), ujawniające się na poziomie fluktuacji ładunków zachowanych, w szczególności w sektorze dziwnym. W celu skwantyfikowania tych rozbieżności, model HRG został rozszerzony o ciągłe widmo Hagedorna, którego parametry wyznaczono na podstawie wielkości termodynamicznych LQCD. Otrzymane spektra są zgodne z trendem wyznaczonym przez uwzględnienie niepotwierdzonych barionów dziwnych, wymienionych w bazie Particle Data Group (PDG). To sugeruje, że większość brakującego oddziaływania dla barionów dziwnych znajduje się w sektorze |S|=1. Z kolei widmo uzyskane dla mezonów dziwnych może wskazywać na istnienie nieodkrytych stanów w obszarze średnich mas, niewymienionych jeszcze w bazie PDG. W celu poprawy opisu właściwości oddziałujących hadronów, niezbędne jest wyjście poza uproszczone ujęcie HRG, uwzględniając między innymi efekty rozpadu oraz skończonej szerokości rezonansów. W dalszej części pracy badamy wpływ szerokości rezonansów w ramach modelu macierzy rozpraszania. Model ten, w odróżnieniu od modelu HRG, względnia dynamikę powstawania rezonansów zakodowaną w fizycznym przejściu fazowym. Pozwala to oszacować wpływ rozpraszania K\pi, tj. rezonansów K^*_0(800) i K^*_0(1430), na fluktuacje wypadkowej liczby dziwności. Wyniki wskazują, że uproszczony model oddziaływań HRG systematycznie zawyża wielkości termodynamiczne, a ich wkład oszacowany przy użyciu modelu macierzy rozpraszania rozwiązuje tylko częściowo problem brakującego wkładu do fluktuacji wypadkowej liczby dziwności. Kolejnym omówionym aspektem jest użycie modelu macierzy rozpraszania w modelu blast-wave w celu opisania emisji cząstek w zderzeniach ciężkich jonów. Zbadany został wpływ skończonej szerokości mezonu ρ na rozkład pędu pionów oraz modyfikację widm cząstek powstałych z dwuciałowych rozpadów. W szczególności rozkład niskich pędów poprzecznych pionów powstałych w rozpadzie mezonu ρ jest wyższy o tego otrzymanego w przybliżeniu HRG. Użycie modelu macierzy rozpraszania poprawia opis ilościowy widm pionów w zderzeniach ciężkich jonów w zakresie energii Wielkiego Zderzacza Hadronów w CERN. Porównujemy również model macierzy rozpraszania z przybliżeniem wykluczonej objętości do opisu sił odpychających między oddziałującymi hadronami. Koncentrujemy się na termodynamice systemu πNΔ. Pokazujemy w jaki sposób zwykle stosowany model z wykluczoną objętością prowadzi do przypadkowej zgodności wielkościach termodynamicznych całego układu. Zgodność ta zostaje utracona przy ograniczeniu do konkretnego kanału rozpraszania, gdzie dodatkowa wykluczona objętość między pionami i nukleonami, oprócz siły odpowiedzialnej za formację rezonansu Δ prowadzi do niezgodności z analizą na podstawie fizycznego przejścia fazowego w oparciu o model macierzy rozpraszania. Sugeruje to, że siły odpychające między hadronami nie mogą być opisane pojedynczym parametrem a także są zależne od kanału oddziaływania. Druga część pracy dotyczny efektywnego opisu zimnej oraz gęstej materii oddziałującej silnie. W tym celu wykorzystany jest hybrydowy model kwarkowo-mezonowo-nukleonowy (QMN). Dynamika chiralna opisana jest w nim w ramach liniowego modelu sigma, podczas gdy uwięzienie kwarków otrzymane jest przy pomocy zależnej od ośrodka modyfikacji funkcji rozkładu Fermiego-Diraca, gdzie wprowadza się dodatkowe pole skalarne. Charakterystyczną cechą modelu jest fakt, że przy rosnącej gęstości, symetria chiralna zostaje przywrócana jeszcze w fazie hadronowej, przed spontanicznym uwolnieniem kwarków. W pracy rozważona jest termodynamika układów dwuzapachowych w przybliżeniu pola średniego. Dla niskich temperatur oraz wysokich gęstości model przewiduje chiralne przejście fazowe pierwszego lub drugiego rzędu, lub gładkie przejście typu crossover, w zależności od wartości oczekiwanej pola skalarnego. Spontaniczne uwolnienie kwarków jest natomiast przejściem pierwszego rzędu. Badamy również równanie stanu w modelu QMN w warunkach gwiazdy neutronowej. W tym celu model jest uogólniony do przypadku dowolnej asymetrii izospinowej. Wyznaczone są zależności między masą a promieniem gwiazdy, poprzez narzucenie warunków zgodności z niedawno odkrytym pulsarem PSR~J0348+0432, a także ograniczeniami na zwartość gwiazdy z pomiaru GW170817. Uwzględniony jest również próg dla bezpośredniego procesu URCA, dla którego wyprowadzone jest nowe oszacowanie. Biorąc pod uwagę ograniczenia, model przewiduje, że na diagramie fazowym materii symetrycznej, punkt krytyczny przejścia chiralnego znajduje się w obszarze niskich temperatur lub znika całkowicie. Na koniec omówniona jest charakterystyka fluktuacji liczby barionowej na granicach faz chiralnego przejścia fazowego oraz spontnicznego uwolnienia kwarków w hybrydowym modelu QMN. Badany jest wpływ uwięzienia kwarków na kumulanty wyższych rzędów fluktuacji liczby barionowej. Otrzymane kumulanty wykazują znaczne wzmocnienie wokół chiralnego przejścia fazowego, podczas gdy nie są wrażliwe na hadronowo-kwarkowe przejście fazowe.
Dipl.-Phys. Niels-Uwe Bastian, IFT UWr
publiczna obrona rozprawy doktorskiej
tytuł rozprawy doktorskiej: Density functional theory for a unified description of quark-hadron matter and applications in heavy-ion collisions and astrophysics
prof. Anthony Ladd, University of Florida
Dissolution at the pore scale: comparing simulations and experiments
Flow and transport in porous media are usually modeled at the Darcy scale, where the system is comprised of representative elementary volumes (REV's) described by average properties such as porosity, permeability, dispersion coefficients, and reactive surface area. However, if there is rapid dissolution, such as when brine pressurized with CO2encounters calcite, the validity of the averaging process is called into doubt by the strong gradients in concentration within a single REV. Pore-scale modeling overcomes many of the limitations of Darcy-scale models, albeit at a much greater computational cost. Here we describe some preliminary results of comparisons of numerical simulations of the dissolution of a soluble cylinder with microfluidic experiments, and with approximate calculations from conformal mapping. The numerical simulations use a finite-volume discretization, with an unstructured mesh that conforms to the shape of the dissolving object. By exploiting the intrinsic separation of time scales between transport and dissolution, precise simulations can be carried out with limited computational resources. We used the OpenFOAM toolkit with customized libraries to support mesh motion and relaxation around the dissolving object. Simulations take a few hours, in comparison with 1 month for the laboratory experiments.
prof. Helmut Satz, Univ. Bielefeld
Novel critical behaviour: the statistical mechanics of bird swarms
In the past twenty years, a new field of statistical physics has emerged, the study of the self-organized behaviour of animal swarms. It was started in 1995 by a seminal paper of T. Vicsek and collaborators in Budapest and has since then been considerably extended. In 2008, extensive empirical data on starling flocks were provided by the STARFLAG project, carried out at the University of Rome, with G. Parisi as coordinator. These data were well accounted for by extended versions of Vicsek model, which is based on a generalized sin system, with local nearest neighbour interactions leading to spontaneous symmetry breaking and collective global behaviour.
prof. dr hab. Armen Sedrakian, IFT UWr
Exploring phases of dense matter with astrophysics of compact stars
In this talk, I will focus on the behavior of matter at high densities in compact stars and the challenges that emerged in recent years in the nuclear physics and astrophysics of these objects. The possibility that new particles appear in the dense matter will be discussed. In particular, I will discuss the phase transition from baryonic to deconfined quark matter and its consequences for compact star astrophysics. I will show that a strong first-order phase transition among the phases of dense quark matter can lead to triplet configurations of compact stars, i.e., three stars with the same masses but different radii. Finally, I will discuss the implications of the recent detection of gravitational waves from a collision of two neutron stars.
Dipl.-Phys. Niels-Uwe Bastian, IFT UWr
Phenomenology of the QCD phase transition
Even half a century after the introduction of the quark model, their behaviour is barely understood. Ab initio calculations of QCD, the theory of strongly interacting matter, are only accessible at vanishing chemical potentials. The rest of the QCD phase diagram is under heavy debate, which is the topic of astrophysics and modern heavy-ion collision experiments. In particular, the possible appearance of a phase transition of first-order from ordinary nuclear matter to the so-called quark-gluon plasma is a matter of many speculations. In the first part of my presentation, I will present our research on the detectability of such phase transitions in astrophysics. It turns out, that the mass-radius measurement of neutron stars, the gravitational wave signal of binary neutron star mergers as well as the neutrino signal of supernova explosions might produce detectable signals in case of a first-order phase transition. The second part will address the formulation of thermodynamics of strongly-interacting matter. I will present two newly developed formalisms which are together capable to describe even complex interactions as confinement and treat hadrons as bound states of quarks. These features lead me to the final goal to formulate a unified description of the entire quark-hadron phase diagram.
dr Kazuki Sakurai, UW
A fresh look at the gauge coupling unification and proton decay
In this talk I will review the success of the gauge coupling unification in the minimal supersymmetric (SUSY) extension of the Standard Model. We will see that in order to quantitatively address the coupling unification, one must take into account the effect of mass splitting both in SUSY (m ~ TeV) and Grand Unified Theory (GUT) (m ~ 10^16 GeV) sectors, known as threshold corrections. I will develop convenient mathematical formulae to ensure the coupling unification, and use them to predict the proton lifetime to constrain the low energy SUSY spectra in a given GUT model. We will see there is an interesting complementarity between the proton decay experiments and the direct SUSY searches at the LHC.
mgr Michał Marczenko, IFT UWr
Modeling Cold and Dense QCD Matter
One of the most significant aspects of QCD thermodynamics is understanding how the transition from hadrons to their constituents—quarks and gluons—relates to the underlying deconfinement and chiral dynamics. This is of major relevance for heavy-ion collisions, as well as in the study of cold and dense systems, such as compact stars. In this talk, I present a description of QCD matter based on the effective hybrid quark-meson-nucleon model for QCD phase transitions at low temperatures and finite baryon densities. The structure of the net-baryon number fluctuations along with its higher order cumulants is discussed as possible probes for the phase transitions. I also discuss the implications of the chiral symmetry restoration on the mass-radius relation for compact stars obtained in accordance with the modern astrophysical constraints.
Prof. Peter Braun-Munzinger ,GSI Darmstadt
Decoding the QCD phase structure with relativistic nuclear collisions
In this talk we demonstrate that the phase structure of strongly interacting matter can be decoded via analysis of particle production in high energy nuclear collisions. This is achieved by making use of the observed thermalization pattern of particle abundances within the framework of the statistical hadronization approach at various collision energies. The thermalization holds not only for hadronic constituents composed of light quarks but also for light, loosely bound nuclei. The observed energy dependence of the production yields and fluctuations of different particle species contains characteristic features which are used to determine the temperature and baryo-chemical potential of the matter produced. The above observations imply quark-hadron duality at the QCD phase boundary and establish the first experimental delineation of the location of the phase change in strongly interacting matter. New experimental opportunities for relativistic nuclear collisions are pointed out for the near and longer term future.
Prof. Johanna Stachel, Heidelber Univ.
Charmonia as Probe of Deconfinement - Recent Results and Perspectives
Charmonia are hadrons composed of a charm quark and its anti-particle. Their production mechanism in relativistic nuclear collisions and its connection to a quark-gluon plasma (QGP) formed there has been a key topic for more than 30 years. In this talk we will demonstrate how recent results from the Large Hadron Collider have shed new light on the topic: the presence of a QGP does not reduce but actually enhance their production at collisers since charm quarks in the fireball are deconfined. This implies that the production rate of charmonia scales quadratically with the number of charm quarks, thereby providing a fingerprint for deconfinement and the position of the QCD phase boundary. The underlying physics is well described in the Statistical Hadronization Model for Charm (SHMC) which was proposed nearly 20 years ago. We will present the current experimental situation and the comparison to the most recent SHMC predictions. The fundamental question whether there exist colorless bound states inside the QGP is related to the experimentally challenging measurements of excited-state populations of charmonia which will be studied with precision with the upgraded ALICE apparatus at the LHC in the coming years.
prof. dr hab. Zbigniew Koza, IFT UWr
Percolation of k-mers on the square lattice
In the first part of the seminar I will summarize some basic methods and results obtained so far for percolation. In the second part I will present our recent achievements on the percolation of k-mers on the square lattice and its relation to the Random Sequential Adsorption.
dr Mateusz Denys, UW
An application of space-time spectral analysis for seismic-wave detection in Virgo interferometer
Virgo is a European detector of gravitational waves located near Pisa, Italy. In order to detect gravitational waves Virgo must be extremely sensitive and well isolated from the external perturbances. However, it cannot be isolated from local changes of gravitational field, resulted, for instance, from mass movements under the surface of the Earth. This part of the gravitational-field changes is called Newtonian noise and, fortunately, it can be calculated using measurements of seismic noise in the vicinity of the Virgo detector. I am going to present a method for detection of seismic waves that I proposed during my internship in Virgo Collaboration. The method uses data from the seismic detectors in the west-end Virgo building and is based on the mixed space-time spectral (Fourier) analysis. It can be applied to Newtonian noise calculation in Virgo and to a broad range of other similar problems.
dr hab. Maciej Matyka, IFT
Fluid dynamics in porous media and beyond
The seminar will be mostly about our research on fluid dynamics, tortuosity and velocity distribution function in porous media. Our recent results on the scaling of the velocity histograms in random and fractal media will be presented. The most recent results from the flow through fractal media (together with MSc student W. Saramak) will be shown. I will also talk about perspectives and other ongoing projects.
prof. dr hab. Jerzy Lukierski, IFT Uwr
New Approach to Colour Triplets of Quarks, Graded Extension of Lorentz Symmetries and Algebraic Confinement
The modification of standard description of colour quarks triplets is proposed. We introduce 12-component colour quark multiplets, with Z_3 symmetry playing important algebraic role in quarks confinement. In such framework SU(3) colour symmetry is entangled with Z_3-graded extension of Lorentz symmetry. The extended Lorentz covariance leads to the presence of 12 colour quark multiplets which can be linked with the appearence of all observed internal symmetries of quarks. This talk is based on my recent paper with Richard Kerner (arXiv:1901.10936)
prof. dr hab. Adam Lipowski, UAM
Ising model on (un-)directed random graphs
First, we recall some basic percolative properties of random undirected graphs and discuss the behaviour of the Ising model on such graphs. In particular, we emphasize that emergence of finite temperature ferromagnetism coincides with the percolation transition and a similar behaviour occours on some diluted cartesian lattices. Then, we examine Ising models on directed graphs. Such models do not obey the detailed balance but on some regular lattices they behave similarly to their equilibrium counterparts. Numerical simulations show that for directed random graphs to support finite temperature ferromagnetism the spanning cluster must be sufficiently dense. Similar behaviour appears in some other models with agreement dynamics.
dr Pok Man Lo, IFT UWr
Scattering Theory Approach to the Thermodynamics of Hadrons
In this talk I shall review how the S-matrix formalism can be applied to study the thermal properties of interacting hadrons. The central idea of this approach is to compute an effective density of state from the scattering phase shifts. As the phase shifts encode a wealth of information on the hadronic interactions, e.g. the resonance widths and masses, the method can robustly handle the case of a broad resonance or a purely repulsive channel. As an application I will present an analysis on the proton yield from the heavy ion collision experiments at the LHC. I will discuss how the inconsistency between theory and experiment, the so-called proton puzzle, may be resolved by considering some essential features of the empirical baryon spectrum. These features are also crucial for understanding the Lattice results on thermal QCD, such as the baryon electric charge correlation. Lastly, I will report on some recent progress in analyzing the coupled-channel system of hyperons and the inclusion of $N>2$-body scatterings.
dr Sławomir Drobczyński, PWr
Optical tweezers. The Nobel Prize in Physics 2018
The theory of light pressure was introduced by James Clerk Maxwell in 1873. Fact that light might exert optical force was confirmed experimentally in 1900 by the Russian physicist Piotr Lebedev. A significant breakthrough in the study of optical forces occurred only after the appearance of lasers. A pioneer of experiments with a highly focused laser beam acting on dielectric microobjects was Arthur Ashkin. In 1986, he published his work , in which he described the first successful attempt of optical trapping using a single laser beam. Optical trapping results from the small forces associated with the electric field gradient acting on the dielectric microparticles located in the focused laser beam. Laser beams with powers of hundreds of milliwatts are capable of exerting forces of piconewton orders. Optical trapping technique applicable in many fields of science. Within a few years from the publication of the work by Ashkin, many laboratories around the world have begun many interesting studies. Optical tweezers can be used to manipulate non-living and living matter. It soon turned out that the optical trapping technology allows carrying out previously unattainable tests on the microscale. The possibility of a non-invasive and sterile hold of micro-objects, e.g. cells or biomolecules, has found particular application in biology and medicine.
dr hab. Brynmore Haskell (CAMK Warsaw)
Probing fundamental physics with multi-messenger observations of neutron stars
Neutron stars are an extraordinary laboratory for probing fundamental physics in extreme conditions that cannot be reproduced in terrestrial experiments. Not only are the core of these stars denser than atomic nuclei, but their thermal energies are small compared to the Fermi energies of their degenerate constituents. In these conditions it is favourable for Fermions (mostly, but not only, neutrons in most of the star) to pair and become superfluid. Superfluidity adds a new dimension to the problem, as components can now flow relative to each other and additional degrees of freedom become available. Strikingly, these microphysical properties can have large scale, astrophysical consequences. Superfluidity is thought to be at the heart of glitches, sudden spin-ups observed in radio pulsars, and is likely to play an important role in the physics of gravitational wave emission. In this talk I will present recent advances in theoretical modelling of neutron star superfluids, and discuss observational tests that can constrain the models, in particular observations of radio pulsars and gravitational wave observations with Advanced LIGO and Virgo.
prof. Abhijit Bhattacharyya, University of Calcutta
The Statistical Mechanics of Particle Physics
The strongly interacting matter undergoes a phase transition at high temperature and/or density. Such conditions have existed in the early universe. They may also exist inside neutron stars. I will discuss how such a situation can be created in the laboratory and also different properties of hot and dense strongly interacting matter.
dr Artur Barasiński, Palacky University
Role of multipartite entanglement in quantum teleportation
Quantum teleportation is considered as one of the major protocols in quantum information science. By exploiting the physical resource of entanglement, quantum teleportation has played a prominent role in the development of quantum information theory and represents a fundamental ingredient to the progress of many quantum technologies. Although quantum teleportation is a typically bipar- tite process, it can be extended to multipartite quantum protocols. An important example of such extension is known as the controlled quantum teleportation which forms a backbone of quantum teleportation network, a prelude for a genuine quantum Internet. It is commonly believed that con- trolled teleportation (and quantum teleportation network) is a clear manifestation of multipartite entanglement and both protocols involve pre-sharing a genuine multipartite entangled resource. In my presentation, I will discuss the role of multipartite entanglement in controlled quantum telepor- tation. In particular, I shall present a counterintuitive result of successful controlled teleportation performed without multipartite entanglement what disproves the current misconception.
prof. dr hab. Edward Malec, UJ
Gravitation and accretion of matter.
The energy efficiency in accretion processes onto black holes might exceed tenfold (and even more) the efficiency of thermonuclear fusion. Thus it is not suprising that brightest objects in the Universe are powered by accretion of matter onto black holes. The physical description of such systems must refer to Einstei equations with selfgravity of infalling fluids included, and in the first step (selfconsistent) equilibria solutions have to be found. I shall report recent results, obtained in Krakow, on finding stationary configurations that describe rotating fluid disks around spinless or spinning black holes. One of important ingredients is the discovery of new rotation laws; they include, in particular, generalization of the familiar Keplerian rotation. Interestingly, the general-relativistic Keplerian rotation seems to fit to the description of a phase of evolution of the black hole and a torus, that are produced in the coalescence of two neutron stars, and that might be associated with the recent detection (GW170817) of gravitational waves and gamma rays bursts.
dr Tomasz Pawłowski, UW
Loop Quantum Cosmology: from polymer quantization to Early Universe dynamics
Loop Quantum Cosmology is an application of a nonstandard (that is based on a representation different from Schroedinger one) quantization procedure applied to quantize the spacetime itself in context of (simple) cosmological models of Universe. I will present a very brief outline of the theory and its main results. Further I will discuss some of its advantages, caveats and challenges following from its reliance on the nonstandard (the so called polymeric) quantization, and present recent results following from exploration of these aspects of the formalism.
dr hab. Jarosław Korbicz, CFT PAN
Spectrum Broadcast Structures And Quantum Origins Of Objectivity
I will present an overview of a recently introduced tool for analysis of open quantum systems and decoherence processes called Spectrum Broadcast Structures (SBS). These are multipartite quantum states, originating from the quantum Darwinism idea of W. H. Zurek, and of a surprisingly simple form but with a surprisingly far reaching and potentially fundamental importance. I will first discuss SBS on an a general level and present their intimate connection to the problem of objectivity in quantum mechanics, as one of the aspects of the quantum-to-classical transition. Then, I will overview appearances of SBS in well known quantum open dynamics models. Finally, I will comeback to general considerations and will discuss how SBS can help better understand the measurement problem in quantum mechanics.
prof. dr Marlene Nahrgang, IMT Atlantique, Nantes
Super hot and extremely dense - is there a critical point for the strong interaction?
Performing heavy-ion collisions at ultra-relativistic energies gives us access to new states of matter, like the quark-gluon plasma. When the hot and dense fireball created in these experiments expands and cools, the system undergoes a phase transition to hadronic degrees of freedom, which are measured in the detectors. A central question of research in this field is whether a critical point for strongly interacting matter exists. In this talk, I will review the current status of and future directions in the search for this critical point.
prof. dr hab. Jerzy Kijowski, CFT PAN
The essence of gravity theory
What is gravity? Can it be generalized to an "even more general" General Relativity Theory? Those and similar questions shall be discussed and new perspectives proposed.
prof. dr hab. Henryk Arodź, UJ
On Relativistic Quantum Mechanics of the Majorana Particle
The Hilbert space of states of the relativistic Majorana particle consists of bispinors with real components. The usual momentum operator -i abla can not be defined in such space. Instead of it, we introduce the axial momentum operator p_5 = -i gamma_5 abla. It has rather intriguing properties. In particular, in the case of free massive particle there is an oscillating component, reminiscent of the Zitterbewegung. Next, we accordingly reformulate the plane wave expansion. The time evolution of the modes is given by an SO(4) matrix, which replaces the standard U(1) factor exp(-i E t)
dr hab. Andrzej Dragan, UW
Relativity vs quantum information
I will discuss some of the most surprising effects of relativity on quantum information science and show how the whole paradigm shifts, when gravity or relativistic motion are taken into account.
dr hab. Dorota Gondek-Rosińska, IA UZ
What can we learn from gravitational waves ?
One of the most important prediction of Einstein's general theory of gravity is gravitational radiation. I will discuss the importance of the recent LIGO and Virgo direct detections of gravitational-waves. The observations of gravitational waves provide a different view on astrophysical processes hidden from electromagnetic astronomy and expand our knowledge of the Universe dramatically. I will outline the current state and the future for gravitational wave astronomy.
prof. dr hab. Danuta Makowiec, IFTiA UG
Cellular automata approach to cardiac electrophysiology: a toy model or a generative proposition.
Structural modifications of cardiac tissue, caused by disease or/and aging, influence the performance of the heart contraction. Clinicians would like to discern early stages of the tissue impairment based on changes in heart rate. A heart rhythm of a person after heart transplantation is special because is significantly less influenced by autonomic nervous system - the main source of heart rhythm variability in healthy people. Therefore such a rhythm could provide evidences for arrhythmogenic processes developing in the cardiac tissue. The cellular automata model will be discussed, which simulates changes in the atrial tissue and observes effects of these changes on the heart rhythm. We will show that in such approach, we are able to represent reliable and simulation efficiently both electrophysiology of a cardiac cell and tissue organization.
prof. dr hab. Danuta Makowiec, IFTiA UG
Cellular automata approach to cardiac electrophysiology: a toy model or a generative proposition.
Structural modifications of cardiac tissue, caused by disease or/and aging, influence the performance of the heart contraction. Clinicians would like to discern early stages of the tissue impairment based on changes in heart rate. A heart rhythm of a person after heart transplantation is special because is significantly less influenced by autonomic nervous system - the main source of heart rhythm variability in healthy people. Therefore such a rhythm could provide evidences for arrhythmogenic processes developing in the cardiac tissue. The cellular automata model will be discussed, which simulates changes in the atrial tissue and observes effects of these changes on the heart rhythm. We will show that in such approach, we are able to represent reliable and simulation efficiently both electrophysiology of a cardiac cell and tissue organization.
prof. dr hab. Adam Sawicki, CFT PAN
Quantum entanglement from single particle information
Despite considerable interest in recent years, understanding of quantum correlations in multipartite finite dimensional quantum systems is still incomplete. I will consider a simple scenario in which we have access to the results of all one-particle measurements of such system. The aim is to understand how much information about quantum correlations is encoded in this data. It turns out that mathematically consistent way of studying this problem involves methods that are used in classical mechanics to describe phase spaces with symmetries. In this talk I will review these methods and show their usefulness to our problem.
prof. dr hab. Adam Miranowicz, UAM
Circuit-QED: Microwave photonics with superconducting quantum circuits
In the past 20 years, impressive progress has been made both experimentally and theoretically in superconducting quantum circuits, which provide a platform for manipulating microwave photons. This emerging field of circuit quantum electrodynamics (circuit-QED) has been driven by the observation of many new interesting phenomena. For instance, the interaction between superconducting quantum circuits and single microwave photons can reach the regimes of strong, ultra-strong, and even deep-strong coupling. Many higher-order effects, unusual and less familiar in traditional cavity QED with natural atoms, have been experimentally observed, e.g., giant Kerr effects, multi-photon processes, and single-atom induced bistability of microwave photons. These developments may lead to improved understanding of the counterintuitive properties of quantum mechanics, and speed up applications ranging from microwave photonics to superconducting quantum information processing [1]. In this talk, I will review experimental and theoretical progress in this rapidly developing field. [1] X. Gu, A. F. Kockum, A. Miranowicz, Y.-X. Liu, and F. Nori: Microwave photonics with superconducting quantum circuits, Physics Reports 718–719 (2017) 1–102.
prof. dr hab. Danuta Makowiec, IFTiA UG
Cellular automata approach to cardiac electrophysiology: a toy model or a generative proposition.
Structural modifications of cardiac tissue, caused by disease or/and aging, influence the performance of the heart contraction. Clinicians would like to discern early stages of the tissue impairment based on changes in heart rate. A heart rhythm of a person after heart transplantation is special because is significantly less influenced by autonomic nervous system - the main source of heart rhythm variability in healthy people. Therefore such a rhythm could provide evidences for arrhythmogenic processes developing in the cardiac tissue. The cellular automata model will be discussed, which simulates changes in the atrial tissue and observes effects of these changes on the heart rhythm. We will show that in such approach, we are able to represent reliable and simulation efficiently both electrophysiology of a cardiac cell and tissue organization.
prof. dr Luciano Rezzolla, Goethe University, Frankfurt (Main)
Binary neutron stars: Einstein's richest laboratory
I will argue that if black holes represent one the most fascinating implications of Einstein's theory of gravity, neutron stars in binary system are arguably its richest laboratory, where gravity blends with astrophysics and particle physics. I will discuss the rapid recent progress made in modelling these systems and show how the inspiral and merger of a binary system of neutron stars is more than a strong source of gravitational waves. Indeed, while the gravitational signal can provide tight constraints on the equation of state for matter at nuclear densities, the formation of a black-hole--torus system can explain much of the phenomenology of short gamma-ray bursts, while the the ejection of matter during the merger can shed light on the chemical enrichment of the universe.
prof. dr hab. Ewa Rondio, NCNR.
Neutrino Properties Determined in Oscillation Experiments
Neutrinos are the lightest of known subatomic matter particles in the set of building blocks of matter. In the Standard Model there are three types of neutrinos, associated with respective charged leptons. Prof. F. Reines who was the author of first experiment which detected neutrino said about them, that they are "the smallest part of reality ever invented by human". In the presentation experimental results proving specific features of neutrinos will be presented, as well as some information on neutrino sources and detection techniques. In general neutrino oscillations can occur only when the mixing parameters, including squere of mass difference, are non-zero. Therefore, observation of neutrino oscillations proves that neutrinos are not massless. With several experiments contributing, one can show that we know the oscillation parameters quite well. The most recent oscillation results from neutrinos and antineutrinos will be presented and also future long baseline oscillation projects in short and long time scale will be briefly mentioned.
dr Paweł Laskoś-Grabowski, IFT Uwr
Online algorithms for physicists
In the name of the field of online algorithms, "online" does not refer to computer networks, but instead to making decisions based on partial information, which is revealed only over time. Algorithms are primarily analysed in terms of their incurred cost (or, conversely, accumulated gain) and how it compares to an optimal offline (that is, omniscient or prescient) solution. As such, this situation is different from more traditional algorithm analysis, which focuses on time and/or space complexity. In this talk, I will provide a brief overview and introduction into online algorithms. I will introduce the central concept of competitiveness and walk through several typical problems, from toy examples to more realistic ones. The pretext for this talk is an article I co-authored, „Logarithmic price of buffer downscaling on line metrics” [arXiv:1610.04915], recently published in Theoretical Computer Science, which I hope to briefly cover, but which will by no means be the main focus of the talk.
prof. dr hab. Andrzej Królak, IMP
Gravitational wave astronomy - a new window on the Universe
I shall present first detections of gravitational wave signals from merging compact binary systems of black holes and neutron stars made by LIGO and Virgo detectors. I shall focus on the recent first detection of the gravitational wave signal from coalescence of two neutron stars and accompanying observations of gamma ray bursts and kilonova. I shall briefly describe the phenomenon of gravitational radiation in general theory of relativity. I shall explain basic principles of the laser interferometric gravitational wave detector. I shall present data analysis methods used in the detection of gravitational wave signals in the noise of the detectors. I shall present consequencies of the detections for fundamental physics and astronomy. I shall describe contribution of Polish scientists into this discovery.
dr Marcin Dąbrowski, PIB Wrocław, UiO Oslo
Computational Geology
I will first briefly introduce the physics behind both the natural and technological processes operating in geological media. Some of the geological processes evolve over millions of years and they cannot be directly reproduced in laboratory experiments. In our studies, we use computer modelling to understand how the natural processes lead to the formation of geological structures on various length scales, and how such structures may influence the technological processes. Rocks are strongly heteregeneous, often anisotropic, and typically non-linear materials. To gain some fundamental insights into the studied systems, we use simplified models and analytical solutions, and we resort to numerical methods to quantify the behavior of real complex systems. I will show a few examples of the relevant analytical solutions, and present some basic characteristics of our numerical approaches. Finally, I will give an overview of our modelling studies spanning a range of topics, from rock deformation modelling, suspension dynamics, thermochemical convection, to fluid flow in rock fractures.
prof. dr hab. Stanisław Drożdż, IFJ PAN
Multiscale correlations in narrative texts
A language constitutes a great complexity as it for language is especially true that ”more is different”. Thus, the most natural linguistic constracts to study quantitative characteristics of the linguistic complexity are sentences and their mutual arrangement in texts. Studying in particular the sentence length variability (SLV) in a large corpus of world-famous literary texts shows that it involves a cascade-like alternation of various lengths sentences such that the power spectra S(f) of thus characterized SLV universally develop a convincing 1/f-type scaling with exponents close to what has been identified before in musical compositions or in the brain waves. An overwhelming majority of the studied texts simply obeys such fractal attributes but especially spectacular in this respect are hypertext-like, "stream of consciousness" novels. In addition, they appear to develop structures characteristic of irreducibly interwoven sets of fractals called multifractals which indicates that the related long-range correlations carry even a nonlinear component. This points to a distinct role of the full stops recurrence times along texts in inducing the long-range correlations. Treated as one extra word, the full stops at the same time appear to obey the Zipfian rank-frequency distribution, however. Furthermore, it appears that, from a statistical viewpoint, all the punctuation marks reveal properties that are qualitatively similar to the properties of the most frequent words.
dr Marcus Bluhm, IFT UWr
Competing for perfection – Ultracold Fermi gases can be as perfect liquids as the superhot Quark-Gluon Plasma
The properties of ultracold atomic gases have been investigated with increasing attention in recent years. The possibility to easily control physical parameters and manipulate the atomic interaction strength makes these gases very attractive to better understand other strongly coupled quantum systems. For example, expansion experiments with trapped ultracold Fermi gases (UFGs) show a similar flow pattern of the matter as the one deduced from particle spectra measured in high-energy nuclear collisions. This leads to the conclusion that UFGs can form quantum fluids with similar properties as the superhot Quark-Gluon Plasma (QGP) created in the nuclear collisions. In this talk, the flow behavior of both UFGs and QGP will be confronted. By comparison with expansion data, the shear viscosity of strongly coupled UFGs will be deduced and shown to be comparably small with the QGP close to the lower bound imposed by the gravity – field theory duality. Interesting future directions (in both fields) will be discussed, which can help to reveal the astonishing similarities in these two quantum fluids.
dr Ewa Niemczura, IA UWr
Seven terrestrial planets around the nearby ultra-cool dwarf star TRAPPIST-1
Almost a year ago Michaël Gillon and collaborators (Nature 542,456–460; 2017) announced the discovery of a system of seven terrestrial planets around the ultra-cool dwarf star TRAPPIST-1. For many reasons this is an extremely interesting system. All the planets are tightly packed together and in orbital resonance. They have radii, masses, and densities close to those of the Earth, which means, they are so called terrestrial-type planets. Furthermore, their orbits inclination with respect to the observer allows to study their atmospheres and, eventually, to decide if they can be habitable. The TRAPPIST-1 system provides a planetary-scale laboratory, ideal for testing theories and models concerning planetary formation and evolution, atmospheres, interplanetary interaction and potential for habitability.
dr Tomasz Golan, UWr
Machine Learning for MINERvA Physics Reconstruction
There has been growing interest in machine learning methods in last years from both scientists and information technology companies. Mainly due to better access to big data and the development of parallel computations techniques using graphics processing units. The rapid development of algorithms, in particular those related to artificial neural networks, makes it possible to apply modern approach in data analysis. The methods becomes more and more popular in high energy physics. MINERvA is a neutrino experiment located at Fermilab. The unique design of the detector allows to measure cross sections on different nuclear targets. The crucial part of data analyses is the procedure of the events reconstruction. Recently, convolutional neural networks are used for the task. First results indicate the increase of an accuracy, comparing to standard reconstruction methods. During the seminar I will introduce briefly the MINERvA experiment and cover the basis of machine learning methods used for the vertex position reconstruction. It will be followed by preliminary results obtained for different nuclear targets.
prof. Jan Rafelski, University Tuscon
Something STRANGE is Flying Around
Are there compact ultra-dense objects (CUDOs) in the Universe? A few CUDO candidates are STRANGElet = fragments of neutron stars, dark matter bound objects, micro-black-hole. Could CUDOs have collided with solar system bodies and the Earth? If so: the high density of gravitating matter provides the distinct observable, the surface-penetrating puncture -- shot into, and even through, a moon or the planet. Only a fraction of the CUDO kinetic energy is damaging the entry/exit surface regions. For such exotic matter each planet or moon is a macroscopic detector accumulating signal over geological time scale. CUDOs maybe recognized by the coincident impactor hit with a singular high atmosphere volcanic eruption. Rocky objects in solar system accumulate impact scars for billions of years. Asteroid belt could harbor captured CUDOS.
prof. Peter Petreczky, BNL
Supercomputing the Matter at Extremes: From Hadrons to Quarks
At very high temperatures the strongly interacting matter is expected to undergo a transition to a new state, where the dominant degrees of freedom are quarks and gluons instead of hadrons. I will discuss this transition and the properties of the new form matter based on large scale numerical calculations within lattice regularized Quantum Chromodynamics (LQCD). In particular, I will discuss equation of state, Debye screening and fluctuations of conserved charges. I will show how the fluctuations of conserved charges can be used to understand the transition from hadrons to quarks. I will also compare the numerical LQCD results with pictcure based on weakly interacting gas of quarks and gluons.
dr Raúl González Jiménez, Ghent University
Modeling neutrino-nucleus interaction for neutrino-oscillation experiments
Neutrino properties have been investigated for more than 80 years. It has been firmly established that neutrinos oscillate and hence are massive particles. The oscillation parameters have been measured, but still one needs to determine the neutrino-mass hierarchy, the neutrino-mass absolute scale, and whether the neutrino is a Dirac or a Majorana particle. Also, investigation of charge-parity (CP) violation in the leptonic sector of the Standard Model is of fundamental importance for the construction of cosmological models. Today, huge efforts in both theoretical and experimental sides are made to achieve these goals. Inevitably, this ambitious scientific program meets challenges that slow down the process. The underlying problem is that the energy of the incident neutrino, which is a necessary input for the oscillation analyses, is unknown. The neutrino energy is reconstructed using the available experimental information and theoretical models. What complicates the reconstruction of the neutrino energy, and brings theoretical nuclear physics to the stage, is the fact that all present and future generations of neutrino-oscillation experiments use complex nuclei as target/detector material. I will present an overview of some theoretical approaches employed for the modeling of the main reaction mechanisms involved in the neutrino-nucleus interaction.
dr Tomasz Wasak, UW
"Quantum interferometry with ultracold atomic gases"
Creation of ultracold atomic ensembles triggered the studies of fundamental aspects of quantum mechanics. In manybody systems, the ability to generate non-classical correlations between atoms opened the possibility for their practical applications in non-trivial ways, for example in quantum computation or quantum-enhanced metrology. However, before the implementation stage, we must first make sure that the entanglement is present in the system, which is often a difficult task. In this talk, I will describe experiments that were conducted to verify existence of non-classical correlations in ultracold atomic systems. I will describe criterions by which the nonclassicality was certified, and how these measures are related to interferometry. In a special class of experiments, two groups of atoms are produced in which the non-classicality stems from indistinguishability between pairs of particles. I will show how these correlated pairs of atoms are generated, and how they can be used for quantum-enhanced interferometry or fundamental tests of quantum mechanics, like the violation of Bell's inequality.
dr Marcin Misiaszek, UJ
New results on solar neutrinos from Borexino
Solar neutrinos emitted by fusion reactions occurringin the Sun provide a unique and direct way to study theinterior of our star.The 50-year-long experimentaleffort to study solar neutrinos has been extremelyrewarding both in terms of solar physics, by confirmingthe Standard Solar Model (SSM) predictions, and interms of particle physics, by giving a substantial contribution to the discovery of neutrino flavour oscillations.The Borexino liquid scintillator (LS) neutrino observatory is devoted to performing neutrino observations, and is optimized for measurements in the low energy (sub-MeV) region of the solar neutrino spectrum. Borexino has performed the first direct, high-precision, wideband solar neutrino spectroscopy of the solar neutrino spectrums main components, including improving the knowledge of the CNO neutrino flux. Inthe presentation,the first simultaneous precision measurementof the interaction rates of solar neutrinos will be reported.
dr Mariusz Żaba, UO
Stany związane operatorów nielokalnych.
Procesy losowe z gaussowskim szumem były od dziesięcioleci intensywnie badane, począwszy od pionierskich prac Smoluchowskiego na temat ruchów Browna. Należą one do szerszej klasy procesów, o niezależnych i stacjonarnych przyrostach, nazywanych procesami Levy. Pojawiające się liczne przykłady eksperymentów, w których ewolucja jest wyraźnie niegaussowska, skłaniają do poszukiwania sposobów ich opisu, szczególnie na poziomie mikroskopowym. Jedną z takich metod jest tzw. ułamkowa mechanika kwantowa, gdzie zwykły Laplasjan zastępujemy pochodną ułamkową. Przedstawię sposoby rozwiązywania zagadnień spektralnych operatorów nielokalnych więzionych pewnymi potencjałami.
dr hab. Tobias Fischer, UWr
The origin of heavy elements in the universe
The production of elements heavier than iron in the universe poses sever challenges to the current understanding of explosive cosmic events. In particular during the early evolution of our galaxy, when the metal content known as metallicity was generally low, the explosions of massive stars was the major site, if not the only one. Even though the heaviest elements, e.g., Gold, Lead and even the actinide elements such as Uranium and Plutonium are robustly produced in the violent event of two merging neutron stars, they can have no contribution to the chemical enrichment of the galaxy at vanishing metallicity. It leaves the explosions of massive stars as only site, for which I will review in this talk our current picture of the associated synthesis of heavy elements, which canonically yields the production of elements with atomic numbers only up to 32<Z<50 such as Zirconium and Strontium. It emphasizes the puzzle of the observed enrichment of metal-poor stars with significantly heavier elements, while simultaneously pointing to a few rare events associated with massive star explosions that enriched the galaxy with these elements at low metallicity. Still today, their origin and nature is yet to be discovered.
prof. dr hab. Jakub Zakrzewski, UJ
Periodic driving as a tool towards a quantum simulator.
Cold atomic systems form a versatile, well controlled tools that enable modeling of different quantum phenomena. In that sense they fulfil the requirement for a quantum symulator as envisioned by Feynman – one may build up well controlled systems that model physical situations difficult to analyse by standard theoretical tools. I hope to show the examples where controlled periodic driving of cold opticla systems enables modelling of nontrivial topological models, fractional quantum Hall effect or dynamical gauge fields.
dr Pasi Huovinen, UWr
I can't believe it's fluid! - when fluid dynamics describes systems the size of atomic nuclei
We know fluid dynamics as a powerful description of the behaviour of macroscopic amounts of liquids and gases, but it turns out that fluid dynamics can describe even a droplet of fluid of the size of atomic nuclei - if the droplet of fluid consists of free quarks and gluons. In this talk I will review what such a state of free quarks and gluons, called quark-gluon plasma, is, how it is created in heavy-ion collision experiments, and how we use fluid dynamics to describe the evolution and properties of this plasma.
dr hab. Piotr Homola, IFJ PAN
Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory: new research possibilities in astroparticle physics
Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory (CREDO) enables a strategy for a global analysis of cosmic-ray data oriented on reaching the observational sensitivity to ensembles of particles of cosmic origin correlated in time: so-called cosmic-ray cascades. The CREDO approach defines a pioneer, although natural extension of a standard cosmic-ray research focused so far on single particles uncorrelated in time. Cosmic-ray cascades could be formed both within classical (e.g. products of photon-photon interactions) and exotic scenarios (e.g. result of decay of Super Heavy Dark Matter particles and subsequent interactions) and CREDO asks about the circumstances under which such phenomena can be observed. The spatial extent of some of cosmic-ray cascades that reach Earth might offer a unique signature detectable only with the cosmic-ray infrastructure taken as a global network of detectors, signature invisible for individual observatories. Thus the global approach to the detection of cosmic-ray cascades might be the only realistic option. The existing uncertainties about the available physics models at very high energies (photon structure, electrodynamics, space-time structure) as well as insufficient knowledge about the propagation mechanisms, makes one thinking on the CREDO research strategy like of a wide physics program rather than of a short-term project. A wide program requires a wide community of collaborators and that is why everybody is welcome to contribute to CREDO.
A public dissertation defense of mgr. Alexandr Dubinin
Thermodynamics of Mott dissociation of hadronic matter within a generalized Beth-Uhlenbeck approach
prof. Rene Brun, CERN
The NUONs model describing particles structures and their interactions
A new and non conventional model is proposed to describe particles properties. The fundamental unit is a NUON (neutrinos and electrons). All particles have 2 axial nuons around which N other nuons are rotating (eg N=3 for a muon, 4 for a pion, 32 for a Kaon, 64 for a proton). The geometry is dictated by pure Coulomb interactions and angular momentum. The masses of the particles is computed with high accuracy, as well as the magnetic moment and size. The proposed new proton structure has been tested in many configurations and different energies: -proton-proton elastic scattering from ISR to LHC energies -electron-proton and positron-proton deep inelastic scattering at HERA energies -proton-proton inelastic collisions with very accurate description of the kinematics and types of the generated particles and jets. The seminar will be given with the perspective and motivation of somebody who has spent most of his career in developing simulation or analysis tools for most experiments in High Energy or Nuclear physics and witnessed the development of the standard model and its success.
prof. Georg Wolschin, Univ. of Heidelberg
Spectroscopy in the quark-gluon plasma
Since the discovery of spectroscopy with solar light, the method has contributed to breakthroughs in physics. In the field of relativistic heavy-ion collisions, one may use it in an attempt to investigate the properties of the quark-gluon plasma that is being formed for very short times, and resembles the state of matter in the early universe. In particular, the spectroscopy of heavy mesons like charmonium and bottomonium is extremely sensitive to the properties of the surrounding quark-gluon medium, and is currently being used in experiments at the Large Hadron Collider. I present an overview of the physics goals, and a specific theoretical approach towards an interpretation of the results including recent predictions.
prof. dr hab. Piotr Jaranowski, UwB
Analytical relativity and the first direct detections of gravitational waves
After a short update on the first direct detections of gravitational waves being made by LIGO detectors, the crucial role of analytical relativity results for the successful detections and estimation of parameters of gravitational-wave signals coming from coalescing black-hole binaries will be explained. The adjective "analytical" means here methods that rely on solving explicit (that is analytically given) ordinary differential equations, contrary to full numerical relativity simulations. Among numerous analytical relativity results the emphasis will be placed on post-Newtonian approximations and on effective one-body approach to relativistic two-body problem.
prof. dr hab. Robert Alicki, UG
Interaction of a quantum field with a rotating heat bath
The linear coupling of a rotating heat bath to a quantum field is studied in the framework of the Markovian master equation for the field's non-unitary time evolution. The bath's rotation induces population inversion for the field's low-energy modes. For bosons, this leads to superradiance, an irreversible process in which some of the bath's kinetic energy is extracted by spontaneous and stimulated emission. We find the energy and entropy balance for such systems and apply our results to the theory of black hole radiation. The talk is based on the joint paper with Alejandro Jenkins http://arxiv.org/abs/1702.06231
Mr. Aleksandr Dubinin, IFT
Thermodynamics of Mott dissociation of hadronic matter within a generalized Beth-Uhlenbeck approach
We present an effective model for low-energy QCD thermodynamics which provides a microscopic interpretation of the transition from a gas of hadron resonances to the quark-gluon plasma by Mott dissociation of hadrons and compares results with data from lattice QCD simulations.We consider the thermodynamics of the Polyakov-loop extended Nambu–Jona-Lasinio (PNJL) model within the self consistent approximation scheme of the Phi-derivable approach.This allows us to obtain the Generalized Beth-Uhlenbeck (GBU) equation of state.Our approach goes beyond the mean-field description of quark matter by taking into account hadronic correlations as well as their backreaction on the propagator of constituents.The next step in our work is to include more hadronic degrees of freedom than just the low-lying pseudoscalar mesons.For that purpose,we discuss a model for the generic behavior of hadron phase shifts at finite temperature which shares basic features with recent developments within the PNJL model for correlations in quark matter.This model is defined by the temperature dependence of hadron masses and widths as well as for their corresponding continuum thresholds.We also discuss the occurrence of an anomalous mode for mesons composed of quarks with unequal masses which is particularly pronounced for positive kaon (K+) and kappa states at finite densities.It may serve as a possible mechanism to explain the "horn effect" for the K+/pi+ ratio in heavy-ion collisions.
prof. dr Kei Kotake, Fukuoka Univ.
Exploding stars with supercomputers and multi-messenger probes of the supernova engine
A massive star of at least 10 times the mass of our sun ends its life in the most energetic explosion of the modern universe,known as supernova. The nearest one,SN1987A, occurred in the Large Magellanic cloud on February 23rd 1987,where cosmic neutrinos were detected for the first time.It was awarded the Nobel Prize in 2002 which opened up the new field of neutrino astronomy.Supernovae are also at the frontier of yet another novel epoch, the age of gravitational-wave astronomy,with the first detection of gravitational waves from binary black hole mergers announced by the LIGO collaboration in 2016.The next generation of detectors is expected to yield gravitational waves also from supernovae.Significant progress has been made in supernova theory during the past three decades,aiming at the fundamental question:What is the mechanism that drives the explosion?In order to unambiguously address this question,perform large-scale numerical studies are required.Using some of the world-biggest supercomputing facilities,supernova modelers are now reporting on some success.In my talk I will discuss the state-of-the-art of this field and illuminate future directions of fundamental supernova research,which relate to multi-messengers observation: the simultaneous analysis of neutrino signal,as well as gravitational and electromagnetic waves.It is indispensable that these signatures will reveal the secrets of the central supernova engine,that is otherwise hidden deep inside a massive star.
prof. dr, dr h.c. Helmut Satz, Univ. of Bielefeld
Thermal Multiparticle Production as Hawking-Unruh Radiation
High energy collisions lead to multihadron production. The abundances of the produced hadrons are in accord with emission by a thermal source of a universal temperature, even when the number of hadrons hardly justifies a thermal description. We show that tunneling through the confinement horizon justifies thermal behavior as the QCD analog of Hawking-Unruh radiation.
prof. dr hab. Marek Kuś, CFT PAN
Beyond quantum mechanics
Quantum mechanics is quite resistant to “small improvements". Variousattempts to replace it with a corrected (vis. “better") theory seem to run into troublesproducing results contradicting with experimentally established. Abandoning thus an elusive and hardly desirable idea of improving quantum mechanics, or replacing it with something “better”, it is tempting to understandhow itdifferentiates from other “possible theories” fulfillingsome general principles (like e.g. causality). I will show how to approach the problem from the logical point of view, exhibiting the exceptional position of quantum mechanics in comparison with classical mechanics and other possible causal theories with respect to such fundamental features as uncertainty relations and the existence of entangled states. Both properties are extremely important from the point of view of“ontological promises" offered by quantum mechanics. The quantum world is not only epistemically random (any apparent random dynamical behavior is caused by lack of knowledge of exact values of observables, like in classical physics), but intrinsically (ontologically) probabilistic.
prof. dr hab. inż. Arkadiusz Wójs , PWr
Fractional skyrmions in quantum Hall systems
The talk will review the physics of skyrmions formed in ferromagnetic quantum Hall states of 2D electrons in a high magnetic field. They carry electric charge, angular momentum, and massive spin. Their emergence as low energy charged quasiparticles in a ferromagnetic ground state causes depolarization and supports spin-flip excitations with energies below the single-electron spin splitting which can be probed by Raman spectroscopy. Skyrmions have also been predicted in ferromagnetic fractional quantum Hall (FQH) systems, such as Laughlin incompressible liquid at the Landau level filling factor ν=1/3. Understanding of the FQH effect involves exotic emergent topological particles, such as fractionally charged quasiparticles, composite fermions (CFs), nonabelian anyons, or Majorana fermions. In particular, incompressibility and the excitation spectrum of the many known FQH ground states is underlied by the formation of essentially free CFs from strongly correlated electrons – through binding of pairs of vortices of the many-electron wave-function as a result of Coulomb interaction in a degenerate Landau level. As fractional quantum Hall states of electrons correspond to integral quantum Hall states of CFs, fractional skyrmions emerge as topological spin textures in the CF ferromagnets. Owing to different form and reduced energy of effective CF interaction, the hypothetical fractional skyrmions are fragile objects, easily suppressed by even fairly weak Zeeman effect.
prof. dr hab. David Blaschke, IFT UWr
50 years discovery of pulsars – precise probes of space, time and matter under extreme conditions
I give an introduction to the fantastic properties of pulsars, cosmic “lighthouses” that were discovered in 1967 by Jocelyn Bell, a young PhD student at that time, by studying signals obtained from a newly constructed radio telescope. Soon after this discovery it became clear that these regular radio signals came from fastly rotating neutron stars, objects that were anticipated by Lev Landau even before the discovery of the neutron in 1932 and described as possible remnants of supernova explosions by Baade and Zwicky in 1934. Meanwhile more than 2500 pulsars are known and in this seminar I will describe some of them which have most remarkable properties that allow us to measure the structure of space-time in our cosmic neighborhood and to better understand the matter under extreme conditions of high densities and strong fields in their interiors. Those conditions we shall recreate for short moments of time in heavy-ion collision experiments of the third generation which are under construction at NICA in Dubna and FAIR in Darmstadt.
prof. dr hab. Włodzimierz Stefanowicz, IF UO
Fractional quantum mechanics and confining potentials for Levy flights.
Levy flight is non-Gaussian stochastic process having probability density function (PDF) slowly (as compared to Gaussian) decaying at infinities. This yields the divergent second moments of corresponding PDF. To make Levy flights be usable in real physical systems, we need to make their higher moments existent. For that suitably tailored (dictated by specific physical problem) external potentials are used. Here we discuss different confining mechanisms, met in real physical systems. One of them is so-called fractional quantum mechanics, when ordinary Laplacian in the Schrodinger equation is substituted by the fractional derivative. We discuss the method of solution of fractional quantum mechanical problems.
prof. dr hab. Tomasz Dietl, IF PAN
Spin dynamics in magnetic nanostructures: quantum vs. semiclassical approach
A number of quantum models and corresponding numerical diagonalization procedures have been proposed to describe spin dephasing of an electron injected to a quantum dot containing typically 103 to 106 nuclear magnetic moments. These theoretical studies have revealed many unanticipated behaviors assigned to the quantum nature of the bath spins [1]. A question then arises whether it is justified to describe spin dynamics of spintronic devices (having now diameters down to 11 nm) us¬ing semiclassical approaches, in which injection of electron spins is treated quantum mechanically but spin dynamics is described by using the essentially classical Landau-Lifshitz-Gilbert equation. In our work [2] we provide a formalism suitable to describe experimental results in a wide parameter space, allowing also to benchmark various implementations of quantum theory. Our approach to this central spin problem is also suitable for examining dissipation-less dynamics of confined superconductors and ultra-cold gases. [1] A. Faribault and D. Schuricht, Phys. Rev. Lett. 110, 040405 (2013), and references therein. [2] T. Dietl, Phys. Rev. B 91, 125204 (2015).
prof. dr hab. Krzysztof A. Meissner, UW
Conformal anomalies
We argue that the presence of conformal anomalies in gravitational theories can lead to observable modifications to Einstein’s equations via the induced anomalous effective actions, whose non-localities can overwhelm the smallness of the Planck scale. The fact that no such effects have been seen imposes strong restrictions on the field content of possible extensions of Einstein’s theory: all viable theories should have vanishing conformal anomalies. It turns out that a complete cancellation of conformal anomalies in D = 4 can only be achieved for N-extended supergravity multiplets with N > 4, as well as for M theory compactified to four dimensions.
prof. dr hab. Dariusz Kaczorowski, INTiBS PAN
Rare-earth based half-Heusler phases: from thermoelectrics to topological insulators
Half-Heusler (HH) phases of the general compositions XYZ, where X and Y stand for d- or f-electron transition metals and Z denotes a p-element, form a large family of materials characterized by a variety of different physical and chemical properties, useful in many applications, e.g. in spintronics and green energy harvesting. Due to theirremarkable multifunctionality, easily tunable by small modifications in composition, morphology or external factors,HHphases are commonly called „materials with properties on request”. Recently, new interest in studying rare-earth bearing HHphases was ignited by theoretical predictions of the formation in some of them of nontrivial topological surface states, which results in various unconventional physical phenomena, basically driven by Rashba-typespin-orbit interaction. The combination of non-trivial topology, superconductivity and long-range magnetism makes the HHphaseshighly interesting in regard to novel functionalities, advantageous in quantum computing and/or magnetoelectronics. In this talk, we shall briefly review our own contribution to the blooming subject of rare-earth based HHcompounds. The main focus will be put on (i) their performance as promising thermoelectric materials, as well as (ii) the emergence of superconductivity and long-range magnetism in a few phases considered as putative topological insulators or Dirac/Weyl semimetals.
prof. dr hab. Andrzej Drzewiński, UZ
Exotic Matter, pastries and the Nobel Prize in physics
It is said that matter can exist in one of three states, as a gas, liquid or solid, and the passage from one state to another occurs through a process called phase transition. But when one considers the matter formed in the shape of thin layers or wires, and strongly cooled, there is a whole collection of exotic states: superfluids, superconductors or magnets with the hidden order. In order to explain these unusual phenomena David Thouless, Duncan Haldane and Michael Kosterlitz have adapted to physics interesting methods belonging to the area of mathematics called topology. The object of its interest is the property of bodies that remain unchanged even under the deformation of objects. We can bend and squeeze them but tearing into parts or gluing is not permitted! The most interesting is that the properties of abstract shapes can be exploited to describe how very cold atoms and electrons behave. For example, they allowed physicists to show that in low temperatures certain properties of a very thin sheet that can conduct electricity should change in integer steps which is typical for properties rooted in topology. Other aspects of topology used to describe collections of many particles are still under development and widely studied.
prof. dr hab. Paweł Machnikowski, PWr
Culomb interactions in quantum dots
After a brief introduction into the most essential physical properties of self-assembled quantum dots (QDs) I will discuss how Coulomb interactions between carriers confined in QDs can be described and classified on the mesoscopic level. Starting from the envelope function approximation, which is the most commonly used theoretical method for the description of carrier states in this kind of semiconductor nanostructures, I will describe the general framework of mesoscopic expansion, which is a natural tool for the theoretical analysis of Coulomb couplings. Within this framework, I will discuss recent results concerning the manifestation of Coulomb effects in differential transmission spectra, the Förster transfer of excitation between the QDs, Coulomb-induced transitions between states with different numbers of electrons and holes (Auger relaxation and impact ionization), and two-particle resonances in coupled quantum dots.
prof. Marek A. Abramowicz, Göteborg University
Ringdowns and Afterglows czyli Podzwonne i Poświaty
I will discuss how LIGO/Virgo obserwations of the wave fronts in the last moments of a gravitational wave event (ringdowns), and observations of electrodynamical follow-up of these events (afterglows) may help to constrain (reject) some models of quantum alternatives to black holes.
dr hab. Mirosław R. Dudek, prof. UZ
Shape memory in magneto-auxetics
A novel class of metamaterials having magnetic insertions embedded within a non-magnetic auxetic matrix is under discussion. It is shown that such systems can exhibit a series of anomalous properties which include tunable Poisson’s ratio as well as ferromagnetic and shape memory behaviour. Recently, the magnetocaloric effect (MCE) exhibited by magneto-auxetic systems in the vicinity of room temperature was discussed. Some features, like the system negative thermal expansion property for shape recovering was presented.
Dyrekcja IFT
Spotkanie Pracowników IFT
Dyrekcja IFT zaprasza wszystkich pracowników naukowo-dydaktycznych Instytutu na spotkanie w dniu 18 listopada br. około godz. 13.00 (po posiedzeniu Rady Instytutu). Celem spotkania będzie: 1. wręczenie nagród Rektora UWr za działalność naukową, organizacyjną i dydaktyczną w 2015 r. 2. szkolenie na temat wypełniania wniosków grantowych do NCN prowadzone przez osoby uczestniczące w przeszłości w pracach paneli oceniających. Przewidywany czas trwania ok. 60 minut.
prof. dr hab. inż. Arkadiusz Wójs , PWr
Fractional skyrmions in quantum Hall systems
Seminarium profesora Arkadiusza Wójsa zostało przeniesione na późniejszy termin z powodu ceremonii pogrzebowych Profesora Zygmunta Galasiewicza, które zostały zaplanowane na dzień 4 listopada, początek ceremonii o godzinie 13.00.
dr Chihiro Sasaki, prof. UWr
Probing the QCD phase transition with fluctuations and correlations
Modifications in magnitude of fluctuations for different observables are an excellent probe of a phase transition or its remnant. In particular, fluctuations related to conserved charges carried by light and strange quarks play an important role to identify the QCD chiral crossover and deconfinement properties. We give a brief overview of hot/dense QCD and the phase structure.
dr Armen Sedrakian
Phase diagram and BCS-BEC crossover in polarized fermionic quantum systems
I will discuss the physics of a broad class of systems, which include ultra-cold gases, nuclear systems, QCD matter at finite $mu$, under spin or isospin polarization. This will include the phase diagram of homogeneous and inhomogeneous superfluid phases, BCS-BEC crossovers, and critical points. The current status of experimental searches for the phase of the fermionic matter with ultra-cold gases and in neutron stars will be discussed.
dr hab. Krzysztof Graczyk
Bayesian Inference in Investigation of Lepton-Nucleon Interactions
The subjective review of the Bayesian methods adapted to study the lepton-nucleon scattering will be presented. The main attention will be focused on the neural network approach and its adaptation for study the proton radius problem and two-photon exchange physics (ep scattering). Bayesian methods allow one to control the impact of initial model assumptions on the results of the investigation, to classify quantitatively various physical hypothesis.
Seminarium odwołane z powodu wycofania się referenta
.
mgr Marek Miller
Positive maps and the problem of entanglement detection
Positive maps on operator algebras, specifically on matrix algebras, are extremely useful mathematical tools in the study of entanglement in quantum information theory. A surprising correspondence between positive maps and the so-called entanglement witnesses, i.e. observables that in principle could facilitate detecting entanglement of a quantum state, was established in 1990s and since then, it has been the starting point in any attempt to solve the non-trivial problem of deciding whether a density matrix of a composite quantum system exhibits entanglement. In my talk, I will focus on trying to formulate that problem precisely, as well as presenting generally known answers to it and my own results in this matter that I have been working on during my graduate studies.
Seminarium odwołane z powodu święta - Boże Ciało
.
Seminarium odwołane z powodu spotkania wyborczego do Rady Wydziału
.
mgr Mariusz Adamski
Critical Scaling of Quantum Fidelity
Quantum fidelity was first introduced in the field of quantum information processing. It has been postulated to be also useful in the study of the properties of quantum critical points. Scaling laws have been derived, which promise a simpler alternative to established, but cumbersome methods. In this talk I will show some results of practical application of fidelity approach to the case of a two dimensional exactly diagonalizable fermion model, with the aim to verify and compare the performance of this method to the traditional approach.
dr Pasi Huovinen
The hunt for (almost) perfect fluid
The fundamental building blocks of matter, quarks and gluons, are always confined to form hadrons. However, we expect that in extremely large temperatures and densities this confinement would be broken and quarks and gluons would move freely forming so called quark matter or quark-gluon plasma. It is believed that such a state of matter did exist a few milliseconds after the big bang, and that it has been recreated in ultrarelativistic heavy-ion collisions of large nuclei in the experiments at Brookhaven National Laboratory and CERN. It looks like that the matter created in these collisions has extraordinary properties like such a low kinematic viscosity that it has been described as perfect fluid. In this talk I will describe how we have come to believe that quark-gluon plasma has been created in the heavy-ion collisions, and our attempts to evaluate its hydrodynamical properties.
Seminarium odwołane z powodu wycofania się referenta
Dr. Manuel Krämer (IF USz)
Quantum cosmology and applications of the Wheeler-DeWitt equation
The unification of quantum theory and gravity is one of the most crucial open problems in physics. It is necessary to have a theory of quantum gravity in order to consistently describe Nature and to resolve singularities that are inherent in General Relativity. Several approaches to a theory of quantum gravity have been developed, but in order to ultimately decide which approach describes Nature best, we need testable predictions. A promising scenario to look for such effects is the highly energetic inflationary phase in the very early universe, which can be studied within the framework of quantum cosmology. Furthermore, quantum-cosmological models also serve as a mathematically simpler testbed to study conceptual questions of quantum gravity. In this talk, I will give an introduction to a rather conservative approach to quantum cosmology based on a canonical quantization that leads to the Wheeler-DeWitt equation. I will present how this approach has been applied to study whether quantum-gravitational corrections to the power spectra of inflationary perturbations can be observed in the Cosmic Microwave Background and whether singularities that appear in classical cosmology can be resolved.
dr Michał Eckstein (Instytut Fizyki UJ)
The noncommutative geometry of fundamental interactions
Noncommutative geometry a la Connes offers a new perspective on models of particle physics. It provides a geometrical dressing for the Standard Model along with new, concrete predictions. I will present the rudiments of Connes theory and provide an outlook into the possible applications. I will complement the general theory with a brief discussion of my own results concerning the causal structure.
prof. dr hab. Ziemowit Popowicz
Weak solutions - peakon equations
The Fermi-Pasta-Ulam (FPU) problem gave birth to the investigation of soliton theory. The complete integrability of soliton systems explains also the FPU problem. I present in my talk the completely integrable systems with the weak solutions. I discuss the so called peakon equations: Comassa-Holm, Degasperis-Procesi, Novikov, and their different generalizations.
Wielki Piątek - nie ma seminarium
.
dr Arkadiusz Błaut
First direct detection of a gravitational wave
On 14 September 2015 gravitational waves have been detected for the first time by the two LIGO detectors in Hanford, Washington, and Livingston, Louisiana US. The strong signal was generated by the collision of two black holes 1.3 billion years ago. I will present the discovery giving first an introduction to the gravitational waves physics and methods of their detection.
dr Thomas Klähn
Quarks in Compact Stars - Truth or Fiction?
The equation of state (EoS) is one of the keys to understand observational data from supernovae and compact stars. The intrinsic connection between the macroscopic structure and evolution of these objects and the underlying fundamental interactions between the constituent particles on the microscopic level challenges our understanding of nature on both scales. During the presentation a brief overview of constraints on the EoS from terrestrial experiments, astrophysical observations, and theoretical considerations is given. The extreme densities that can be reached in the core of compact stars give reason to the assumption that in this domain hadrons might dissolve and a deconfined quark gluon plasma forms. The second part of the presentation discusses resulting questions: How do we describe deconfined quarks and deconfinement? Do our quark matter models agree with observational data? Can we decide whether quark matter in compact stars is a reality?
Prof. Yudai Suwa (Kyoto University and Max-Planck Institute for Astrophysics, Garching)
From supernovae to neutron stars
A core-collapse supernova is the generation site of a neutron star as well as one of the largest explosions in the Universe. In this talk, I will show our recent results from multi-dimensional neutrino-radiation hydrodynamics simulations, especially focusing on neutron star formation.
Dr. Stijn van Tongeren (Uniwersytet Humboldta, Berlin)
Kappa-Poincare symmetry in string theory and AdS/CFT
The kappa-Poincare algebra is a deformation of the Poincare algebra that has been intensively studied over the last decades as a possible structure arising out of quantum gravitational effects. I will discuss how this type of symmetry algebra appears in a different context, namely string theory and the AdS/CFT correspondence. Here kappa-Poincare type algebras turn out to describe the symmetries of strings that are related to strings moving in anti-de Sitter backgrounds by a double Wick rotation. These strings play an important role in advanced tests of the AdS/CFT correspondence. My talk will consist of two parts. I will begin my talk with an introduction to the AdS/CFT correspondence and strings in anti-de Sitter backgrounds. The strings we will consider turn out to be integrable, a feature which allows us to compute their exact spectra. This requires us to consider their double Wick rotated versions, however, which turn out to be strings in different backgrounds. Having established these models, I will discuss how to deform them to realize quantum algebra type symmetries. In a special limit these quantum algebras become kappa-Poincare type algebras, while the models themselves become the models describing our double Wick rotated strings.
prof. dr hab. Zbigniew Haba
Kosmologia i termodynamika ****** Cosmology and thermodynamics
Omówię zastosowanie termodynamiki i fizyki statystycznej do opisu ewolucji Wszechświata i wynikające stąd wnioski. Przedstawię model opisujący ewolucję Wszechświata za pomocą funkcji rozkładu prawdopodobieństwa w przestrzeni fazowej ciemnej materii. ****** Application of thermodynamics and statistical physics to a description of the Universe evolution and resulting conclusions thereof will be described. A model representing this evolution by means of the dark matter phase space distribution will be discussed.
prof. dr hab. Jerzy Lukierski
Quantum Deformations of Space-Time and Deformations of String Backgrounds
The aim of my talk is threefold: 1) To recall the appearance of noncommutative space-time ("quantum space-time") in context of quantization of gravity. 2) To show the use of classical r-matrices defined for space-time symmetry algebras for the classification of possible quantum space-times. 3) To employ the classical r-matrices to the description of deformations of dynamical models, in particular: -- a) in field theory - to the introduction of star-product multiplication of deformed fields, -- b) in string theory - to the deformation of string actions represented as two-dimensional sigma models (deformed string actions <- -> Yang-Baxter sigma models). The aims 2) and 3) were investigated in three publications which appeared in October and November 2015 (arXiv:1510.09125, arXiv:1510.03083, arXiv:1511.03653).
Seminarium odwołane z powodu wycofania się referenta.
The seminar is canceled due to the speaker's withdrawal.
mgr Aneta Wojnar
Inflationary cosmology with Chaplygin gas in Palatini formalism
We present a simple generalisation of the LCDM model which on the one hand reaches very good agreement with the present day experimental data and provides an internal inflationary mechanism on the other hand. It is based on Palatini modified gravity with quadratic Starobinsky term and generalized Chaplygin gas as a matter source providing, besides a current accelerated expansion, the epoch of endogenous inflation driven by type III freeze singularity. The dynamics is reduced to the 2D sewn dynamical system of a Newtonian type. For this aim we use dynamical system theory. We classify all evolutional paths in the model as well as trajectories in the phase space. We demonstrate that the presence of a degenerate freeze singularity (glued freeze type singularities) is a generic feature of early evolution of the Universe.
prof. Ludwig Schultz, Institute of Metallic Materials, IFW Dresden
Superconducting Levitation - physics and applications
prof. Marek Abramowicz (Physics Department of Goeteborg University)
Astrophysical black holes, large and small
I will review the observational evidence for the existence of "stellar mass" and "supermassive" black holes.
dr Chihiro Sasaki, prof. UWr (IFT)
The phase structure of Quantum Chromodynamics
The studies of the QCD phases and thermodynamics at finite temperature and baryon density is of crucial importance in heavy-ion phenomenology. We will give a brief overview on QCD thermodynamics including recent developments from lattice QCD and effective theory approach. The following selected issues will be discussed; interplay between confinement and dynamical chiral symmetry breaking, hadrons near chiral symmetry restoration, correlations between light and heavy flavors.
dr hab. Marek Mozrzymas
Application of majorisation in Quantum Information Theory
A recent results in Quantum Information Theory have shown that majorisation is a powerful and efficient tool in this theory. The usefulness of majorisation in Quantum Information Theory is a consequence of the relation between the majorisation relation and the unitarity, which plays a fundamental role in Quantum Mechanics. In this review lecture I would like to introduce the concept of majorisation and to present some examples of application of majorisation in Quantum Information Theory. In particular I would like to show what are the connections between entatnglement and majorisation and some applications of majorisation in the domain of local transformations of bipartite states.
.
Święto Uniwersytetu - seminarium odwołane
Dr hab. Tomasz Zaleski, INTiBS Wrocław
Polish "Nobel Prize" 2015: ultracold atoms. Spectroscopy of ultracold bosons in optical lattices.
Ultracold, trapped atoms are model systems allowing for direct observation of quantum many-body effects. They are of high importance not only for understanding of physics of solids, but also quantum optics, while finding many applications, e.g. in metrology. Owing to precise measurements and direct relation between theoretical description and experimental settings, they are also a perfect tool for validating models and approximations used to describe them. During my talk I will present a method of determining interatomic correlations and calculating dynamic structure factor of ultracold bosons, which can be measured using Bragg spectroscopy. This method uses a pair of laser beams to directly transfer energy and momentum to ultracold atoms allowing for studies of excitation spectra, similarly to angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) widely used in investigations of solid-state systems.
prof. dr hab. Jan Sobczyk
Nobel Prize in Physics 2015
I will review neutrino oscillation studies that were awarded by the 2015 Physics Nobel Prize.
prof. dr hab. Piotr Kosiński (Uniwersytet Łódzki)
"Egzotyczna" symetria Poincare ****** "Exotic" Poincare symmetry
Reguły transformacji stanów cząstek ze spinem wykazują pewne osobliwości, jeżeli do zbioru zmiennych dynamicznych dołączymy, oprócz pędu i spinu, również współrzędne przestrzenne. Okazuje się jednak, że możliwy jest spójny i zgodny z "ortodoksją" opis tych, w pewnym sensie pozornych, osobliwości. ******* Transformation properties of particles with spin exhibit some peculiarities if one includes coordinate variables. However, it appears that the consistent description of these "exotic" transformations is possible.
dr Janusz Miśkiewicz
Analiza korelacji krzyżowych układów złożonych ******* Cross-correlation analysis of complex systems
Wynikiem pomiaru ewolucji układu jest szereg czasowy. W przypadku układu złożonego jego ewolucja jest opisywana przez nie jeden a wiele szeregów czasowych. Co ważniejsze, wzajemne oddziaływanie elementów składowych znajduje swe odzwierciedlenie w korelacjach krzyżowych szeregów czasowych. W referacie przedstawiony zostanie problem analizy korelacji krzyżowych układów złożonych w ekonofizyce. Istotnym elementem, który wpływa na stosowane tu metody, jest rozmiar układu. W rezultacie analiza korelacji krzyżowych składa się z dwóch etapów: analizy korelacji pomiędzy szeregami i badania otrzymanej macierzy korelacji. W referacie zostaną przedstawione zarówno metody standardowe jak i opracowane przeze mnie w toku prowadzonych badań. ******* The evolution of a system is recorded in as a time series. In the case of a complex system its evolution is described by more than one time series. More importantly, the interactions of the subsystems are reflected by the cross-correlations of time series. In the seminar the problem of cross-correlation analysis in econophysics will be presented. The important element which affect the analysis here is the size of the system. As a result, the cross-correlation analysis is divided into two stages: analysis of the correlation among the series and the study of the correlation matrix. The standard approach will be compared with chosen alternative methods.
prof. dr hab. Detlef Hommel (IFD)
Solid State Lighting - energy saving on a global scale: for environment and consumers
The invention of blue InGaN/GaN light emitting diodes (LEDs) by Shuji Nakamura in 1993 was a breakthrough for the development of white LEDs for global lighting. In a first part the historical situation at the beginning of the 90's will be reviewed followed by a more detailed desciption of achievements by the three last year Nobel Prize winners in Physics. Whereas Profs. I. Akasaki and H. Amano developed the physics of the Group-III nitrides Prof. S. Nakamura found not only the practical solutions for p-doping but also invented InGaN quantum wells as active Region. In a second part the principles of white light emission will be discussed as well as energy saving potencial of SSL (solid state lighting). Finally an outlook of future developments and challanges will be given.
Pan Dziekan zaprasza
Uroczysta immatrykulacja studentów Wydziału Fizyki i Astronomii
O 12.00 spotykamy się w Auli Leopoldinum na uroczystej immatrykulacji naszych studentów. Uroczystość potrwa do godz. 13. W tym czasie są też ogłoszone godziny dziekańskie.
Prof. Pawel Danielewicz (Michigan State University, East Lansing, USA)
Symmetry Energy: from Nuclei to Neutron Stars
Symmetry energy quantifies the changes in nuclear energy when isospin grows away from zero, at finite baryon number. Knowledge of the symmetry energy is critical when extrapolating from nuclei to neutron stars. Charge invariance of nuclear interactions implies that the dependence of energy on isospin is primarily quadratic. Relying on the charge invariance, we examine nuclear excitation energies to the isobaric analog states of ground states of other nuclei in the same isobaric chain. In this fashion we are able to extract symmetry-energy coefficients on a nucleus-by-nucleus basis. The coefficients turn out to have a strong mass dependence that can be tied to different contributions from different densities in nuclei with different mass. In consequence, we are able to deduce constraints on the symmetry energy in nuclear matter, as a function of density. Those constraints are narrow at subnormal densities, but spread out at normal density and above. Plans to constraint the symmetry energy at supranormal densities, using charged pion yields are discussed.
seminarium 5 czerwca odwołane
.
Na wniosek referenta seminarium IFT dnia 5.06.2015 zostało odwołane. Planowany referat odbędzie się w innym terminie.
mgr Tomasz Trześniewski
The deformed Carroll particle from 3d gravity
Classical gravity in 2+1 dimensions can be formulated as the Chern-Simons theory with a local isometry group as the gauge group. Point particles may be coupled to this theory in a natural way. In principle one can then integrate out the gravitational degrees of freedom and obtain the effective particle action but in the case of de Sitter space it is rather difficult. On the other hand, de Sitter gauge group locally factorizes into the Lorentz group and the group AN(2). For vanishing cosmological constant, corresponding to the flattening of the AN(2) component one recovers a particle in flat spacetime and with the momentum space given by the Lorentz group. It turns out that if one instead flattens the Lorentz component it leads to the ultrarelativistic particle solution, known as the Carroll particle but with the AN(2) momentum space. Interestingly, the AN(2) group is related to the three-dimensional kappa-Poincare algebra, a well-studied example of deformations of relativistic symmetries which hypothetically arise in the quantization of gravity.
dr Robert Falewicz (Instytut Astronomiczny UWr)
Numeryczne modelowanie mechanizmów transportu i deponowania energii w rozbłyskach słonecznych
Mechanizmy transportu i deponowania energii w rozbłyskach słonecznych są zbadane jedynie fragmentarycznie, choć ich zrozumienie jest niezwykle istotne dla rozwiązania takich zagadnień jak: bilans energii rozbłysków słonecznych, prognozowanie ich klasy i widma emisji, prognozowanie pogody kosmicznej, a nawet wpływu aktywności słonecznej na zjawiska geofizyczne. Z uwagi na złożoność i wzajemne powiązanie procesów fizycznych zachodzących w rozbłyskach słonecznych, bardzo trudno opisać je w sposób analityczny. Wykorzystanie modelowania numerycznego w oparciu o parametry obserwacyjne rozbłysków umożliwia zbadanie procesów zachodzących podczas rozbłysków, zrozumienie ich własności a także, sprawdzenie poprawności zastosowanych modeli i otrzymanych rozwiązań. Podczas referatu przedstawię różne podejścia i strategie, jakie można zastosować do modelowania, zaprezentuję także wyniki prób odtworzenia parametrów fizycznych realnych rozbłysków słonecznych oraz wnioski jakie można otrzymać na ich podstawie.
dr Pok Man Lo (IFT)
Phase Diagram of QCD
A brief and biased overview of the QCD phase diagram is presented from two perspectives: (1) confinement, and (2) spontaneous chiral symmetry breaking. The first part chiefly consists of a quick summary of recent lattice computations related to confinement while the second examines the ideas of dynamical mass generation in the context of strong interaction. The connection between symmetry breaking and phase transition will be explored. Finally, I comment on how a detailed study of the phase transition from hadronic matter to a plasma of deconfined quarks and gluons, can improve our understanding of the cooling history of the early Universe.
dr Janusz Szwabiński
Physics of food webs
Combining physics with ecology may seem strange at first sight. Ecology is dealing with the structure and the functioning of ecosystems. In contrast, physics is perceived as a science branch being quite successful in the description of the building blocks of matter. However, there are some similarities between these two disciplines. For instance, they both deal with systems consisting of many interacting elements and employ similar mathematical methods. As a result, interdisciplinary studies at the intersection of these two fields are more and more popular. After a short introduction into ecology, in this talk I will present some results of my recent studies on food webs and their stability.
Dr. Craig Heinke (University of Alberta, Canada)
Using Thermal Emission from Neutron Stars to Constrain their Interiors
Thermal X-rays from the surface of neutron stars reveal crucial information about the surfaces and interiors of these dense stars. I will explain our understanding of thermal emission from low-magnetic-field neutron stars. I will give illustrations of how we can use this thermal emission to understand the cooling of young and old neutron stars, including the Cas A neutron star (which seems to show evidence of a superfluid transition in its core). Finally, I will discuss efforts to constrain the neutron star radius, through studying thermonuclear flashes, and from studying quiet neutron stars between accretion episodes in globular clusters, including new results.
Dr. Giacomo Rosati
Relative locality at the Planck scale
In this seminar I introduce the possibility for the notion of absolutness of locality to be relaxed at the Planck scale, the scale at which quantum gravity effects are supposed to be relevant. Several approaches to quantum gravity suggest that, at such scale, spacetime should exhibit some nontrivial structure, and that relativistic symmetries should be modified. Relativity of locality is a general feature for theories with deformed relativistic symmetries, in which the scale of deformation (the Planck scale) plays the role of a relativistic invariant, and no preferred frame exists.
prof. dr hab. Jacek A. Majewski (Wydział Fizyki UW)
Inżynieria chemiczna własności fizycznych grafenu
Grafen stał się w ostatnich latach szeroko badanym materiałem o rozległych perspektywach różnych zastosowań. Niezwykłe własności elektryczne i elastyczne grafenu czynią go obiecującym kandydatem do stworzenia przyszłościowej elastycznej elektroniki, niemniej jednak na przeszkodzie stoi zerowa przerwa grafenu. W referacie zaprezentuję przewidywania teoretyczne, które pokazują, że poprzez funcjonalizację grafenu można otrzymać układy z przerwą energetyczną a jednocześnie o bardzo dobrych własnościach elastycznych. Pokażę również, jak zmieniają się charakterystyki prądowo-napięciowe oraz rozszczepienia spinowe pasm energetycznych (określające czas relaksacji spinowej) w funkcjonalizowanym grafenie. Przewidywania teoretyczne są oparte na rachunkach ab initio w formalizmie funkcjonału gęstości.
Wielki Piątek - nie ma seminarium
.
.
Dr Andrej Radzhabov (Institute for System Dynamics and Control Theory SB RAS, Irkutsk)
Hadronic light-by-light contribution to muon anomalous magnetic moment of muon
The electron and muon anomalous magnetic moments (AMM) are measured in experiments and studied in the Standard Model (SM) with the highest precision accessible in particle physics. The comparison of the measured quantity with the SM prediction for the electron AMM provides the best determination of the fine structure constant. The muon AMM is more sensitive to the appearance of possible effects beyond SM. We present the calculations of hadronic light-by-light scattering contribution to the AMM of muon in the framework of the nonlocal chiral quark model. Our result leads to the 2.4 sigma difference in values of AMM of muon between the standard model and the experiment.
prof. dr hab. inż. Arkadiusz Wójs (KFT PWr)
Złożone fermiony i topologiczne ciecze kwantowe ***** Composite fermions & topological quantum liquids
Fractional quantum Hall effect (FQHE) involves condensation of two dimensional electrons in a high magnetic field B into various topological quantum liquids at different Landau level (LL) filling fractions nu. The key concept in the FQHE theory is emergence of “composite fermions” (CFs) – electrons binding an even number (2p) of vortices of the many-body wave function. The CFs are collective, topological particles which can loosely be viewed as e-charged fermions in a reduced magnetic field B*. Most of about 75 filling factors at which FQHE has been observed so far belong to the so-called Jain sequence nu=n/(2pn±1) which can be understood in terms of essentially free CFs filling an integral number n of effective Landau-like “Λ levels” (ΛLs). But there are also a few others, like nu=5/2 or 4/11, crucially dependent on complex residual interaction among the CFs, and remaining the subject of intensive experimental and theoretical investigation. In this lecture, I will present the electron liquids of FQHE in the broader context of topological states of matter, introduce the grand concept of CFs, apply it to the puzzling states represented by nu=5/2 and 4/11, and review our recent (numerical) studies giving new insight into the microscopic origin of their incompressibility.
mgr Daniel Zabłocki (obrona pracy doktorskiej)
Meson and diquark correlations in a chiral model for normal and color superconducting quark matter
Szanowni Państwo, na skutek pewnych nieścisłości mogły pojawić się wątpliwości dotyczące godziny obrony. Chciałem potwierdzić, że wcześniej ogłoszona godzina 12.15 pozostaje w mocy.
Dr. Jens Berdermann (German Aerospace Center - DLR , Neustrelitz)
Space Weather and its influence on the Ionosphere
The Ionosphere group of the institute of communication and navigation at DLR is involved in ionospheric monitoring, modelling and studying the ionospheric impact on radio signals since many years. The ionosphere is a significant error source of the Global Navigation Satellite Systems (GNSS) error budget and can induce range errors from a few meters to tens of meters at the zenith or during strong geomagnetic storm conditions. Therefore a very large amount of ionospheric data has been captured, processed as well as archived since 1995 at DLR Neustrelitz. The captured data is being used for ionospheric research including modelling and characterization of ionospheric parameters and effects. This talk provides an overview of DLR’s ongoing ionospheric research activities also giving an introduction to related measurement facilities at DLR, like the high rate GPS receiver scintillation network, the ACE/DSCOVR reception antenna and the high-resolution ionospheric real-time detector setup for solar flares. Starting in 2004 DLR has developed the Space Weather Application Center Ionosphere (SWACI) in order to provide relevant space weather information, in particular now- and forecast of the ionospheric state to the public. I will also give an overview about the recent status of the IMPC and our application oriented research towards even more sophisticated methods for spatial and temporal high-resolution reconstruction, modeling and forecasts of the ionosphere.
dr hab. Piotr Ługiewicz
Poza granicami twierdzenia Earnshawa: lewitująca żaba
Samoczynne unoszenie się obiektów zawsze budzi emocje, zwłaszcza, gdy odnosi się do organizmów żywych, w tym przede wszystkim do człowieka. Zostaną omówione teoretyczne podstawy zjawiska lewitacji z udziałem statycznego pola magnetycznego. Przedstawiony zostanie krótki rys historyczny sięgający twierdzenia Earnshawa z pierwszej połowy XIX w. (wraz z elementarnym dowodem tego twierdzenia). Zostanie również omówione doświadczenie, w którym doprowadzono organizm zwierzęcy (małą żabkę) do stanu lewitacji z udziałem stałego pola magnetycznego.
dr Francesco Cianfrani
Quantum Cosmology from canonical Quantum Gravity
I will review the most successful canonical approaches towards Quantum Gravity, namely Wheeler-DeWitt quantization and Loop Quantum Gravity, in connection with the definition of a quantum theory for the Universe. I will outline how recent developments allow us to construct a proper phenomenology, which may be tested in observational cosmology.
prof. dr hab. Marek Besiada (IF UŚl)
Primordial gravitational waves - at gates of a new era
My seminar will be focused on the detection of B modes in Cosmic Microvawe Background Radiation (CMBR) reported last year. If finally confirmed, this discovery would confirm the last prediction of the inflationary paradigm - the existence of primordial gravitational waves i.e. the tensor metric perturbations generated by amplified quantum fluctuations of the inflaton scalar field. It would also open up a unique window to very early universe. I will start with brief introduction to modern inflationary cosmology and its successful predictions concerning primordial fluctuations anisotropy and CMBR polarization patterns. Then I will review the discovery of primordial gravitational waves announced by BICEP2, its essence and uncertainties as well as its importance for theories of very early Universe and the challenges it poses for both theory and CMBR observations. My talk will be concluded with a short description of the planned next generation mission CoRE+ supported also by Polish scientific community.
prof. dr hab. Agnieszka Zalewska (IFJ PAN Kraków)
CERN: Highlights of research, technology and education
CERN, the world’s leading laboratory in particle physics, celebrated its 60th anniversary last year. The milestones and the variety of its research will be presented as well as some implications for the development of technology and educational activities.
prof. dr hab. Piotr M. Hajac (IM PAN Warszawa/University of New Brunswick)
There and back again: from the Borsuk-Ulam theorem to quantum spaces
Assuming that both temperature and pressure are continuous functions, we can conclude that there are always two antipodal points on Earth with exactly the same pressure and temperature. This is the two-dimensional version of the celebrated Borsuk-Ulam Theorem which states that for any continuous map from the n-dimensional sphere to n-dimensional real Euclidean space there is always a pair of antipodal points on the sphere that are identified by the map. Our quest to unravel topological mysteries in the Middle Earth of quantum spaces will begin with gentle preparations in the Shire of elementary topology. Then, after riding swiftly through the Rohan of C*-algebras and Gelfand-Naimark Theorems and carefully avoiding the Mordor of incomprehensible technicalities, we shall arrive in the Gondor of compact quantum groups acting on unital C*-algebras. It is therein that the generalized Borsuk-Ulam-type statements dwell waiting to be proven or disproven. Time permitting, we shall pay tribute to the ancient quantum group SUq(2), and show how the proven non-trivializability of the SUq(2)-principal instanton bundle is a special case of two different noncommutative Borsuk-Ulam-type conjectures. (Based on joint work with Paul F. Baum and Ludwik Dabrowski.)
dr hab. Grzegorz Kondrat
There and back again or between discrete and continuous percolation
The phenomenon of percolation belongs to canonical examples of phase transitions. Even though there are many differences between continuous and discrete versions, some deep connections between them exist and will be discussed. With the simple model of porous media as an example the new idea of discrete excluded volume theory will be introduced.
prof. dr hab. Tadeusz Domański (UMCS, Lublin)
Andreev and Majorana-type quasiparticles in nanoscopic systems
It is well known that the electronic states of isotropic superconductors are prohibited inside some characteristic energy window Delta ~ meV around the Fermi surface because of electron pairing. Similar property has been recently observed in various nanoscopic objects (e.g. molecules, nanowires, carbon nanotubes, self-assembled quantum dots) due to the proximity effect, where the penetrating Cooper pairs convert them into superconducting nanoislands. The proximized nanoobjects often reveal formation of the additional in-gap (subgap) bound states. These Andreev-Yu-Shiba-Rusinov quasiparticles appear always in pairs because they represent coherent superpositions of the particle and hole states. Under specific conditions (due to spin-orbit coupling and external magnetic field) some of the in-gap states may evolve into the Majorana-type quasiparticles. In fact, the first experimental signature of the zero-energy Majorana feature has been reported by the Dutch group from Delft using InSb wire deposited on the s-wave NbTiN superconductor [V. Mourik et al, Science 336, 1003 (2012)]. I shall give a survey on the recent intensive studies of the Andreev/Majorana quasiparticles in nanoscopic systems. I will also discuss some closely related studies on the Cooper pair splitters, where the released/depaired electrons preserve their quantum entanglement over macroscopic scales.
Kolokwium habilitacyjne dr Piotra Ługiewicza
Zamknięte posiedzenie Rady IFT
dr Tomasz Paterek (Nanyang Technological University, National University of Singapore)
Strange law of quantum communication and a few words on research and studies at Singapore's NTU
This talk will comprise two parts. In the scientific part I will describe somewhat strange effect in which quantum entanglement between distant observers grows although no entanglement has ever been transmitted between them. The second part will be devoted to physics research and facilities at Nanyang Technological University (NTU) in Singapore and stipends it offers to PhD students. I hope this will be of interest to faculty members who would like to collaborate with Singapore's scientists as well as students who would like to pursue their postgraduate career at NTU.
prof. dr hab. Detlef Hommel (IFD)
Nobel Prize in Physics 2014
.
Profesor Helmut Satz
Tytuł doktora honoris causa dla profesora Helmuta Satza
Dnia 14 listopada 2014 roku, w dniu Święta Uniwersytetu, tytuł doktora honoris causa otrzyma wybitny fizyk prof. Helmut Satz z Uniwersytetu w Bielefeld, Niemcy. Uroczystość odbędzie się w Auli Leopoldyńskiej o godz. 11.00 Tytuł ten zostanie nadany na wniosek, który wypłynął z inicjatywy naszego Instytutu. Wszyscy pracownicy naukowi Instytutu, doktoranci oraz studenci są na uroczystość gorąco zaproszeni.
mgr Tomasz Golan
Modeling nuclear effects in NuWro Monte Carlo neutrino event generator (obrona pracy doktorskiej)
Głównym celem pracy doktorskiej było zbadanie efektów jądrowych w oddziaływaniach neutrin z jądrami atomowymi oraz ich implementacja w generatorze Monte Carlo NuWro. W rozprawie przedstawiono opis modeli fizycznych użytych w generatorze. Szczególny nacisk położony został na model oddziaływań stanów końcowych, który był przewodnim tematem badań. Uwzględnione zostały liczne efekty kwantowe, takie jak ruch Fermiego, blokowanie Pauliego, czy czas kształtowania, które towarzyszą propagacji cząstek przez jądro. Przewidywania generatora zostały skonfrontowane z danymi doświadczalnymi. Podsumowaniem pracy jest pełna analiza danych dla elastycznego rozpraszania neutrin na $CH_2$ przez prąd neutralny zmierzonych przez eksperyment MiniBooNE, wykonana przy użyciu generatora NuWro. ************** The main goal of the PhD thesis is the investigation of nuclear effects and the implementation of them into a neutrino Monte Carlo event generator NuWro. A description of physical models used in the generator is presented. Model of final state interactions is described in a more detailed way, as it was an essential part of the PhD thesis. Many quantum effects related to a propagation of particles through a nucleus, like Fermi motion, Pauli blocking, or formation zone, are taken into account. NuWro predictions are compared to experimental data and other generators results. Finally, a full analysis of the data for neutral current elastic neutrino scattering off $CH_2$ measured by the MiniBooNE experiment made using NuWro generator is presented. An influence of two-body current contribution on the results is investigated.
Dzień rektorski - nie ma seminarium
.
.
prof. dr hab. David Blaschke
Mass-radius relations and quark matter in compact stars
The equation of state of dense neutron star matter uniquely determines the structure of compact stars through the solution of Tolman-Oppenheimer-Volkoff equations, providing in particular mass-radius relationships of spherically symmetric (slowly rotating) stars. The latter are, in principle, accessible to astophysical observations and can thus provide strong constraints to models of matter under extreme conditions. We summarize the present status of mass and radius measurements for compact stars and discuss a possibility to detect by them whether there exists a strong phase transition to quark matter in neutron star matter at high densities.
dr hab. Janusz Jędrzejewski, prof. nadzw.
Kwantowe przemiany fazowe i krytyczność w perspektywie kwantowej wierności ***** Quantum phase transitions and criticality; the quantum-fidelity perspective
Przedstawię kwantowe przemiany fazowe i kwantową krytyczność w opozycji do termicznych odpowiedników. Podam podstawowe charakterystyki kwantowych punktów krytycznych (KPK) i zilustruję wprowadzane idee na przykładzie dwóch modeli -- paradygmatów teorii przemian fazowych. Podam przykłady układów fizycznych, których własności fizyczne wyjaśnia się obecnością KPK. Przedstawię krótko nową metodę badania KPK, metodę kwantowej wierności, oraz ostatnio otrzymane za jej pomocą wyniki w modelach typu modelu BCS. Skomentuję użyteczność nowej metody. ***** Quantum phase transitions and quantum criticality will be introduced and contrasted with their thermal counterparts. In particular basic characteristics of quantum critical points (QCPs) will be defined. The ideas will be illustrated using two paradigmatic models of both kinds of phase transitions. Examples of physical systems, whose properties are believed to be a consequence of the existence of KPK, will be given. A novel method of investigating QCPs -- quantum fidelity method, and recent results obtained with this method in BCS-like (pairing) models, will be briefly presented and its usefulness discussed.
dr hab. Zbigniew Koza, prof. nadzw.
Współbieżność poza MPI: wielkie wyzwanie dla fizyki obliczeniowej ****** Parallelism Beyond MPI: A Great Challenge of Computational Physics
W ciągu ostatnich 15 lat komputery przeszły ewolucję, która wymaga zmiany sposobu myślenia o programowaniu. Podczas seminarium omówię istotę tej (r)ewolucji oraz jej wpływ na fizykę obliczeniową. ****** In the last 15 years the computer hardware has evolved so much that its programming requires a paradigm shift. During the seminar I will discuss the essence of this (r)evolution as well as its impact on computational physics.
prof. Zbigniew Haba
Big Bang i KTP ***** Big Bang and QFT
Omówię sukcesy i trudności w zastosowaniu klasycznej i kwantowej teorii pola do kosmologii. Przedstawię modele gorącego Wszechświata, inflacji i obecnej przyśpieszonej ekspansji. Opiszę przybliżenia i założenia wprowadzane przy konstrukcji takich modeli. ***** Successes and difficulties of the contemprorary cosmology are reviewed. It is pointed out that such a theory is a compilation of classical and quantum field theories. Problems with a smooth coexistence of such theories will be discussed.
prof. Chihiro Sasaki (Frankfurt Institute for Advanced Studies)
QCD Thermodynamics from Effective Field Theories
I will give a brief overview on QCD thermodynamics including recent developments from effective theory approach. The following selected issues will be discussed: interplay between confinement and dynamical chiral symmetry breaking, trace anomaly in hot/dense matter, hadrons near chiral symmetry restoration, embedding quark-hadron duality.
dr Janusz Miśkiewicz
Potęgowy schemat klasyfikacji korelacji w zastosowaniach ekonofizycznych ***** Power law classification scheme of correlations in econophysics applications
Korelacje krzyżowe stanowią istotny element analizy danych, szczególnie tam, gdzie charakter oddziaływania nie jest jeszcze poznany. Należy zauważyć, że dominująca pozycję mają tutaj metody oparte na współczynniku Pearsona, który bada istnienie korelacji liniowych. W referacie zostanie przedstawiona alternatywna metoda oparta na potęgowym schemacie korelacji. Pozwala ona na rozróżnienie znacznie szerszej klasy zależności określając siłę i stabilność badanych zależności. ***** Analysis of cross-correlations is an important element of data analysis, particularly in systems were model of interactions among systems was not established. The Pearson correlation coefficient is the most popular choice in cross-correlation analysis. However, it verifies only the hypothesis if the correlations are linear. In the seminar the alternative method i.e. power law classification scheme will be presented. This method significantly extends the range of correlation types allowing to measure strength and stability of correlations.
dr Arkadiusz Błaut
"BICEP2" and detection of relic gravitational waves
Inflationary cosmology explains the origin of primordial inhomogeneities of matter serving as initial conditions for the structure formation in the Universe. It predicts at the same time the primordial gravitational waves whose indirect detection announced BICEP2 experiment in March 2014. I will introduce the standard mechanism of generation of stochastic gravitational wave background and comment on methods and prospects of their direct detection in future gravitational wave interferometry in space.
prof. Frank Schweitzer (Chair of Systems Design, ETH Zurich)
Success and Failure - A Complex Network Perspective
The last 15 years have brought important insights into the structure and the dynamics of complex networks, e.g., to characterize classes of degree distributions, importance of nodes, universal growth mechanisms, or cascading processes on networks. However, surprisingly little is known about the impact of such features on the performance of a system, on the global level, or its constituents (agents), on the local level. Hence, we need to link structure and dynamics with performance in a quantitative, empirically testable way. This means, for the global perspective we have to specify how network resilience or systemic risk depend on the structural properties of the system and the dynamics of the agents. For the local perspective, we have to understand the feedback between the network position of an agents and its future success or failure as an individual. Most importantly, these insights have to be developed to a degree that allows us to predict success and failure, both on the systemic and the agent's level. In the talk, I will provide examples of large-scale analyses of different social networks that allow us to obtain the insights requested.
Biuro Projektów Zagranicznych UWr
Spotkanie informacyjne dotyczące programu Horyzont 2020
Przedstawione zostaną możliwości aplikowania zarówno w ramach grantów indywidualnych, jak i projektów realizowanych w konsorcjach.
mgr Tomasz Golan
Modelowanie efektów jądrowych w generatorze oddziaływań neutrin NuWro Modeling nuclear effects in NuWro neutrino event generator
Neutrina są neutralnymi cząstkami o znikomej masie, które niezwykle słabo oddziałują z materią. Ich detekcja jest możliwa, lecz wyjątkowo trudna - obserwuje się cząstki, które powstały w wyniku oddziaływań neutrin. Każdy pomiar bezpośrednio zależy od modeli teoretycznych użytych w analizie danych. Pomostem między teorią a pomiarem są generatory Monte Carlo. Umożliwiają one interpretację tego co się widzi w detektorze. Na seminarium przestawię generator oddziaływań neutrin NuWro. Skoncentruję się na modelu propagacji cząstek z pierwotnego wierzchołka przez jądro atomowe, który opisywany jest w ramach kaskady wewnątrzjądrowej. Jako przykład zastosowania NuWro zaprezentuję analizę danych eksperymentu MiniBooNE. Neutrino is an electrically neutral, almost massless and extremely weakly interacting elementary particle. Its detection is possible but very difficult. It is based on the observation of particles created in neutrino interactions. Thus, every measurement depends directly on theoretical models used in a data analysis. Monte Carlo generators are the bridge between theory and a measurement. They allow the interpretation of what one sees in a detector. The NuWro neutrino event generator will be presented at the seminar. I will focus on a particle propagation through nuclear matter (final state interactions), described in terms of intra-nuclear cascade. The analysis of the MiniBooNE data done using NuWro will be presented as an example of a possible usage of the generator.
Dr hab. Daniel Bemmerer (Helmholtzzentrum Dresden-Rossendorf)
Underground nuclear astrophysics laboratories for the Sun, and for the Big Bang
After the resolution of the solar neutrino problem in 2002, the study of the Sun has now entered a precision era, and an entirely new dilemma has come up: New elemental abundance data from Fraunhofer line analyses are in contradiction with helioseismological observables. Observations of 13N and 15O neutrinos from the Sun may address this so-called solar abundance problem, but their interpretation will require precise nuclear reaction data. Due to the low cross sections involved, such data can only be provided by experiments in an underground low-background setting. Work at the world's only underground accelerator, the 0.4 MV LUNA machine in Gran Sasso (Italy), on solar fusion reactions and on the Big Bang production of lithium-6 and -7 will be reviewed. Higher-energy underground accelerators are planned in Italy and also at the Dresden Felsenkeller in Germany.
Prof. Christian Spiering (DESY Zeuthen)
High energy neutrino astronomy - a glimpse to the promised land
First ideas to build a large underwater neutrino detector started in 1973. After a fourty-year march we now are close to the promised land: IceCube, the cubic kilometer neutrino telescope at the South Pole reports high-energy neutrino events which apparently cannot be explained by interactions of neutrinos generated in the Earth's atmosphere. These observations are opening a third window to the high-energy universe (after charged cosmic rays and gamma rays). The talk gives a short introduction into history, physics goals and functional principles of neutrino telescopes and then focuses to the results obtained during the last 2 years by IceCube. A discussion of future perspectives of the field will conclude the talk.
prof. dr hab. Mariusz P. Dąbrowski (IF US)
Weak singularities in Friedmann cosmology and varying physical constants
I will present a variety of non-standard (non-big-bang/big-crunch) cosmological singularities such as big-rips, sudden future singularities, finite scale factor singularities, big-separations, w-singularities (or type II-V), their variants and generalizations. I will show that most of them are of a weak type and are not characterized by geodesic incompletness. Besides, some of them may fit observational data (supernovae, baryon acoustic oscillations, CMB, redshift drift) and so serve as the dark energy. I will also discuss the influence of the possible variation of the fundamental physical constants such as the gravitational constant G and the velocity of light c onto the nature of these singularities.
dr Maciej Matyka + laureaci konkursu
Ogłoszenie zwycięzców i prezentacje laureatów tegorocznego konkursu Fizbit
W ramach seminarium ogłoszone zostaną wyniki tegorocznej edycji konkursu na oprogramowanie popularyzujące fizykę. Przedstawione zostaną krótko prace zgłoszone w tym roku i rozdane będą nagrody. W drugiej części laureaci (3 pierwsze miejsca) zaprezentują swoje prace.
dr hab. Rafał Demkowicz-Dobrzański (IFT UW)
Metrologia Kwantowa
Detektory fal grawitacyjnych czy zegary atomowe są jednymi z najbardziej precyzyjnych urządzeń pomiarowych skonstruowanych przez człowieka. Wykorzystywane w typowych eksperymentach klasyczne stany światła oraz nieskorelowane grupy atomów powowodują, że precyzja pomiarów jest ograniczona przez tak zwany szum śrutowy związany z niezależnym i probabilistycznym zachowaniem każdego z fotonów/atomów w eksperymencie interferometrycznym. Metrologia kwantowa proponuje wykorzystanie splątania kwantowego jako metody do obejścia ograniczeń wynikających z obecności szumu śrutowego i dalszej poprawy precyzji w eksperymentach interferometrycznych. Podczas seminarium omówię ostatnie osiągnięcia z dziedziny metrologii kwantowej i pokażę fundamentalne ograniczenia jakie na możliwości wykorzystania splątania kwantowego do poprawy precyzji nakłada obecność dekoherencji.
dr hab. Leszek Hadasz (IF UJ)
Coset conformal field theories and super-Liouville -- double-Liouville equivalence
During the seminar I will concentrate on three topics: - the construction of coset 2-dim conformal field theories; - the super-Liouville -- double-Liouville equivalence motivated by the coset description of some 2-dim CFT models and by the AGT relation; - the role played by coset CFT models in the AdS3/CFT2 correspondence.
dr hab. Franco Ferrari (IF Uniwersytet Szczeciński)
The physics of polymer knots and links: Some analytic and numerical aspects
The physics of polymer knots and links is a multidisciplinary subject. On one side, it is a playground for field theoretical techniques, like the renormalization group method and, more recently, for topological field theories. On the other side, the investigations of the statistical mechanics of polymer rings have also a feedback in field theories. Examples are a few progresses in treating field theories with constraints and a class of identities that allow to simplify complicated interactions in scalar field theories. Moreover, models of polymer knots and links have a range of applications that go beyond the physics of polymers and become relevant to other disciplines, in which the topological properties of quasi one-dimensional objects play an important role. This is the case of magnetohydrodynamics and of some systems of quasiparticles with non-trivial statistics in solid state physics. Nowadays, the behavior of single polymer knots can be checked experimentally and it is possible to create polymer melts containing a very high percentage of polymer rings entangled together. Properties which are too difficult to be studied directly via experiments may be investigated thanks to reliable numerical simulations. In this introductory talk some of the recent experimental, analytical and numerical results in the physics of polymer knots and links will be presented.
Prof. dr hab. Dariusz Kaczorowski (INTiBS PAN)
Nadprzewodnictwo ciężkofermionowe i kwantowe zjawiska krytyczne w układach f-elektronowych
W wykładzie omówione zostaną podstawowe pojęcia fizyki układów z silnie skorelowanymi elektronami, ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyk ciężkofermionowych, kwantowych zjawisk krytycznych i niekonwencjonalnego nadprzewodnictwa. Krótki, historyczny przegląd odkryć dokonanych w obszarze nadprzewodnictwa ciężkofermionowego stanie się przyczynkiem dla prezentacji kilku wyników naszego zespołu badawczego w INTiBS PAN, uzyskanych na przestrzeni ostatnich kilku lat. W podsumowaniu, podjęta zostanie próba sformułowania najbardziej intrygujących otwartych problemów, związanych z omawianymi zagadnieniami.
.
USOS - szkolenie
dr hab. Marek Nowicki (IFD)
Zastosowanie efektów dyfrakcyjnych elektronów w badaniach strukturalnych: eksperyment i teoria
Podczas wykładu przedstawione zostaną doświadczalne i teoretyczne aspekty metod DAES (directional Auger electron spectroscopy) i DEPES (directional elastic peak electron spectroscopy). Wyniki dotyczące mechanizmu wzrostu, struktury adsorbatu, populacji domen oraz miejsc adsorpcyjnych zostaną przedstawione dla: Ag/Au(111), Cu/Ru(10-10), O/Ru(10-10) i Cu/Pt(111).
dr Anna Pachoł (Science Institute University of Iceland)
Mój staż podoktorski na Uniwersytecie Islandzkim w Reykjaviku
W moim seminarium przedstawię profil naukowy Instytutu oraz grupę pracujących tam fizyków teoretyków. Opowiem także o obowiązującym systemie oceny pracy naukowej. Moje doświadczenia ze stażu oraz pobytu na Islandii zilustruję zdjęciami. A także pokrótce omówię moją działalność naukową w tym okresie.
prof. dr hab. Piotr Kosiński (Uniwersytet Łódzki)
Szybkość ewolucji w mechanice kwantowej
Chciałbym opowiedzieć o ograniczeniach na szybkość, z jaką ewoluuje stan kwantowy, wynikających z samej struktury mechaniki kwantowej i ewentualnych konsekwencjach tych ograniczeń.
dr inż. Janusz Jacak (IF PWr)
Struktura złożonych fermionów w ułamkowym kwantowym efekcie Halla
Przedstawione zostaną nowo zidentyfikowane topologiczne uwarunkowania realizacji ułamkowego kwantowego efektu Halla w naładowanych układach 2D w silnym polu magnetycznym przy ułamkowych zapełnieniach najniższego poziomu Landaua. Charakterystyczne dla tego efektu korelacje (Laughlina), inne niż fermionowe, są często modelowane przy pomocy tzw. złożonych fermionów, czyli elektronów z doczepionymi kwantami strumienia fikcyjnego pola magnetycznego, co w wyniku efektu typu Aharonova-Bohma prowadzi do wymaganej statystyki cząstek. Jednak ani pochodzenie pomocniczego pola, ani ewentualny sposób doczepiania strumieni do cząstek nie zostały wyjaśnione. Przy zastosowaniu metod topologicznych przedstawione zostanie wyjaśnienie przyczyn umożliwiających posługiwanie się schematem rachunkowym złożonych fermionów. Zostanie pokazane, że wbrew mylnym poglądom, złożone fermiony nie są kwazicząstkami powstałymi w wyniku oddziaływania kulombowskiego, a są modelem bardziej fundamentalnego kolektywnego efektu w układach 2D w silnym polu magnetycznym, co więcej, z pewnymi ograniczeniami. Skomentowane zostaną nowe obserwacje w grafenie wspierające argumenty topologiczne oraz podane będą konsekwencje topologicznego ujęcia dla badanych ostatnio także ułamkowych topologicznych izolatorów Cherna, w których model złożonych fermionów nie może być stosowany z powodu braku pola magnetycznego.
prof. dr hab. Ludwik Turko
Nobel 2013 w fizyce – higgson, Higgs i inni
Powstały w latach 70-tych jednolity model słabych i elektromagnetycznych oddziaływań, uzupełniony chromodynamiką kwantową, stał się tak dobrze sprawdzonym narzędziem badawczym, że jest obecnie określany jako Model Standardowy. Dla jego konsystencji teoretycznej koniecznym było wprowadzenie dodatkowej cząstki skalarnej, która była niezbędna dla nabycia mas przez bezmasowe składniki Modelu Standardowego. Ta hipotetyczna cząstka, zwana higgsonem, była niezwykle elegancką i pomysłową konstrukcją teoretyczną, wprowadzoną w owym czasie niezależnie przez kilku fizyków teoretyków. W tym roku cząstka ta została wreszcie odkryta w CERNie w dwóch niezależnych eksperymentach prowadzonych w akceleratorze LHC. Francois Englert i Peter Higgs, którzy byli podówczas autorami dwóch pierwszych prac postulujących istnienie takiej cząstki wraz z mechanizmem generacji mas, zostali laureatami tegorocznej nagrody Nobla z fizyki. Przedmiotem seminarium będzie zarówno omówienie konstrukcji teoretycznej prowadzącej do bozonu Higgsa, jak i specyfiki eksperymentów, gdzie ów bozon został wreszcie zarejestrowany.
prof. dr hab. David Blaschke
The NICA Project at JINR Dubna
I report about the goal, status and perspective of the Nuclotron-based Ion Collider fAcility (NICA) at the JINR Dubna. Goal: creation of compressed baryonic matter in heavy-ion collisions and the study of observational signatures of the expected QCD deconfinement transition which most strikingly would proceed as a first order transition with the formation of a mixture of quark and hadron matter phases. Status: flagship project on the roadmap of JINR Dubna, approved as a "megascience" project by the Russian Duma, under construction. Perspective: start of fixed target experiments (BM@N) in 2017, of collider experiments (MPD) shortly after that.
prof. dr hab. Jerzy Lukierski
Kwantowa grawitacja - ważne wyzwanie przed fizyką teoretyczną
Po krótkim historycznym wstępie i przypomnieniu nierenormalizowalności kwantowej grawitacji (KG) w podejściu perturbacyjnym omówię różnice w opisie teorio-polowym w zastosowaniu do cząstek elementarnych (np. w Modelu Standartowym) i grawitacji opisującej dynamikę czasoprzestrzeni. Podkreślę pojawienie się nieprzemienności czasoprzestrzeni jako charakterystyki KG na odległościach Planckowskich. Krótko omówię następujące podejścia do KG: 1) Pętlowa KG (Loop Quantum Gravity), 2) KG jako zdeformowana teoria pola na nieprzemiennej czasoprzestrzeni, 3) KG na sieci w ramach funkcjonalnego podejscia do KG, 4) KG jako sektor kwantowej teorii pola struny. Pokażę iż powyższe podejścia są raczej komplementarne przy projekcie sformułowania modelu KG z pożądanymi właściwościami. W części końcowej powiem krotko o nowszych ideach holograficznej grawitacji (dualnośc AdS/CFT) oraz o wyprowadzaniu grawitacji z poziomu jeszcze bardziej podstawowego.
dr Olaf Dreyer (Univ. Sapienza Roma)
The world is discrete
We argue that the scale-free spectrum that is observed in the cosmic microwave background is the result of a phase transition in the early universe. The observed tilt of the spectrum, which has been measured to be 0.04, is shown to be equal to the anomalous scaling dimension of the correlation function. The phase transition replaces inflation as the mechanism that produces this spectrum. The tilt further indicates that there is a fundamental small length scale in nature that we have not yet observed in any other way.
dr Tobias Fischer
Massive star explosions - from the birth of (proto)neutron stars to the synthesis of heavy elements
I will introduce the concept of core collapse supernovae, i.e. the explosions of massive stars, based on the current phenomenological understanding and including current challenges. The latter are mainly due to uncertainties of the (nuclear) physics input in supernova models. It relates to the non-linear coupling of general relativity, (magneto-)fluid dynamics, strong interactions via a (nuclear) equation of state, and neutrinos. In addition, I will discuss the formation and evolution of (proto)neutron stars, which are born hot and lepton rich in the event of a core collapse supernova explosion. They deleptonize towards cold neutron stars via the continuous emission of neutrinos of all flavors over a long timescale of 10-30 seconds. Special emphasis will be given to the accurate description of neutrino decoupling, which requires the inclusion of neutrino transport, in order to predict the nucleosynthesis relevant conditions of the ejected material which may be subject to the formation of heavy elements as one of the largest puzzles in modern nuclear astrophysics.
mgr Piotr Nyczka
Phase transitions in the q-voter model with two types of stochastic driving
We study a nonlinear q-voter model with stochastic driving on a complete graph. We investigate two types of stochasticity that, using the language of social sciences, can be interpreted as different kinds of nonconformity. From a social point of view, it is very important to distinguish between two types nonconformity, so-called anticonformity and independence. A majority of work has suggested that these social differences may be completely irrelevant in terms of microscopic modeling that uses tools of statistical physics and that both types of nonconformity play the role of so-called social temperature. In this paper we clarify the concept of social temperature and show that different types of noise may lead to qualitatively different emergent properties. In particular, we show that in the model with anticonformity the critical value of noise increases with parameter q, whereas in the model with independence the critical value of noise decreases with q. Moreover, in the model with anticonformity the phase transition is continuous for any value of q, whereas in the model with independence the transition is continuous for q < 6 and discontinuous for q >= 6.
mgr Jakub Żmuda
Konsystentne wielociałowe modele rozpraszania leptonów na jądrach atomowych w zakresie energii od 500 do 1200 MeV
Seminarium dotyczyć będzie oddziaływań leptonów z jądrami atomowymi w zakresie energii od około 500 MeV do 1.2 GeV, który to jest szczególnie ważny dla akceleratorowych neutrinowych eksperymentów oscylacyjnych, jak T2K. W jego ramach zaprezentuję główne zagadnienia i trudności zunifikowanego opisu teoretycznego rozpraszania leptonów na jądrach od procesu kwazielastycznego do produkcji pojedynczych pionów i prądów wymiany mezonów. Omówię problem masy aksjalnej nukleonu rekonstruowanej z danych eksperymentu MiniBooNE oraz wynikające implikacje. Szczególną uwagę poświęcę modelowi produkcji pionów z tłem nierezonansowym oraz wpływowi poszczególnych efektów jądrowych na obserwable. Przedstawię też zagadnienie oddziaływań z wieloma nukleonami poprzez prądy wymiany mezonów.
mgr Carlos Andres Peña Castañeda
Rho-spectral function and quarkonium potential
My talk will focus on the description of new experimental data for J/psi suppression at LHC. I will also discuss the effects of rho meson on a plasma hamiltonian for charmonium.
mgr Jakub Jankowski
Holography and the phases of QCD
W ramach seminarium przedstawię tzw. granicę 't Hoofta teorii SU(N) Yanga Millsa. Granica ta daje przewidywania jakościowo zgodne z chromodynamiką kwantową (QCD), dla której N=3. Jest to granica, w której teoria istotnie się upraszcza, i w konsekwencji możliwe są jakościowe przewidywania dotyczące fizycznej charakterystyki QCD w skończonych temperaturach i gęstościach barionowych. Są one konfrontowane z ilościowymi rachunkami przeprowadzanymi w ramach opisu nieperturbacyjnego, opartego między innymi o zasadę holograficzną.
dr hab. Andrzej Borowiec
Wszechświat jako układ dynamiczny
Dynamikę powszechnie przyjętego i bazującego na (zmodyfikowanej stałą kosmologiczną) teorii Einsteina matematycznego modelu ewolucji Wszechświata, tzw. LCDM modelu, można analizować w terminach jednowymiarowych układów dynamicznych typu newtonowskiego i wizualizować za pomocą portretów fazowych. Ten bardzo prosty, dwuskładnikowy model (ciemna energia i ciemna materia) zadziwiająco dobrze dopasowuje się do ciągle powiększającego się zasobu coraz bardziej precyzyjnych astrofizycznych danych i opisuje ewolucję wszechświata od epoki uwolnienia promieniowania (last scattering) po dzień dzisiejszy. Powstaje pytanie czy również pozostałe elementy tzw. standardowego modelu kosmologicznego można modelować takimi układami dynamicznymi. W tym kontekście omówię niektóre modele kosmologiczne oparte na zasadzie wariacyjnej Palatiniego.
prof. dr hab. Krzysztof Kułakowski (AGH Kraków)
Efekt Simmla i imiona dzieci
Efekt Simmla polega na dryfie symboli statusu od wyższych do niższych warstw społecznych. Dryf jest napędzany z jednej strony naśladowaniem elit przez warstwy niższe, z drugiej - dążeniem elit do odróżniania się od naśladowców. Zakładamy, że w sieci społecznej o strukturze bezskalowej warstwa społeczna może być reprezentowana przez stopień wierzchołka. Symulacje efektu Simmla w takiej sieci odtwarzają pewne stylizowane fakty dotyczące częstości nadawania określonych imion dzieciom w USA w latach 1880-2011.
prof. dr hab. Ryszard Kutner (WF UW)
Dynamiczne przemiany fazowe na rynkach finansowych
Wykorzystując narzędzia teorii grafów oraz teorii informacji, przedstawię oryginalne wyniki dotyczące ewolucji wybranych giełd traktowanych jako ewoluujące sieci złożone. Giełdy reprezentowane są tutaj przez drzewa o minimalnej rozpiętości (ang. minimal spanning trees), co pozwoliło badać (przede wszystkim na drodze numerycznego symulowania ewolucji całego rynku) dynamiczne, strukturalne i topologiczne przemiany fazowe między dobrze określonymi fazami o niewielkiej zawartości informacji scharakteryzowane istnieniem zdarzeń ekstremalnych, tzw. czarnych łabędzi (ang. black swans) poprzez pośrednią, niestabilną fazę o podwyższonej zawartości informacji – faza ta charakteryzuje się istnieniem zdarzenia super-ekstremalnego, czyli królewskiego smoka (ang. dragon-king). Wszystko to umożliwiło rozszyfrowanie scenariusza pokazującego wchodzenie giełd w krach i wychodzenie z niego. Przedstawię film (off-line) realizujący ten scenariusz.
prof. dr hab. Maciej Błaszak (UAM Poznań)
Jak kanonicznie kwantować mechanikę hamiltonowską we współrzędnych krzywoliniowych
Prezentowana jest niezmiennicza procedura kwantyzacji na przestrzeni fazowej oraz jej niezmiennicza reprezentacja operatorowa w przestrzeni Hilberta nad płaską przestrzenią konfiguracyjną. W konsekwencji pokazana jest konstrukcja poprawnych operatorów położenia i pędu dla kanonicznych zmiennych krzywoliniowych oraz ich odpowiedniego uporządkowania w Hamiltonianie.
prof. dr hab. Jan Sobczyk
Zakład Fizyki Neutrin - na pograniczu teorii i eksperymentu
Przedstawione zostaną wyniki prac fizyków z wrocławskiej grupy neutrinowej, które znalazły zastosowania w analizach prowadzonych przez zespoły eksperymentalne. Mowa będzie m.in. o rozwijanym we Wrocławiu generatorze Monte Carlo oddziaływań neutrin NuWro, a także o teoretycznych pracach związanych z modelowaniem produkcji pionów.
prof. dr hab. Marek Zrałek (IF UŚl)
Próby wyjaśnienia mas i mieszania neutrin
Wyjaśnienie pochodzenia masy materii jest jednym z centralnych problemów fizyki. Z pewnością tak jest w fizyce klasycznej (przestrzeń, czas, masa). W świecie kwantowym i relatywistycznym masa staje się częścią zachowanej energii. Potrafimy już wyjaśnić ponad 96% masy otaczającej nas materii. Reszta, a więc te pozostałe 4%, związana jest bezpośrednio z działaniem pola Higgsa odpowiedzialnego za masy elementarnych elektronów oraz dwóch kwarków „up” i „down”. Tych mas, jak dotąd, nie potrafimy obliczyć z zasad pierwszych. Seminarium poświęcone będzie próbom wyjaśnienia mas wszystkich kwarków i leptonów. Istnieją powody, aby zacząć od leptonów. Silne mieszanie pomiędzy nimi daje nadzieję na wyjaśnienie relacji pomiędzy masami i mieszaniem leptonów.
prof. dr hab. Jerzy Lukierski
Higher spin fields and extensions of space-time
On the occasion of my recent publication (S.Fedoruk, J.L., JHEP 02(2013)128;arXiv:1211.4546 [hep-th]) about higher spin (HS) equations in the presence of constant EM field I will present a minireview about HS fields. I will recall firstly important historical developments, and further describe the approach based on the derivation of HS field equations from first-quantized particle actions on extended space-time with auxiliary coordinates. In such a way one obtains the simultaneous description of all spins by one hyperfield on extended space-time. We shall mention different frameworks, in particular with auxiliary coordinates following from so-called Maxwell symmetries. Some problems of interacting HS field theory will be outlined. The relations with (super)string theory and the place of HS fields in the formalism of CFT/AdS correspondence will be briefly described.
prof. dr hab. Paweł Rudawy (IA)
Człowiek jako mieszkaniec Wszechświata - wpływ środowiska kosmicznego na życie na Ziemi
W ramach wykładu omówione zostaną najważniejsze procesy i zjawiska astronomiczne mające bezpośredni lub pośredni istotny wpływ na biosferę Ziemi. W szczególności omówione zostaną: a) erupcje gwiazd supernowych b) zderzenia (impakty), w tym obiekty typu NEO c) zmiany ewolucyjne Słońca jako gwiazdy d) wpływ aktywności Słońca e) okresowe zmiany orbity Ziemi oraz ich wpływ na wybrane aspekty ekosfery czy też klimatu
dr Maciej Matyka + laureaci konkursu
Ogłoszenie zwycięzców i prezentacje laureatów tegorocznego konkursu Fizbit
W ramach seminarium ogłoszone zostaną wyniki tegorocznej edycji konkursu na oprogramowanie popularyzujące fizykę. Przedstawione zostaną krótko prace zgłoszone w tym roku i rozdane będą nagrody. W drugiej części laureaci (3 pierwsze miejsca) zaprezentują swoje prace.
dr Janusz Szwabiński
Sieci pokarmowe z zamkniętym obiegiem materii organicznej
Po krótkim wprowadzeniu do sieci pokarmowych zaprezentuję model sieci z zamkniętym obiegiem materii organicznej. Korzystając z metod Monte Carlo, przeanalizuję ewolucję czasową układu oraz czynniki wpływające na jego stabilność. Omówię również związek między perkolacją szczątków organicznych w układzie a falami gęstości obserwowanymi w liczebnościach poszczególnych gatunków.
prof. dr hab. Tadeusz Kopeć
Kwantowa krytyczność w układach silnie skorelowanych
Quantum criticality emerges when a many-body system is in the proximity of a continuous phase transition that is driven by quantum fluctuations close to T=0. This can occur when a continuous phase transition is suppressed to zero temperature, eg, by applying pressure, making a quantum phase transition. In the quantum critical regime, exotic, yet universal properties are anticipated; Bose-Einstein condensation in ultracold atoms and high Tc superconductors provide systems to test these predictions. Although one can never reach the absolute zero of temperature, the presence of a quantum critical point influences a wide region of the phase diagram. The underlying theory behind quantum critical points combines the theory of quantum mechanics with the theory of phase transitions, however with a number of unsolved issues.
prof. dr hab. Paweł Machnikowski (IF PWr)
Kolektywna emisja spontaniczna z podwójnych kropek kwantowych i z zespołów kropek
W tej prezentacji przedstawię wyniki teoretycznego modelowania luminescencji z układów złożonych z dwóch kropek kwantowych oraz z dużych zespołów kropek. Na emisję z takich układów ma wpływ ich kolektywne oddziaływanie z modami pola elektromagnetycznego oraz sprzężenie pomiędzy kropkami. Istotne znaczenie może też mieć redystrybucja obsadzeń pomiędzy zdelokalizowanymi stanami jednoekscytonowymi, która jest konsekwencją oddziaływań z fononami. Powodują one, że własności optyczne struktur złożonych z wielu kropek różnią się istotnie od zwykłego wykładniczego zaniku typowego dla pojedynczych emiterów. Pokażę, że tworzenie się zdelokalizowanych stanów w różnym stopniu sprzężonych do pola elektromagnetycznego (stany "jasne" i "ciemne") prowadzi do niewykładniczego zaniku populacji ekscytonu i sygnału koherentnej luminescencji z podwójnej kropki. Efekty kolektywne mogą również prowadzić do pułapkowania obsadzeń ekscytonowych w stanach ciemnych i do niemonotonicznej zależności czasu życia ekscytonu od temperatury. W przypadku gęstych zespołów kropek, kolektywna natura emisji spontanicznej w obecności sprzężeń pomiędzy kropkami prowadzi do zwiększonej szybkości emisji spontanicznej. Nasze wyniki wskazują jednak, że fundamentalne oddziaływania dipolowe (dalekiego zasięgu) są zbyt słabe, by wyjaśnić obserwowany efekt. Okazuje się, że dodatkowe oddziaływania bliskozasięgowe mogą faktycznie prowadzić do szybszej rekombinacji promienistej, w zgodzie z wynikami pomiarów.
prof. dr hab. Ludwik Turko
Direct detection of an arrow of time
Recent result of the BABAR collaboration concerning microscopic time-reversal non-invariance will be presented. Time reversal violation effects have been usually claimed through the registration of the CP (charge-parity) violation effects in kaons and B meson decay and then as the corollary from the CPT theorem. Recent BABAR study, published in October this year, of B meson decays allows for a direct observation of time-reversal non-invariance without relying on CPT symmetries. This important and fundamental result is based on the quantum entanglement of B0-antiB0 states resulting from the Upsilon Y(4s) meson decay.
dr hab. Lech Jakóbczyk
Czy tylko splątanie? Kwantowe korelacje w układach złożonych
Kwantowe układy złożone charakteryzują się istnieniem korelacji, które nie mają klasycznych odpowiedników. Słynne splątanie stanów kwantowych jest najbardziej znanym przejawem istnienia takich korelacji. Stan mieszany zawiera jednak informacje o całkowitych korelacjach układu złożonego: metody wydzielenia ich części klasycznej i kwantowej stanowią ostatnio przedmiot intensywnych studiów w kwantowej teorii informacji. Jak się okazuje, wiele mieszanych stanów separowalnych przejawia nieklasyczne zachowania, tak więc identyfikacja kwantowych korelacji innych niż splątanie jest szczególnie istotna jeśli chcemy poznać subtelną granicę między światem kwantowym i klasycznym. Referat będzie zwięzłym wprowadzeniem do powyższej tematyki badawczej. Przedstawię w nim też najważniejsze wyniki w tej dziedzinie badań.
dr Emanuele Alesci (IFT UW)
Loop Quantum Gravity and Spinfoams: Graviton and Cosmology
I will present the canonical and covariant approach to Loop Quantum Gravity, focusing on their relation and on possible ways to extract physics from it: Graviton theory and Cosmology.
prof. Konrad Banaszek (UW)
Nobel z fizyki 2012: Małe jest intrygujące!
Nagrodę Nobla z fizyki w 2012 r. otrzymali wspólnie Serge Haroche oraz David Wineland. Rozwinęli oni techniki doświadczalne, które umożliwiły kontrolowanie i detekcję pojedynczych układów kwantowych, takich jak fotony we wnękach rezonansowych oraz jony w pułapkach. Pozwoliło to na wykonanie szeregu pięknych eksperymentów, które od narodzin mechaniki kwantowej pozostawały w sferze myślowej, a które w dobitny sposób unaoczniają kwantowość mikroświata i wynikające stąd intrygujące zjawiska.
dr Tomasz A. Zaleski (INTiBS PAN Wrocław)
Modelowanie własności układów silnie skorelowanych bozonów w oparciu o ultrachłodne atomy w sieciach optycznych
Układy ultrachłodnych atomów w sieciach optycznych pozwalają na modelowanie własności ciał stałych w o wiele prostszych układach, których parametry mogą być w dowolny sposób modyfikowane, a także pozbawionych wielu niedoskonałości występujących w rzeczywistych materiałach. Zmiana geometrii sieci i oddziaływań jest możliwa w bardzo dużym zakresie. Jednocześnie układy te zachowują ścisły związek z ciałami stałymi o silnych korelacjach elektronowych (np. nadprzewodniki wysokotemperturowe). Opis własności takich układów jest wyzwaniem fizyki teoretycznej. Zaprezentowana zostanie metoda będąca połączeniem teorii Bogoliubova z podejściem kwantowych rotorów, stanowiąca spójny opis układu silnie oddziałujących bozonów. Umożliwia ona wyznaczenie korelacji przestrzennych pomiędzy atomami w funkcji geometrii sieci optycznej i parametrów modelu. W efekcie pozwala na otrzymanie jednocząstkowej funkcji spektralnej oraz obrazów absorpcyjnych eksperymentów "time-of-flight" oraz porównanie ich z odpowiednimi danymi eksperymentalnymi.
dr Paweł Gusin
Czasoprzestrzenie z zamkniętymi krzywymi czasowymi i T-dualność
T-dualność, będąca z jednej strony metodą generowania rozwiązań niskoenergetycznego przybliżenia teorii strun, a z drugiej, jako dokładna symetria na powierzchni świata, może ratować z pozoru niefizyczne rozwiązania z zamkniętymi krzywymi czasowymi (kauzalne patologie) oraz rozwiązania z osobliwościami krzywizny (np. występującymi w Wielkim Wybuchu i czarnych dziurach). Przedstawię rozwiązania równań teorii strun, w których pojawiają się zamknięte krzywe czasowe (ZKC). Rozwiązania te są otrzymywane przez transformację T-dualności. Jak się okazuje, ZKC występują tylko w pewnym ograniczonym obszarze. Obszar ten ma dwie granice: w jednej otrzymuje się czasoprzestrzeń typu Gödela, natomiast w drugiej granicy zamknięte krzywe czasowe znikają, jednakże pojawia się osobliwość krzywizny. Pokażę również, że w modelu sigma z targetem typu Gödela można usunąć ZKC przez działanie grupy O(2,2) na pola targetu.
prof. dr hab. David Blaschke
The Higgs - a fundamental particle?
The LHC experiments ATLAS and CMS have reported the observation of a previously unknown boson with a mass between 125 and 127 GeV, whose behaviour so far has been consistent with the Higgs boson of the Standard Model (previous IFT seminar by L. Turko). After reviewing the concept of the Standard Model Higgs, I will present some alternative models where the scalar Higgs boson is not a fundamental but rather a composite particle. Particularly interesting seem concepts where the role of the Higgs field is played by strongly bound pairs of fermions, e.g., so-called techniquarks (technicolor models) or top quarks (top quark condensate). This discussion will be presented from a non-insider perspective owing to the actuality of the problem.
dr Piotr Sułkowski (Wydział Fizyki UW)
On knots, strings, and quantum fields
In this talk I will present relations between knot theory, quantum field theory and string theory. Since the seminal paper by Witten on Chern-Simons theory and Jones polynomial in 1989 such relations have been very intensively studied. In the last two decades it turned out that the methods of quantum field theory and string theory are often more effective than traditional mathematical approaches, and they led to several remarkable discoveries. After a brief historical overview of the subject I will present a review of topics currently studied, in particular those related to the homological knot invariants.
dr Maciej Matyka
Modelowanie przepływu krwi przez aortę brzuszną człowieka
Omówię rolę i miejsce symulacji komputerowych przepływu płynów w procesie diagnostycznym tętniaka aorty brzusznej. Na przykładzie danych pochodzących od prawdziwych pacjentów pokażę, jak można uprościć proces przygotowania danych do przeprowadzenia obliczeń używając metody gazu sieciowego Boltzmanna (LBM), którą porównam do standardowej metody objętości skończonych.
prof. dr hab. Ludwik Turko
Higgs story: the long-sought particle – the branching point
What is exciting and different in the Higgs bosons? It is not just another particle, it is much more. Starting from the basic description of the Higgs mechanism of the spontaneous symmetry breaking the seminar would go into domain of the long term hunting for the mysterious boson. That succeeded on July 4 this year. This is not the end of the story, though. There are still quite a lot of unsolved questions looking for their answers.
.
Spotkanie z kandydatami na Dyrektora IFT
Kandydaci wyłonieni w głosowaniu indykacyjnym przedstawią swój program i odpowiedzą na pytania.
prof. dr hab. Krzysztof A. Meissner (Wydział Fizyki UW)
Axions
I will discuss theoretical motivations for the existence of axions and bounds on their masses and interactions coming from astrophysics and cosmology as well as reasons why they are natural Cold Dark Matter candidates. I will describe how the weakness of their couplings is naturally explained by the smallness of neutrino masses. I will also present existing experiments searching for axions, in particular OSQAR at CERN.
dr Marcin Daszkiewicz
Deformacje symetrii relatywistycznych i nierelatywistycznych
W referacie omówiony zostanie kontekst teoretyczny, w którym osadzone są tzw. deformacje algebry Poincarego oraz Galileusza. W szczególności zostanie poddany analizie wpływ obu typów deformacji na dynamikę prostych modeli fizycznych.
mgr Remigiusz Durka
Zdeformowana teoria BF jako teoria grawitacji i supergrawitacji
Zdeformowana SO(2,3) teoria BF oparta na modelu grawitacji MacDowella-Mansouri stanowi interesującą konstrukcję oferującą opis wykraczający poza ramy einsteinowskiej teorii grawitacji. Szereg jej własności, jak również ogólność efektywnie wynikająca z obecności wszystkich sześciu członów, z których może być skonstruowane niezmieniczne działanie dla tetradowej grawitacji, wnosi sporo do dyskusji dotyczącej fundamentalnego, z punktu widzenia Pętlowej Teorii Grawitacji, parametru Immirziego, który pojawia się w tejże teorii modyfikując entropię czarnej dziury. Analizowana termodynamika wyłaniająca się z grawitacyjnych ładunków Noether dla teorii BF świadczy jednak o braku tego parametru dla standardowych czasoprzestrzeni (nie wpływa on też na supergrawitację) i to bez standardowej procedury wyboru jego wartości, by skasować współczynnik zaburzający postać beckensteinowskiej entropii. Dość nieoczekiwanie wkład pojawia się wyłącznie dla patologicznego przypadku metryki z tzw. ładunkiem NUT (swego rodzaju analogu monopolu magnetycznego dla grawitacji), gdzie modyfikuje zarówno entropię jak i energię czarnej dziury. Rozważany model stanowi też ciekawą platformę do konstrukcji teorii grawitacji i supergrawitacji opartej na modyfikacji algebry AdS.
.
Spotkanie społeczności Wydziału z kandydatami na stanowisko dziekana
WYDZIAŁOWA KOMISJA WYBORCZA zaprasza pracowników, doktorantów i studentów Wydziału Fizyki i Astronomii do udziału w spotkaniu z kandydatami na stanowisko DZIEKANA.
dr Tyll Krueger (University of Bielefeld, Faculty of Physics)
Billiards
Abstract: the talk is intended to give a short overview about the theory of billiards. Billiard theory as a subfield of the theory of dynamical systems deals with far reaching mathematical idealization and generalization of real billiards. Besides their importance as basic models for classical statistical mechanics (Boltzmann ergodic hypothesis), billiards also provide some of the best understood examples of Hamiltonian systems. They show a very rich spectrum of dynamical structures reaching from integrable dynamics to completely chaotic behavior. The talk will present some of the prime results for various classes of billiards including dispersing and semidispersing billiards, polygonal billiards and quantum billiards. No practical knowledge in playing billiards is required nor will it be provided in the talk.
prof. dr hab Ewa Dębowska (IFD)
Program kształcenia w świetle Krajowych ram kwalifikacji (KRK)
Od roku akademickiego 2013/14 przestają nas obowiązywać Standardy kształcenia studentów a zaczynają obowiązywać Krajowe ramy kwalifikacji. Musimy stworzyć nowe programy kształcenia obejmujące programy studiów (plany, przedmioty i efekty kształcenia dla przedmiotów) oraz efekty kształcenia. Do pracy nad programem kształcenia muszą włączyć się wszyscy nauczyciele akademiccy a program ten powinien być gotowy do końca bieżącego roku akademickiego. A więc przed nami bardzo dużo pracy, ale przyświeca nam ambitny plan podniesienia jakości kształcenia i stworzenia na naszym Wydziale „studiów naszych marzeń”. Podczas seminarium powiem Państwu o najważniejszych aspektach KRK, wyjaśnię nowe terminy i zapoznam z dotychczasowymi wynikami pracy Wydziałowej komisji przygotowującej projekt programu kształcenia. Szczególną uwagę poświęcę przygotowaniu nowych sylabusów przedmiotów (modułów) uwzględniających efekty kształcenia dla przedmiotu (modułu).
prof. dr hab. Maciej Dunajski (University of Cambridge)
Solitons from geometry
Solitons are localised non-singular lumps of energy which describe particles non perturbatively. Finding the solitons usually involves solving nonlinear differential equations, but I shall show that in some cases the solitons emerge directly from the underlying space-time geometry.
prof. dr hab. Grażyna Kotrym-Sznajd (INTiBS PAN W-w)
Anihilacja pozytonów w badaniu struktury elektronowej i diagnostyce medycznej
Pomiar spektrów korelacji kątowych kwantów anihilacji pozytonu określa projekcje liniowe funkcji gęstości pędowych elektronu r(p). Wykorzystując metody matematyczne tomografii komputerowej, z eksperymentów odtwarzamy trójwymiarowe rozkłady funkcji r(p), co umożliwia, m.in., wyznaczenie powierzchni Fermiego badanego materiału w dowolnym punkcie przestrzeni odwrotnej. Na przykładzie wyników dla Y oraz ErGa3, zostanie zilustrowane jakiego typu informacje można uzyskać z tych eksperymentów oraz dlaczego znajomość powierzchni Fermiego jest tak istotna. Wykorzystanie tego samego zjawiska fizycznego, jak i podobnej aparatury, umożliwia również badania własności obiektów w przestrzeni położeń - jest to medyczny PET (positron emission tomography). Metoda ta pozwala uzyskać, w sposób nieinwazyjny, trójwymiarowe obrazy wnętrza ciała ludzkiego, a dzięki badaniu metabolizmu tkanek, określić funkcje czynnościowe narządów, co wykorzystuje się zarówno w obserwa-cjach stanów fizjologii jak i patologii.
dr hab. Andrzej Radosz (IF PWr)
Wymiana sygnałów w pobliżu horyzontu zdarzeń w czasoprzestrzeni Schwarzschilda
Przedstawię zagadnienie wymiany sygnałów w pobliżu horyzontu zdarzeń w przypadku czasoprzestrzeni Schwarzschilda. Pokażę, że powyżej horyzontu spektralne przesunięcie „ku czerwieni” można wyrazić w prosty sposób w terminach „lokalnej prędkości”. Podkreślę szczególne aspekty komunikacji poniżej horyzontu zdarzeń. Wskażę, że znak „strzałki czasu” (arrow of time) w takim zagadnieniu nie może być określony na podstawie obserwacji dokonanych ponad horyzontem oraz podam dwa możliwe scenariusze komunikacji. Jeden z nich odpowiada metaforze horyzontu zdarzeń przyrównanego do wodospadu, drugi okazuje się być jeszcze bardziej egzotyczny.
prof. dr hab. Andrzej Zaleski (INTiBS PAN Wrocław)
Nadprzewodnictwo – sto lat później
Nadprzewodnictwo zostało odkryte przez Heike Kamerlingha Onnesa w Lejdzie w 1911 roku. Od tego czasu obecność tego stanu materii zaobserwowano w ponad trzech tysiącach materiałów. Nadprzewodnictwo stało się jednym z najpopularniejszych tematów w fizyce ciała stałego, a zainteresowanie nim jest wciąż podsycane poprzez stwierdzanie je obecności w kolejnych, zupełnie nowych grupach związków chemicznych: od pojedynczych pierwiastków, przez stopy, ceramiki, od miedzianów przez borki do związków żelaza, itp. Mimo ciągłego braku konsensusu odnośnie ogólnej teorii zjawiska, od wielu lat prowadzone są bardzo skutecznie prace związane z zastosowaniami tych materiałów. Co więcej, nadprzewodniki stały się elementem niezbędnym do uruchomienia największych przedsięwzięć badawczych XX wieku, np. budowy zderzacza hadronów czy reaktora ITER. Wykład oprócz bardzo zwięzłego opisu podstawowych własności nadprzewodzących i najciekawszych faktów doświadczalnych będzie także zawierał szeroką gamę różnorodnych zastosowań w nauce, medycynie, elektrotechnice, elektryce, energetyce, transporcie, informatyce, badaniach materiałowych i wojskowości.
prof. dr hab. Andrzej Ślebarski (Uniwersytet Śląski)
Uniwersalne skalowanie i zachowania krytyczne w izolatorach Kondo
Zjawisko korelacji elektronowych prowadzi m. in. do efektu ciężkiej masy elektronu (ciężkie Fermiony), niekonwencjonalnego nadprzewodnictwa w układach ciężkofermionowych, przemiany typu metal - izolator, wyjaśnionej w oparciu o model Motta-Hubbarda, czy nielandauowskich ciężkofermionowych cieczy kwantowych. Od ok. 20 lat znane są też izolatory (półprzewodniki) Kondo z wąską przerwą energetyczną ~1 meV na poziomie Fermiego, wynikającą z efektu hybrydyzacji pomiędzy stanami f-elektronowymi ceru i pasmem przewodnictwa. Pojawienie się tak wąskiej przerwy zaobserwowano m. in. w kilku związkach międzymetalicznych ceru (CeNiSn, CeRhSb, Ce3Bi4Pt3), znany jest też przykład układu d-elektronowego: FeSi, w którym korelacje d-elektronowe prowadzą do uformowania się takiej przerwy energetycznej. Równolegle kontynuowane są prace dotyczące badań stanów kwantowych i kwantowych przemian fazowych w czystych i domieszkowanych izolatorach/półprzewodnikach Kondo. Zagadnienia fizyki izolatorów Kondo będą przedmiotem referatu.
dr hab. Jacek Miękisz (Uniwersytet Warszawski)
Od Hilberta do Shechtmana. Krótka historia kwazikryształów
Daniel Shechtman dostał nagrodę Nobla z chemii. Niektórzy twierdzą, że powinien dostać z fizyki, a może po prostu z filozofii, gdyby taka nagroda istniała. Czekamy teraz na medal Fieldsa dla matematyka badającego struktury nieokresowe. Odkrycie kwazikryształów jest kamieniem milowym na drodze w poszukiwaniu istoty porządku we Wszechświecie. Kwazikryształy zapraszają do badań interdyscyplinarnych. Historia kwazikryształów to ciąg pytań fundamentalnych i czasami odpowiedzi. I o tym właśnie seminarium to będzie.
Uhonorowanie długoletniej pracy na Uniwersytecie Wrocławskim dr hab. Bernarda Jancewicza
prof. dr hab. David Blaschke
Nobel Prize in Physics 2011: The accelerating Universe
In 1998, the Supernova Cosmology Project (Saul Perlmutter) and the High-Redshift Supernova Search Team (Brian P. Schmidt, Adam G. Riess) published independently the result of the work of their teams which concluded that the expansion of the Universe is accelerated. This result contradicted the standard assumptions at that time and caused a „revolution in cosmology” with far-reaching consequences which earned these three authors the Nobel Prize in Physics 2011. For explaining their results one had either to assume a new, so far unknown form of matter in the cosmic equation of state („dark energy” solution) or one had to modify the cosmological equations of motion which followed from Einstein's field equations („modified gravity” solution). In this seminar, I will explain the observational results and their interpretation and give an outlook to the present status and perspectives in this field of research.
dr hab. Katarzyna Sznajd-Weron
Fizyka społeczna czy socjofizyka?
W 1835 roku Adolphe Quetelet zaproponował nową teorię, którą określił mianem fizyki społecznej. Centralnym punktem jego teorii była koncepcja tzw. człowieka przeciętnego, którego cechy ustalał na podstawie badań statystycznych. Kilka dekad później Ludwig Eduard Boltzmann napisał: "Molecules are like many individuals, having the most various states of motion, and the properties of gases only remain unaltered because the number of these molecules which on average have a given state of motion is constant." Zarówno Boltzmann jak i Maxwell, pracujący nad kinetyczną teorią gazów, znali prace Qeteleta i uznali, że skoro do opisu społeczeństwa nie trzeba znać losów pojedynczego człowieka, to może do opisu gazów też nie potrzebna jest wiedza o losach pojedynczych cząstek. Ścieżki fizyki i socjologii przecinały się w przeszłości wielokrotnie, ale dopiero około 30 lat temu powstała dziedzina, którą obecnie nazywamy socjofizyką. Jaka jest różnica pomiędzy "fizyką społeczną" a współczesną socjofizyką? Czy fizyka może pomóc w zrozumieniu procesów społecznych?
dr Paweł Gusin (Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski)
GPS i Teoria Względności
Globalny system nawigacji (GPS) korzysta z dokładnych pomiarów czasu przy użyciu zegarów atomowych na satelitach i na powierzchni Ziemi. Zegary te są w obracającym się układzie odniesienia oraz podlegają działaniu pola grawitacyjnego Ziemi. To wpływa na ich chód. Dokładne określenie tego wpływu jest konieczne i jest przeprowadzane w ramach Teorii Względności. Jak się okazuje efekty te są tak duże, że bez ich uwzględnienia cały system GPS uległby degradacji w ciągu kilku tygodni.
prof. dr hab. Jakub Rembieliński (Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Łódzki)
Czy można opisać zjawiska nadświetlne?
Skomentuję krótko różne próby wyjaśnienia wyniku eksperymentu OPERA i przejdę do przyczynowego opisu tachionów i konsekwencji takiego podejścia.
Zaduszki u teoretyków - pamięci prof. Władysławy Nawrockiej
prof. dr hab. Andrzej Białas (Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Kraków)
Hidden asymmetry in symmetric collisions
Interpretation of long-range rapidity correlations in terms of the rapidity density distribution of the system created in high-energy collisions is proposed. When applied to recent data of the STAR coll., it shows a substantial asymmetric component in the shape of the system produced in central Au-Au collisions, implying that boost invariance is violated on the event-by-event basis {it even} at central rapidity. This observation may substantially modify evaluations of the hydrodynamic expansion of the system.
prof. Vladimir D. Lyakhovsky, Sankt-Petersburg State University
Algebraic symmetry problems in quantum theory. New methods to deal with representations
Quantum theory has a long and fruitful coexistence with Lie groups and Lie algebras representation theory. Both partners had certain benefits in this union. Numerous tasks born in quantum field theory and especially in model building provided an intensive development of representation theory during last decades. More and more complicated algebraic constructions are involved. In this report I want to demonstrate that old chapters of this theory have not yet obtained their final form and there are problems that are to be reconsidered and new methods that are to be applied. Common problems of applied symmetry will be reconsidered, such as 1. how to find eigenfunctions of mutually commuting operators and their multiplicities, 2. how to decompose operators representing symmetry transformations and find irreducible subspaces, 3. how tensors (and especially tensor powers) could be simplified, 4. what new symmetric polynomials are to be introduced. To solve these problems new tools are used. They are mostly based on geometric approach. It will be demonstrated how new presentation reduces complexity of problems makes some solutions obvious.
prof. dr hab. Tadeusz Kopeć (INTiBS PAN)
Teoretyczna analiza układów silnie skorelowanych fermionów za pomocą grup symetrii U(1) i SU(2)
We implement the rotationally-invariant formulation of the two-dimensional Hubbard model, with nearest neighbors hopping t, which allows for the analytic study of the system in the low-energy limit. Both U(1) and SU(2) gauge transformation are used to factorize the charge and spin contribution to the original electron operator in terms of the corresponding gauge fields. The Hubbard Coulomb energy U-term is then expressed in terms of quantum phase variables conjugate to the local charge and variable spin quantization axis, providing a useful representation of strongly correlated systems. It is shown that these gauge fields play a similar role as phonons in the BCS theory: they act as the the glue for fermion pairing.
dr Cezary Juszczak
Nadświetlna prędkość neutrin w eksperymencie OPERA - rzeczywistość czy błąd pomiarowy?
Według publikacji kolaboracji OPERA, neutrina wytworzone w CERN-ie pokonują odległość 730 km do detektora OPERA w masywie Gran Sasso we Włoszech w czasie o 60 ns krótszym niż oczekiwano, co oznacza prędkość o 0,0025% większą od prędkości światła w próżni. Próby interpretacji tego pomiaru obserwujemy w postaci lawiny publikacji. Czy rzeczywiście mamy do czynienia z odstępstwem od teorii względności?
mgr Anna Pachoł
Czasoprzestrzeń kappa-Minkowskiego: formalizm matematyczny i zastosowania do fizyki w skali Plancka
Obrona pracy doktorskiej Praca doktorska dotyczy możliwości zastosowania czasoprzestrzeni nieprzemiennych, w szczególności kappa-zdeformowanej czasoprzestrzeni Minkowskiego oraz teorii deformacji Drinfelda jako matematycznego formalizmu dla tzw. „podwójnie szczególnych teorii względności” (DSR). W latach 80-tych Drinfeld sformalizował teorię grup kwantowych jako deformacje obwiedni algebr Liego, w których następnie można wprowadzić dodatkowo strukturę algebry Hopfa. Z algebrami Hopfa ściśle związane są nieprzemienne algebry-moduły, których zdeformowanymi symetriami są wspomniane grupy kwantowe. W przypadku czasoprzestrzeni kappa-Minkowskiego symetrię opisuje się kappa-zdeformowaną algebrą Poincarego. Tak zdeformowane symetrie relatywistyczne zastały użyte w konstrukcji algebry DSR, utożsamiającej nieprzemienne współrzędne z generatorami algebry symetrii. Zawiera ona zdeformowaną algebrę Heisenberga-Weyla. Udowodniono, że algebra DSR może być otrzymana za pomocą nieliniowej zamiany generatorów z algebry niezdeformowanej. Okazuje się, że możliwość zastosowań w fizyce skali Plancka związana jest z konkretnymi realizacjami, które prowadzą do zdeformowanych relacji dyspersyjnych. Zdeformowane relacje dyspersyjne mogą znaleźć potencjalne zastosowanie do sprawdzenia hipotezy, że „opóźnienia czasowe” wysokoenergetycznych fotonów pochodzących z rozbłysków gamma (GRB) - otrzymanych w eksperymentach astrofizycznych, m.in. MAGIC i FERMI - mają swoje źródło w zależności prędkości światła od energii fotonów.
prof. Jerzy Kowalski-Glikman
Zakrzywiona przestrzeń pędów i Zasada Względnej Lokalności
Kwantowa teoria grawitacji opisuje zjawiska, dla których efekty kwantowe, grawitacyjne i relatywistyczne są jednocześnie silne. Nie znamy ostatecznego sformułowania tej teorii, ale spodziewamy się, że teorie fizyki współczesnej: relatywistyczna teoria grawitacji, kwantowa teoria pola i szczególna teoria względności można otrzymać z grawitacji kwantowej za pomocą odpowiednich przejść granicznych (np. kwantową teorię pola dostajemy w granicy zerowej stałej grawitacyjnej). Okazuje się, że interesująca nowa fizyka pojawia się w półklasycznej granicy grawitacji kwantowej w płaskiej czasoprzestrzeni, kiedy stała Plancka i stała grawitacyjna dążą do zera tak, że ich stosunek - masa Plancka - pozostaje skończony. W tym przypadku uzyskujemy uogólnienie szczególnej teorii względności, charakteryzujące się zakrzywieniem przestrzeni pędów cząstek relatywistycznych. W teorii tej lokalność staje się względna: obserwatorzy nie zgadzają się co do lokalności odległych zdarzeń. W moim wystąpieniu przedstawię argumenty sugerujące istnienie takiej teorii, jej konstrukcję i możliwe sposoby jej weryfikacji eksperymentalnej.
mgr Damian Chorążkiewicz
Macierze fuzji i splatania w N=1 superkonforemnej teorii pola.
Podczas prezentacji zamierzam przedstawić krótką historię rozwoju konforemnej teorii pola (CFT) i jej związków z dwuwymiarową mechaniką statystyczną oraz teorią strun. Omówię problem klasyfikacji CFT, teorię Liouville'a i jej supersymetryczne N=1 rozszerzenie. Na końcu przedstawię zagadnienia, jakimi się zajmowałem w rozprawie doktorskiej.
Prof. Paweł Danielewicz, Michigan State University, USA
Symmetry energy from isobaric analog states
Symmetry energy describes how the net nuclear energy changes with changing neutron-proton asymmetry. Knowledge of the symmetry energy, and especially its dependence on density, is needed for extrapolating from nuclei to matter in neutron stars. Charge invariance of nuclear interactions can be used to demonstrate that nuclei can be assigned nuclear symmetry coefficients that depend on mass and reflect changes of symmetry energy with density, within nuclear surface. Those coefficients are extracted nucleus-by-nucleus from excitation energies to isobaric analog states. The variation of those coefficients with mass is then used to constrain the density dependence of symmetry energy. As nuclear ground states minimize energy, neutrons and protons displace relative to each other to minimize symmetry energy contribution to the net energy. Universality of the features of neutron and proton distributions, in the context of symmetry energy, is discussed.
dr Mariusz Woronowicz
Kwantowanie swobodnego pola skalarnego na czasoprzestrzeni nieprzemiennej
Przedstawię związki między algebraicznym opisem czasoprzestrzeni nieprzemiennej (algebrami Hopfa) a elementarnymi własnościami odpowiadającej jej kwantowej teorii pola (algebrą oscylatorów polowych oraz algebrą pól kwantowych). Omówione zostanie nowe podejście do kwantowania oparte na warkoczowym mnożeniu pól kwantowych. Kluczową własnością tego sformułowania jest współzmienniczość wszystkich algebr pojawiających się w opisie polowym, ze względu na działanie zdeformowanej symetrii Hopfa-Poincarego.
mgr Adrian Walkus
Teoria pola na przestrzeni kappa-Minkowskiego
Podczas seminarium przedstawię wybrane zagadnienia teorii pola na przestrzeni kappa Minkowskiego, którymi zajmowałem się podczas studiów doktoranckich. W szczególności omówię zdeformowane zasady zachowania i pokażę ich zastosowanie na przykładzie efektu Ramana.
prof. Jan Sobczyk
Oscylacje neutrin - widok ,,od kuchni"
W wystąpieniu przedstawiony zostanie pomiar oscylacji neutrin od strony ,,kuchni" z opisem tego, co właściwie się obserwuje i jak się to interpretuje przy wykorzystaniu metod statystycznych. Analizowany przykład jest wzięty z życia, a konkretnie z eksperymentu T2K w Japonii, w którym uczestniczy grupa fizyków z IFT. Będzie to dobry pretekst, żeby powiedzieć parę słów o samym eksperymencie, w tym o skutkach niedawnego trzęsienia ziemi.
prof. Krzysztof Redlich
Probing QCD phase diagram with fluctuations in Heavy Ion Collisions
The QCD medium exhibits a chiral cross over transition from a hadronic phase to a deconfined quark-gluon plasma. We will show that measuring fluctuations of net proton number one can probe such transition experimentally in heavy ion collisions. We present theoretical arguments based on the universality and scaling theory. We will also quantify the net baryon number fluctuations within chiral models based on the renormalization group method. We compare our predictions with recent data obtained by STAR Collaboration at RHIC.
prof. Jerzy Lewandowski, Instytut Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Warszawskiego
Rozwiązywalne modele pętlowej grawitacji kwantowej
,,...Nie ma grawitacji kwantowej'' - zdanie to często pada na konferencjach i seminariach z fizyki teoretycznej. W ramach tego wykładu zostaną omówione przykłady, w których kanoniczna procedura kwantowania jest przeprowadzona do końca i prowadzi do dobrze zdefiniowanych przestrzeni Hilberta stanów kwantowych oraz kwantowych operatorów obserwabli. Możliwości tej dostarcza formalizm pętlowej grawitacji kwantowej, którego główne elementy zostaną przedstawione.
prof. Josif L. Buchbinder, Uniwersytet Pedagogiczny, Tomsk, Rosja
Elementary particles and evolution of the Universe
W sali Rzewuskiego (in Rzewuski's hall) This is a popular lecture for physical undergraduate students and general non-expert audience on standard elementary particle model, standard cosmological model and their interrelations. We briefly discuss the characteristic scales associated with elementary particles and Universe, basic notions of standard model of unification of elementary particles and fundamental forces, first ideas of supersymmetry and basic physical principles of cosmology. Problems of dark matter and dark energy are briefly considered and links with problems of elementary particle physics are discussed.
prof. Jerzy Lukierski
Konforemne i supersymetryczne rozszerzenia nierelatywistycznych symetrii Galileusza
Mamy dwóch kandydatów do opisu konforemnego rozszerzenia symetrii Galileusza: symetrie Schroedingera i galileuszowe symetrie konforemne. Ostatnio przedstawiono także supersymetryczne rozszerzenia algebry Galileusza oraz nierelatywistycznych symetrii konforemnych. Jako przykład podam nierelatywistyczny odpowiednik twistorowego opisu Penrose'a.
prof. Zbigniew Haba
Dyfuzyjność dynamiki relatywistycznej w losowych polach cechowania
Pokażę, że relatywistyczna dynamika w losowym polu elektromagnetycznym lub w polu Yanga-Millsa może być przybliżona przez dyfuzję relatywistyczną. Wskażę zastosowania w elektrodynamice kwantowej i astrofizyce.
prof. Tadeusz K. Kopeć, INTiBS Wrocław
Od nadprzewodnictwa do kondensacji bozonów na sieciach optycznych. Uroczyste seminarium dla uhonorowania jubileuszu 85-lecia prof. Zygmunta Galasiewicza
W wykładzie podsumowane zostaną doświadczalne i teoretyczne wiadomości dotyczące zjawiska nadprzewodnictwa, w tym konwencjonalnego (opisanego teorią BCS) jak i wysokotemperaturowego. Idea makroskopowego stanu kwantowego, jaką to zjawisko implikuje, zostanie również przedstawiona w kontekście ostatnich osiągnięć w układach oddziałujących bozonów na sieciach optycznych.
dr Grzegorz Kondrat
Od problemu parkowania do adsorpcji białek, czyli RSA w pigułce
Referat będzie poswięcony zagadnieniom związanym z losową adsorpcją sekwencyjną (RSA). Omówię podstawowe cechy tego podejścia, metody i zastosowania.
dr Krzysztof Bolejko, Astrophysics Department, University of Oxford
Niejednorodne modele kosmologiczne a problem ciemnej energii
W DSF (pawilon w podwórzu) Współczesna kosmologia relatywistyczna oparta jest na założeniu, że Wszechświat w dużej skali jest jednorodny. Do opisu Wszechświata w dużej skali stosuje się zatem jednorodne rozwiązania równań Einsteina. Obserwacje rozkładu galaktyk pokazują jednak, że w skalach co najmniej rzędu 100 Mpc Wszechświat wcale nie jest jednorodny. Ponieważ równania Einsteina są nieliniowe, oznacza to, że ewolucja modelu jednorodnego przebiega inaczej niż modelu, który tylko w sensie statystycznym jest jednorodny. Obecność niejednorodności może zatem prowadzić do modyfikacji obrazu Wszechświata, który powstał na podstawie modeli jednorodnych. W szczególności ciemna energia może się okazać tylko tzw. epicyklem pozwalającym jedynie dopasować model jednorodny do obrazu niejednorodnego Wszechświata i nie mającym nic wspólnego z rzeczywistością. Podczas referatu przedstawię różne niejednorodne modele kosmologiczne i omówię, w jaki sposób obecność niejednorodności wpływa na interpretację obserwacji kosmologicznych. W szczególności skupię się na tym, czy można wyjaśnić wyniki obserwacji bez odwoływania się do ciemnej energii, a tylko uwzględniając niejednorodności obecne we Wszechświecie.
prof. Jerzy Lukierski
Nowe rozszerzenie teorii grawitacji
Teoria grawitacji w latach siedemdziesiątych została geometrycznie rozszerzona do supergrawitacji przez dodanie pól grawitina. Supergrawitacja może być otrzymana jako specyficzna teoria cechowania dla superalgebry Poincarego. Nasze alternatywne rozszerzenie (arXiv: 1012.4402[hep-th], autorzy: J. A. de Azcarraga, K. Kamimura i J. Lukierski) to teoria cechowania dla algebry Poincarego rozszerzonej przez tensorowe generatory abelowe (jest to tzw algebra Maxwella). W tej teorii do pól grawitacyjnych (vierbeinu, koneksji spinowej) dodajemy geometrycznie sześć abelowych pól cechowania. Podstawowym modelem nowej grawitacji jest działanie Einsteina (standardowe) z uogólnionym członem kosmologicznym. Model został skonstruowany, gdyż wydaje się, że rozwiązanie problemu stałej kosmologicznej w teorii grawitacji wymaga nowego alternatywnego podejścia.
dr Natalia Katryńska
Szeroki wachlarz badań w ramach eksperymentu NA61/SHINE
NA61/SHINE jest eksperymentem na stałej tarczy przeprowadzanym w CERN-ie przy akceleratorze SPS, a jego celem jest badanie zderzeń hadronów i jonów z jądrami atomowymi. W trakcie mojego referatu przedstawię motywacje fizyczne eksperymentu, jak również jego status, dotychczasowe wyniki oraz plany na najbliższe lata.
Prof. Roland Sauerbrey, Forschungszentrum Dresden Rossendorf, Niemcy
The force of light
W sali Rzewuskiego. At laser intensities of above 1018 W/cm2 the motion of the electrons in the laser field becomes relativistic which leads to a multitude of new optical effects summarized under the name relativistic optics. The most striking and prominent of those effects is laser particle acceleration. High intensity beams can now produce monochromatic electron beams with energy of up to 1 GeV. Recently also monoenergetic ion beams in the MeV range were produced by high intensity lasers. The mechanism of laser particle acceleration will be discussed in the context of recent experimental results. This novel technology might also offer completely new possibilities in Radiooncology.
Prof. Franco Ferrari, Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński
O dynamice nierozciągliwych nitek
Dynamika polimerów jest związana z dwuwymiarowymi teoriami pola. Oprócz czasu potrzebna jest jedna współrzędna opisująca odległości w jednowymiarowym układzie rozciągłym. Całki po trajektoriach są doskonałym narzędziem do wyznaczenia sumy statystycznej po wszystkich konformacjach łańcucha. W niniejszym referacie po krótkim wstępie do tematyki wyprowadzony zostanie tzw. funkcjonał tworzący n-punktowych funkcji korelacyjnych dla nierozciągliwego łańcucha. Funkcje takie są bardzo ważne w badaniu konformacji polimerów. W granicy ciągłej, gdy liczba segmentów w łańcuchu staje się nieskończona, a ich długość dąży do zera, funkcjonał tworzący dąży do funkcji partycji dwuwymiarowej teorii pola. Więzy potrzebne do utrzymania stałej długości każdego elementu łańcucha nałożone są za pomocą funkcjonalnej delty Diraca. Ale jej obecność komplikuje teorię. Nawet w najprostszym przypadku należy wprowadzić odpowiednie przybliżenia. Przedstawione będą dwa możliwe sposoby uproszczenia teorii. Obliczone będą funkcje korelacyjne występujące w tzw. czynniku struktury dynamicznej. Ponadto zostaną krotko omówione pewne wyniki spin off, które pokazują, że współdziałanie między teorią pola i fizyką statystyczną jest korzystne nie tylko dla fizyki statystycznej, w której techniki teorii pola stały się ważnym narzędziem, ale również dla samych teorii pola.
dr Natalia Katryńska
Szeroki wachlarz badań w ramach eksperymentu NA61/SHINE
NA61/SHINE jest eksperymentem na stałej tarczy realizowanym w CERN-ie przy akceleratorze SPS, a jego celem jest badanie zderzeń hadronów i jonów z jądrami atomowymi. W trakcie mojego referatu przedstawię motywacje fizyczne eksperymentu, jak również jego status, dotychczasowe wyniki oraz plany na najbliższe lata.
dr Andrzej Wereszczyński, Instytut Fizyki, UJ, Kraków
Funkcje korelacji operatorow dualnych do klasycznych stanow strunowych
Supersymetryczna teoria Yanga-Millsa (SYM) z czterema supersymetriami jest przykładem teorii konforemnej. Teoria taka jest charakteryzowana poprzez wagi konforemne operatorów, czyli wartości własne operatora dylatacji oraz współczynniki OPE (trójpunktowe funkcje korelacji). Wykorzystując hipotezę Maldaceny o równoważności SYM i teorii strun w zakrzywionej przestrzeni AdS_5xS^5 (pięciowymiarowa przestrzeń anty-de Sittera razy sfera pięciowymiarowa) omówię metodę wyliczania funkcji korelacji dla pewnej klasy operatorów z SYM (operatory dualne do klasycznych rozwiązań opisujących obracające się struny) w granicy silnej stałej sprzężenia.
Prof. Albert Minkiewicz, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn
Regularny przyśpieszający Wszechświat a problem ciemnej materii i ciemnej energii
W scenariuszu gorącego Wielkiego Wybuchu, będącego podstawą współczesnej kosmologii zbudowanej na podstawie ogólnej teorii względności (OTW), pojawiają się pewne trudności charakteru zasadniczego: problem początku Wszechświata w czasie (osobliwości kosmologicznej) i problem hipotetycznych niewidocznych składników materii we Wszechświecie – ciemnej energii i ciemnej materii. Kosmologia izotropowa w 4-wymiarowej czasoprzestrzeni Riemanna-Cartana odsłania możliwości rozwiązania tych problemów bez używania radykalnych hipotez związanych z takimi pojęciami jak struny, dodatkowe wymiary czasoprzestrzeni, kwantowanie czasoprzestrzeni itd. bez wprowadzenia hipotetycznych rodzajów materii fizycznej. Jest to konsekwencja zmiany oddziaływania grawitacyjnego w porównaniu z OTW i teorią grawitacji Newtona w skali kosmologicznej, zmiany możliwej w skali astrofizycznej, która jest wywołana przez bardziej ogólną strukturę czasoprzestrzeni, a mianowicie przez jej torsję. W szczególności obserwowane przyśpieszenie rozszerzania kosmologicznego ma pochodzenie próżniowe i jest związane z faktem, że czasoprzestrzeń w próżni (bez materii fizycznej i z zerową stałą kosmologiczną) jest czasoprzestrzenią de Sittera z torsją, a nie czasoprzestrzenią Minkowskiego.
XXX
Seminarium nie będzie
Kolokwium habilitacyjne dra Andrzeja Frydryszaka
XXX
Seminarium nie będzie
Dzień rektorski
prof. Bernard Jancewicz
Pseudowektory
Zwrot pseudowektora przedstawia się tak samo jak wektora, tzn. ze strzałką na prostej. Dlatego w różnych regułkach trzeba wspominać o śrubie prawoskrętnej. Można jednak zwrot określić inaczej - ze strzałką na owalu otaczającym prostą. Wtedy żadna śruba nie jest potrzebna. Dla tak określonych obiektów można zdefiniować wszystkie działania z algebry wektorów. Istnieje operacyjna definicja natężenia pola magnetycznego, która dobrze pasuje do tej wielkości jako pseudowektora. Pozwala też inaczej spojrzeć na prawo Ampere'a. Należy podawać dwie wersje twierdzenia Stokesa.
dr Zygmunt Petru
Grafen - Nobel z fizyki 2010
Seminarium w sali Rzewuskiego - Grafen jako realizacja 2-wymiarowego układu elektronów. - Wyizolowanie w 2004 roku przez Andreja Geima i Kostię Novoselova 1-atomowej warstwy grafenu. - Własności pasm elektronowych: punkty Diraca, bezmasowe fermiony Diraca-Weila. - Transport kwantowy. - Grafen jako model bazowy nowych nanomateriałów, nanorurek i wstążek węglowych.
prof. Zbigniew Koza
Sprawy dydaktyczne
Przedstawię informacje o aktualnym stanie dydaktyki w Instytucie Fizyki Teoretycznej oraz planach i prognozach na przyszłość. Informacje dotyczyć będą: - stanu rekrutacji na studia i planowanych obciążeń dydaktycznych pracowników i doktorantów IFT, - studiów zamawianych.
Prof. Jan Klamut, Międzynarodowe Laboratorium Silnych Pól Magnetycznych i Niskich Temper., Wrocław
Piękno w fizyce a śmieć piękna w malarstwie
Seminarium w sali Rzewuskiego Opowieść o tym, jak malarze i estetycy ogłosili śmierć piękna w sztuce a równocześnie fizycy i matematycy udowodnili, że piękno jest w fizyce i matematyce.
prof. Zbigniew Koza
Sprawy dydaktyczne
Przedstawię informacje o aktualnym stanie dydaktyki w Instytucie Fizyki Teoretycznej oraz planach i prognozach na przyszłość. Informacje dotyczyć będą: - stanu rekrutacji na studia i planowanych obciążeń dydaktycznych pracowników i doktorantów IFT, - studiów zamawianych.
Prof. Craig D. Roberts, Argonne National Laboratory, USA
Quantum Chromodynamics: the origin of mass as we know it
Gość prof. Davida Blaschkego Quantum Chromodynamics (QCD) is the strongly interacting part of the Standard Model of Particle Physics. It is supposed to describe the physics of pions, neutrons, protons; indeed, all hadrons. Hadron physics is unique at the cutting edge of modern science because Nature has provided us with just one instance of a fundamental strongly interacting theory; i.e., QCD. The community of science has never before confronted such a challenge as solving this theory. The physics of hadrons is dominated by two emergent phenomena: confinement; namely, the theory's elementary degrees-of-freedom have never been detected in isolation; and dynamical chiral symmetry breaking (DCSB), which is a remarkably effective mass generating mechanism that is responsible for the mass of more than 98% of visible matter in the Universe. These phenomena are not apparent in QCD's Lagrangian, yet they play a principal role in determining Nature's observable characteristics. I will describe how the Dyson-Schwinger equations (DSEs) of QCD explain the origin and nature of DCSB; and can be used to elucidate its far-reaching consequences. The DSEs make plain that, in solving QCD, a constructive feedback between theory and extant and forthcoming experiments will most rapidly enable progress.
Dr Marco Patriarca, Estońska Akademia Nauk, Talinn
Kinetic wealth exchange models and a variational principle for the Pareto power law
Gość zaproszony przez prof. Andrzeja Pękalskiego Typically, complex systems are made of relatively simple units, from which a highly organized behavior of the system emerges. In the case of economy, the building blocks - humans performing economical activities - are not simple entities, however, in a certain pproximation we can still model them as simple irrational agents. One possibility to model a closed economy systems is to use the kinetic wealth-exchange models (KWEM), independently introduced in different fields such as socialciences, economics and (econo)physics. We discuss how diversifying the agents of KWEMs can produce a power law in the wealth distribution. The underlying mechanism is illustrated through a mechanical analogy, in which the effective number of degrees of freedom is diversified. The mechanism proposed for the appearance of power law distributions can be in action in various complex systems.
Prof. Larry McLerran, Brookhaven National Laboratory, USA
Quarkyonic Matter and the Phase Diagram of QCD
Seminarium wyjątkowo we wtorek o godzinie 14:15 Gość zaproszony przez prof. Ludwika Turko At low temperatures and baryon number densities, matter is confined into hadrons. At high temperatures, matter becomes deconfined into quarks and gluons. Quarkyonic Matter is matter at very high baryon density and low temperatures. Its existence may be strongly argued in QCD in the limit of a large number of colors. In Quarkyonic matter, the potential between quarks remains linear at long distances, even when baryon densities are parametrically larges compared to that set by the QCD scale. Quark and antiquark pairs and gluons are bound in to color singlet states, while the quark Fermi sea is well approximated as an ideal gas of quarks. Chiral symmetry breaking (the symmetry breaking that gives the nucleon its mass)is broken in a translationally non-invariant mode, the Chiral Spiral. Hints for the existence of such matter may have been seen in heavy ion collisions at CERN-SPS and the AGS, and might have consequences for new experiments being done at the RHIC accelerator.
Prof. Kai Zuber, Uniwersytet Techniczny w Dreźnie
In search of double beta decay
W sali Rzewuskiego, godzina inna niż zwykle. Neutrino physics entered a new era. With the discovery of a non-vanishing neutrino rest mass a variety of new questions showed up in the content of nuclear and particle physics. One of the crucial questions is the determination of the absolute neutrino mass which cannot be measured in oscillation experiments. One option is neutrino-less double beta decay, the simultaneous conversion of two neutrons into two protons emitting two electrons. This total lepton number violating process requires that neutrinos are their own antiparticles and is considered to be gold plated. Furthermore, the measured half-life is directly linked with the neutrino mass. Currently, half-life measurements beyond 10^25 years are discussed. This requires a large amount of isotope of interest and a reduction of disturbing background to the smallest possible level. Indeed, it is a search for the needle in a haystack. After a general introduction into double beta decay and the related physics, the talk will focus on the status of the experiments GERDA, COBRA and SNO+.
prof. Bernard Jancewicz
Jak przedstawiać pseudowektory
Zwrot pseudowektora przedstawia się tak samo jak wektora, tzn. ze strzałką na prostej. Dlatego w różnych regułkach trzeba wspominać o śrubie prawoskrętnej. Można jednak zwrot określić inaczej - ze strzałką na owalu otaczającym prostą. Wtedy żadna śruba nie jest potrzebna. Dla tak określonych obiektów można zdefiniować wszystkie działania z algebry wektorów. Istnieje operacyjna definicja natężenia pola magnetycznego, która dobrze pasuje do tej wielkości jako pseudowektora. Pozwala też inaczej spojrzeć na prawo Ampere'a. Można i należy podawać dwie wersje twierdzenia Stokesa.
Dr Maria Magdoń-Maksymowicz, Uniwersytet Rolniczy, Kraków
Modelowanie starzenia biologicznego - wybrane zagadnienia
Model Penny, który oprócz wpływu środowiska uwzględnia też czynnik genetyczny, stanowi jedną z często stosowanych propozycji opisu dynamiki populacji. Celem referatu jest przedstawienie tego modelu i wskazanie na jego wysoką zdolność adaptacji do różnych konkretnych sytuacji i zagadnień, jak: 1) badanie wpływu mutacji na współczynnik reprodukcji i rozkład wiekowy populacji, 2) dyskutowanie biologicznej skali czasu w interpretacji rozwoju genotypu jednostki, 3) wpływu migracji osobników na liczebność populacji rozwijających się w kilku lokacjach, 4) rozważanie różnych mechanizmów propagacji choroby i jej rozkładu przestrzennego, 5) analizy i symulacji komputerowych rozprzestrzeniania choroby BSE.
prof. Marek Bożejko, Instytut Matematyczny UWr
Nieprzemienne zmienne gaussowskie i pewne ich zastosowania
1. Relacje typu CCR (bozonowe), CAR (fermionowe) i ich uogólnienia. (a) relacje q-CCR (-1< q< 1) (b) Wolne kompresje relacji CCR. 2. Momenty i kumulanty (funkcje Ursella) miar probabilistycznych na prostej. 3. Rozkład normalny N(0,1) jest miarą nieskończenie podzielną w klasycznym splocie miar i wolnym splocie Voiculescu. 4. Nowe statystyki na diagramach Feynmana i ich związki z algebrami Hopfa Connesa-Kreimera i algebrami Hopfa Lodaya-Ronco. 5. Hipoteza Bessisa-Moussy-Villaniego jest prawdziwa dla nieprzemiennych zmiennych gaussowskich. Literatura: M.Anshelevich, S.Belinschi, M.Bożejko and F.Lehner , Free infinite divisibility from q-Gaussian, Preprint arXiv 2010. S.Belinschi, M.Bozejko, F.Lehner, R.Speicher, The classical normal law is free infinitely divisible, Preprint arXiv 2009. M.Bożejko, E.Lytvynov, Meixner, Comm.Math.Phys. 292,99-129(2009). M.Bożejko, Studia Math.95(1989), 107-118. M.Bozejko, Besssis-Moussa Villani conjecture and generalized Gaussian random variables, Inf.Dim.Analysis, Quantum Prob. and Related Topics,11(2008),313-321. M.Bozejko, R.Speicher, Completely positive maps on Coxeter groups, deformed commutation relations and operator spaces, Math Ann. 300(1994),97-120. A.Connes and D. Kreimer, Hopf algebras, renormalization and noncommutative geometry, Comm.Math.Phys. 199,203-242,(1998). P.Sniady, Factoriality of Bożejko-Speicher von Neumann algebras, Comm.Math.Phys. 246(2004),561-567.
mgr Michał P. Heller, UJ Kraków / IPJ Warszawa
Stosowana teoria strun - AdS/CFT i dynamika nieperturbacyjnych teorii cechowania
Odpowiedniość AdS/CFT stwierdza pełną równoważność niektórych (tzw. holograficznych) kwantowych teorii pola z rozwiązaniami teorii strun. W przypadku planarnym przy silnym sprzężeniu dualnym opisem holograficznych kwantowych teorii pola jest supergrawitacja, co otwiera możliwość badania nieperturbacyjnej dynamiki tych teorii przy użyciu metod ogólnej teorii względności. Otrzymane do tej pory wyniki znajdują zastosowanie w fizyce silnie sprzężonej plazmy kwarkowo-gluonowej oraz fizyce materii skondensowanej. Referat będzie stanowić wprowadzenie do stosowanej teorii strun i będzie skupiać się na badaniach dynamiki silnie sprzężonych plazm za pomocą metod ogólnej teorii względności.
mgr Remigiusz Durka
Programy komputerowe w nowoczesnej pracy naukowej
Technologie informatyczne zmieniły nasze życie oferując niesamowite możliwości. To co niegdyś dostępne było jedynie specjalistom, jest teraz w zasięgu ręki każdego posiadacza komputera. Dziś do stworzenia ciekawej grafiki, galerii zdjęć, czy też strony internetowej niekiedy potrzeba kilku kliknięć myszą komputerową. Jednocześnie nowoczesne narzędzia obliczeniowe radzą sobie z coraz szerszym spektrum problemów, oferując rozwiązania skomplikowanych zagadnień. Wyniki takich obliczeń prezentowane są w sposób, o jakim całkiem niedawno mogliśmy jedynie pomarzyć. Moim celem jest zaprezentowanie wielu powszechnie dostępnych aplikacji, przydatnych nie tylko w pracy naukowej, ale również w codziennym życiu. Mam nadzieję, że programy okażą się pomocne przy tworzeniu i edycji dokumentów i grafiki, ułatwią też założenie strony internetowej oraz uproszczą i ułatwią wiele skomplikowanych czynności. Jednocześnie będę próbował zachęcić do ich twórczego wykorzystywania, zapewniając, że oprócz użytecznego wymiaru manipulacja nimi może przynieść wiele zabawy i satysfakcji.
dr Thomas Klaehn
Towards a microscopic equation of state of dense matter for astrophysical applications
The equation of state (EoS) is one of the crucial ingredients for a realistic simulation of dense astrophysical systems, viz. neutron stars and supernovae. In particular the latter rely on EoS-models which cover an extremely wide range of temperature, density and isospin-asymmetry. Besides the uncertainties at supersaturation densities, one faces challenges in describing the formation and dissolution of the elements in the nuclear medium at subsaturation densities. I will discuss the two, presently used EoS covering the required parameter space, point out their shortcomings, and report on recent progress towards improved, more realistic, microscopically sound EoS.
Dr Frank Hellmann, University of Nottingham, Wlk. Brytania
State sums and geometry
I review the state sum approach to topological quantum field theory and show how geometry can arise from representation theory in this context. I introduce the new spin foam models and review to what extend one can relate these to discrete quantum gravity.
Prof. Zbigniew Haba
Relatywistyczna termodynamika nierównowagowa
Opierając się na modelu dyfuzji relatywistycznej opisuję gaz (strumień) cząstek w ośrodku o ustalonej temperaturze. Przedstawiam, jak zmieniają się w czasie: energia, entropia i energia swobodna. Traktuję ten model jako przykład termodynamiki relatywistycznej.
dr Arkadiusz Błaut
Detektor LISA: poszukiwanie fal grawitacyjnych od zwartych układów podwójnych
LISA (Laser Interferometer Space Antenna) to detektor fal grawitacyjnych, którego misja planowana jest na rok 2018. Będzie on w stanie wykryć fale grawitacyjne pochodzące z wielu interesujących źródeł, m.in. z układów podwójnych gwiazd o małych masach lub supermasywnych czarnych dziur. Omówiona zostanie metoda filtru dopasowanego do poszukiwania prawie monochromatycznych sygnałów pochodzących ze zwartych układów podwójnych o małych masach (np. dwóch białych karłów) oraz metoda szacowania parametrów wykrytych fal.
prof. Wacław Urbańczyk i prof. Sergiusz Patela, Politechnika Wrocławska
Światłowody i kamery CCD - nagroda Nobla z fizyki w 2009 r
W sali Rzewuskiego Referat przybliży sylwetkę naukową laureatów. W pierwszej części omówiona zostanie historia rozwoju światłowodów, idea ich zastosowania do przesyłania informacji zaproponowana przez Charlesa Kao, konsekwencje tego pomysłu i najnowsze trendy w rozwoju technologii światłowodów. W drugiej części przedstawiona zostanie zasada działania, historia rozwoju i obszary zastosowań detektorów CCD.
prof.Ryszard Kutner, Uniwersytet Warszawski
Od fizyki do ekonofizyki - wybrane palące problemy
Część czysto fizyczna mojego referatu dotyczy błądzenia losowego atomu znaczonego w czasie ciągłym (CTRW) w gazie sieciowym w obecności ujemnego sprzężenia zwrotnego - wskażę, skąd ono się bierze. Potem pokażę, że przenosi się to bez zmiany formalizmu (tylko na drodze czystej reinterpretacji) na giełdę. Porównam przewidywania modelu z danymi empirycznymi. Następnie przejdę do błądzeń hierarchicznych, osobliwych Weierstrassa i przeanalizuję na tym modelu rolę zdarzeń ekstremalnych (tzw. "czarnych łabędzi") oraz superekstremalnych (tzw. "smoków"). Wreszcie powiem coś na temat błądzeń multifraktalnych i osobliwych oraz (w konsekwencji) o przemianach fazowych wyższych rzędów na rynkach finansowych. W rezerwie będę miał także wyniki naszych badań dotyczące dochodów polskich gospodarstw domowych, a stąd argumenty za dwuprogowym systemem podatkowym w Polsce oraz hipotezę rynku plastycznego + fizyczną analizę ostatniego kryzysu z punktu widzenia reologii.
prof. Krystyna Lukierska, Uniwersytet Zielonogórski
Prawo Zipfa–Mandelbrota, rozkład Pareto i rozkład hiperboliczny
Zaprezentowane zostanie prawo Zipfa-Mandelbrota w fizyce i innych dziedzinach. Pokazane zostanie, jak zmienia się statystyka mas domen w pobliżu przejścia fazowego i poza nim w modelu Isinga i Pottsa. Omówiony zostanie związek prawa Zipfa-Mandelbrota z rozkładem Pareto i rozkładem hiperbolicznym, a także związek tych rozkładów ze stratą entropii Shanonna.
prof. Agnieszka Zalewska, Instytut Fizyki Jądrowej, Kraków
SUNLAB (Sieroszowice UNderground LABoratory)
W sali Rzewuskiego Podziemne laboratoria specjalizują się w badaniach podstawowych z dziedziny fizyki i astrofizyki cząstek, a także geofizyki i fizyki jądrowej, oraz w zastosowaniach w postaci pomiarów materiałowych i biologiczno-medycznych, wykonywanych w warunkach niskiego tła. W Europie studium wykonalności wielkich podziemnych komór, dla detektorów o masie 105–106 kton, wypełnionych wodą (MEMPHYS), ciekłym argonem (GLACIER) lub ciekłym scyntylatorem (LENA), prowadzone jest w ramach europejskiego projektu LAGUNA z udziałem przedstawicieli 24 instytucji naukowych oraz inżynierów z 5 specjalistycznych firm z 10 krajów europejskich, w tym Polski. Oddział Zakłady Górnicze Polkowice-Sieroszowice, wchodzący w skład holdingu KGHM Polska Miedź S.A., jest jedną z 7 potencjalnych lokalizacji przyszłego pan-europejskiego laboratorium. Równolegle, we współpracy z międzynarodowym zespołem eksperymentu ArDM dla poszukiwań cząstek Ciemnej Materii, prowadzone są prace nad możliwością prowadzenia tego eksperymentu w laboratorium SUNLAB. Wymaga to uruchomienia małego laboratorium przed końcem 2010 roku.
Dr Karl Jansen, DESY Zeuthen, Germany
The Quest for Solving QCD: Simulations with Light Quarks
The strong interactions of elementary particles are described theoretically in the framework of Quantum Chromodynamics (QCD). The solution of QCD is an outstanding problem in modern particle physics. The most promising way is given by numerical simulations using Monte Carlo Methods, in which the space-time continuum is replaced by a lattice. We shall demonstrate that since the invention of this approach by K. Wilson the conceptual, algorithmic and computer developments have progressed so much that today realistic simulations of lattice QCD become possible, bringing us close to a, at least, numerical solution of QCD.
dr hab. Jarema Prykarpatskyj, Uniwersytet Pedagogiczny, Kraków
Stabilność adiabatyczna dynamiki układów hamiltonowskich
Rozpatruję zagadnienie stabilności niezmienniczych torusów adiabatycznie zaburzonych nieautonomicznych układów hamiltonowskich, całkowalnych przez kwadratury. Dla rozwiązania stosuję metodę "wirtualnych" kanonicznych przekształceń przestrzeni fazowej. Będę mówić o wynikach z teorii całkowalności w kwadraturach układów hamiltonowskich w przypadku przemiennej i nieprzemiennej algebry niezmienników. Przedstawię podejście symplektyczne do rozwiązania tzw. problemu Diraca-Focka-Podolskiego wprowadzenia warunków Lorenza do formalizmu hamiltonowskiego równań Maxwella.
dr Thomas Klaehn
Exploring QCD in dense matter
The identification of a neutron star with a quark matter core depends upon a realistic equation of state for cold quark matter. An almost complete absence of experimental constraints at densities above nuclear saturation illustrates that little is truly known about the equation of state of any form of extremely dense matter. In attempting to predict the properties and astrophysical signals of cold quark matter, two classes of effective models are widely used: bag and Nambu-Jona-Lasinio models. Dyson-Schwinger equations in principle provide a continuum approach which directly addresses QCD and it's key features, confinement and dynamical chiral symmetry breaking. Calculating an actual equation of state within this approach turned out to be markedly difficult if relying on numerical methods only. In this seminar I present a recently obtained semi-algebraic quark matter equation of state which gives a perspective on what future QCD studies might reveal about cold quark matter in medium.
dr Wiesław Sobków
Poszukiwanie nowych efektów w leptonowych oddziaływaniach słabych.
Zgodnie z modelem standardowym oddziaływań elektrosłabych struktura czasoprzestrzenna oddziaływania jest typu V-A. To oznacza między innymi, ze mogą być produkowane tylko neutrina lewochiralne, w granicy relatywistycznej lub bezmasowego neutrina mają one ujemną skrętność (helicity). Ponadto struktura V-A tłumaczy naruszenie parzystości w oddziaływaniach słabych. Naruszenie symetrii CP obserwuje się tylko w sektorze kwarkowym, natomiast w procesach czysto leptonowych, np. rozpad mionu, rozpraszanie elastyczne neutrin na elektronach, nie zaobserwowano do tej pory żadnych efektów łamania CP. Jednakże obserwowana asymetria miedzy materią a antymaterią we Wszechświecie nie daje się wyjaśnić występowaniem tylko pojedynczej fazy łamiącej CP w kwarkowej macierzy mieszania CKM, potrzebne są dodatkowe źródła naruszenia CP. Trzeba też wyraźnie podkreślić, ze osiągane obecnie dokładności pomiarów różnych obserwabli ciągle dopuszczają odchylenia od standardowego sprzężenia V-A, tzn. jest miejsce na wkłady od egzotycznych oddziaływań skalarnych, tensorowych i pseudoskalarnych, które mogłyby produkować neutrina prawochiralne. Głównym celem wykładu będzie znalezienie odpowiednich obserwabli do testów na obecność egzotycznych sprzężeń neutrin prawych i na możliwość łamania symetrii CP w procesach czysto leptonowych. Zostanie policzony strumień wiązki antyneutrin oraz spodziewany efekt na liczbie zdarzeń, w przypadku standardowym jak i mieszaniny antyneutrin lewo- i prawochiralnych.
Dr Teppei Katori, MIT, Cambridge, USA
Test for Lorentz invariance in the neutrino oscillation experiments
W sali Rzewuskiego The oscillation of neutrinos is a natural interferometer. It is sensitive to small space time properties without using the photon, but the sensitivity is comparable with precision of optical measurements. Thus, neutrino oscillations may be seeing small space time effects, such as Lorenz and CPT invariance violation. Lorentz and CPT violation has been shown to occur in some theories of Planck scale physics and actively studied mainly under the Standard Model Extension (SME) formalism, the minimum extension of the Standard Model with Particle Lorentz Violation. Recently the MiniBooNE neutrino oscillation experiment published the electron neutrino appearance oscillation result. We are seeing unexpected data excess at low energy region, and it cannot be understood with the standard three neutrino massive model. However, this is a type of signal predicted by Lorentz violation. In particular, a specific neutrino oscillation model based on Lorentz violation predicted a low energy excess event in MiniBooNE. In this talk, I will discuss the basic concept of Lorentz violation and the world effort to test Lorentz violation, then move into Lorentz violating neutrino oscillations. Finally I will discuss the possible interpretation of the MiniBooNE low energy excess with Lorentz violation.
dr Paulina Suchanek
Bloki czteropunktowe w konforemnych teoriach pola
W dwuwymiarowych konforemnych teoriach pola dowolna funkcja korelacji wyraża się przez 3-punktowe stałe struktury oraz przez bloki konforemne. Choć bloki konforemne z definicji są całkowicie określone przez symetrię, już w prostym przypadku 4-punktowego bloku konforemnego analityczne wyrażenie na tę funkcję nie jest znane. W trakcie referatu omówię definicję oraz sposób efektywnego wyliczania bloku 4-punktowego na sferze. Przedstawię również wyniki dotyczące bloków 4-punktowych w teoriach z symetrią konforemną uogólnioną do superkonforemnej. Na koniec pokażę niedawno wyprowadzony związek dowolnego 1-punktowego bloku konforemnego na torusie z klasą bloków 4-punktowych na sferze.
Prof. David Blaschke, prof. Ludwik Turko
Strange world of dense quark matter
We are going to present main points of the last International Conference on Strangeness in Quark Matter – SQM 09, Buzios, Brasil. The conference was devoted to the recent theoretical and experimental progress in understanding the production and properties of strange and heavy flavor (charm, beauty) quarks in high-energy nuclear collisions and in astrophysical phenomena, as well as in elementary processes. Properties of the strongly interacting quark-gluon plasma, recent advances in heavy-ion collisions at lower energies, the future heavy-ion program at CERN/LHC, and astrophysical objects in view of strangeness and heavy flavors were also topics of the conference.
doc. dr hab. Krzysztof Rogacki, INTiBS, Wrocław
Nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej: mit czy realna perspektywa
W sali Rzewuskiego Ponad 20 lat temu odkryto nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe, które znalazło szereg zastosowań w łatwej do uzyskania temperaturze ciekłego azotu. Do dzisiaj jednak nie znany jest pełny opis mechanizmu prowadzącego do tego zjawiska. Ostatnio pojawiło się wiele nowych materiałów, w których nadprzewod-nictwo ma charakter egzotyczny. Przejawy niekonwencjonalnego nadprzewodnictwa w tych materiałach (np. KOs2O6 i LaFeAsO:F) stwarzają szanse na zrozumienie istoty nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego i stąd, być może, przyczynią się do odkrycia związku będącego nadprzewodnikiem w temperaturze pokojowej. Czy materiał taki, jeśli powstanie, będzie można szeroko stosować w przemyśle i technice? Wydaje się, że z przyczyn dość fundamentalnych istnieją poważne ograniczenia w wykorzystaniu nadprzewodnictwa w temperaturach bliskich temperaturze pokojowej. Podczas wykładu zastanowimy się, czy nadprzewodnictwo w temperaturze ciekłego azotu wystarczy, aby doprowadzić do rewolucji technicznej.
mgr Mariusz Żaba
Dynamika splątania w ciągłych układach kwantowych.
Obecnie bardzo silnie rozwijającym się obszarem informacji kwantowej jest badanie splątania w układach o ciągłych stopniach swobody. Na seminarium zaprezentuję rzeczywisty układ kwantowo-optyczny (SPL NOPO z układem sprzężenia zwrotnego), w którym może być badane splątanie modów pola elektromagnetycznego. W takim układzie wszystkie macierze gęstości ewoluują do stanu gaussowskiego. Ponadto w przypadku niesymetrycznych pętli sprzężenia zwrotnego pojawiają się dodatkowe procesy parametrycznego obniżania częstości w każdym z modów, co prowadzi do zwiększenia splątania stanu równowagowego. Dynamiczne zachowanie się splątania modów wewnątrzwnękowych przeanalizuję dla licznej klasy stanów początkowych oraz pokażę, że zachodzą zjawiska: nagłej śmierci splątania, narodzenia splątania, a także opóźnionego narodzenia splątania.
mgr Dominika Konikowska (Uniwersytet Warszawski)
Teorie grawitacji wyższego rzędu z dylatonem w czasoprzestrzeniach wyżej wymiarowych
Teoria względności jako klasyczny opis oddziaływań grawitacyjnych przeszła pomyślnie wszystkie dotychczas przeprowadzone testy eksperymentalne. Niemniej poszukiwania uogólnień teorii względności trwają - np. ze względu na problemy z kwantowaniem czy też brak unifikacji z modelem standardowym fizyki cząstek. Jedną z popularnych metod rozszerzania teorii grawitacji w czasoprzestrzeniach z dodatkowymi wymiarami jest włączanie do działania wyrazów wyższego rzędu w pochodnych tensora metrycznego. Wyrazy tego typu pojawiają się także w efektywnym działaniu teorii strun, które jednak przewiduje wyrazy wyższego rzędu w pochodnych nie tylko metryki, ale i innych pól, np. pola skalarnego - dylatonu. Chciałabym przedstawić podstawowe aspekty wyżej wymiarowej teorii grawitacji z dylatonem, uwzględniającej wyrazy wyższego rzędu w pochodnych zarówno metryki, jak i pola skalarnego. W szczególności omówię konstrukcję równań ruchu dla takiej teorii wraz z ich podstawowymi własnościami. Następnie rozważę zagadnienie istnienia oraz wyprowadzenie w podejściu kowariantnym efektywnych równań grawitacyjnych na hiperpowierzchni kowymiaru 1 (branie), pozwalającej na lokalizację modelu standardowego. Na zakończenie krótko przedstawię wpływ wyrazów czwartego rzędu w pochodnych metryki na stabilizację dodatkowego wymiaru.
Prof. Arkadiusz Wójs, Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej
Ciecze kwantowe z nieabelową statystyką kwazicząstek
(W sali Rzewuskiego) Wykład będzie poświęcony kwazidwuwymiarowym elektronowym cieczom kwantowym (odpowiedzialnym m.in. za występowanie ułamkowego kwantowego efektu Halla), których kwazicząstki wykazują ułamkową i nieabelową statystykę kwantową. Omówię kolejno sens statystyki nieabelowej i jej znaczenie w kontekście informatyki kwantowej, ogólne własności hallowskich cieczy kwantowych, aktualny stan doświadczeń poszukujących hipotetycznych cieczy nieabelowych, a także własne wyniki teoretyczne przemawiające za tym, że tzw. nieabelowa funkcja falowa Moore'a-Reada faktycznie dobrze opisuje obserwowany doświadczalnie stan hallowski o landauowskim współczynniku zapełnienia ni=5/2. W szczególności przedstawię wyniki dotyczące wzbudzeń spinowych (skyrmionów) w tej cieczy.
dr hab. Zbigniew Koza
Sprawy dydaktyczne
mgr Łukasz Derkacz
Splątanie a interferencja w otwartym układzie dwóch atomów trójpoziomowych - obrona doktorska
Splątanie stanów kwantowych jest jedną z najbardziej niezwykłych cech układów mikroskopowych opisywanych prawami mechaniki kwantowej. Mimo iż jego idea jest znana od lat czterdziestych zeszłego wieku, dopiero w ostatnich dwudziestu latach nastąpił gwałtowny wzrost zainteresowania badaniem splątania. Jest to skutkiem znalezienia dla niego praktycznego zastosowania, począwszy od komercyjnie już stosowanych aparatów do kryptografii kwantowej, a skończywszy na idei komputera kwantowego. Istotnym czynnikiem umożliwiającym to zastosowanie jest posiadanie metody wytwarzania i manipulowania splątaniem. Tematem rozprawy jest teoretyczna analiza dynamiki splątania układu pary atomów trójpoziomowych wskutek oddziaływania ze wspólną próżnią. Zostaną przedstawione najistotniejsze wnioski z badania tego układu w zależności od wzajemnej konfiguracji atomów oraz ich stanów początkowych i ich wpływu na ewolucję splątania tego układu.
mgr Sylwia Krupa
Analiza układów spinów isingowskich z zero-temperaturowymi dynamikami lokalnymi
Przedmiotem wystąpienia będzie tak zwana zero-temperaturowa dynamika pojedynczo obracanych spinów, której najbardziej znanym przykładem jest dynamika Glaubera, którą zamiennie będę nazywać dynamiką ,,dopływu". Można jednak sobie wyobrazić inny typ zero-temperaturowej dynamiki (dynamika ,,wypływu") zaproponowanej w 2000 roku do badania zmian opinii w układach społecznych. Dynamika ta, nazywana modelem Sznajdów, znalazła liczne zastosowania nie tylko w modelowaniu zjawisk społecznych, ale także w marketingu, finansach i polityce. Interesujący okazał się jednak nie tylko pomysł zastosowania modelu fizyki statystycznej w socjologii, ale również zabieg odwrotny - przeniesienie pewnych nietypowych mechanizmów oddziaływań z modelu socjofizycznego na grunt mechaniki statystycznej sieciowych układów nierównowagowych. W kilku pracach zostało zasugerowane, że model Sznajdów i dynamika Glaubera w przypadku jednowymiarowym są tożsame. Z drugiej strony pewne przesłanki wskazywały na to, że relaksacja pod wpływem tych dynamik jest znacząco różna. Pozwoliły one na postawienie tezy, której potwierdzenie stało się głównym celem mojej pracy. Różnice między dynamikami dopływu i wypływu stają się widoczne, gdy zastosuje się m.in. metody mapowania na model dimerów, różne typy aktualizacji stanu układu, czy też wykorzysta się metodę analizy opartą na perkolacji. Wszystkie te metody w połączeniu z symulacjami komputerowymi wykazują wiele różnic między obiema dynamikami.
Prof. Bernard Jancewicz
Sympozjum ku pamięci prof. Jana Łopuszańskiego
Sympozjum zaczyna się o 12:15 w sali Rzewuskiego, po przerwie obiadowej (13:45-14:30) przenosi się do sali 422. W sobotę jest drugi dzień sympozjum w godzinach 9:00-13:45. Szczegółowy program jest w gablocie naprzeciw sekretariatu.
Prof. Jerzy Bartke, Instytut Fizyki Jądrowej, Kraków
Fizyka relatywistycznych jonów i eksperyment ALICE na LHC w CERN-ie
W pierwszej części referatu omówiony będzie obecny status poszukiwania plazmy kwarkowo-gluonowej (tzw. sygnatury plazmy). Jest to główne zagadnienie badane w zderzeniach relatywistycznych jąder od kilku dziesięcioleci. Druga część referatu poświęcona będzie opisowi eksperymentu ALICE, którego celem jest badanie zderzeń ultrarelatywistycznych jąder na LHC w CERN-ie. Jest to ogromny układ hybrydowy złożony z kilkunastu wzajemnie uzupełniających się sub-detektorów różnego typu.
mgr Krzysztof Pawlikowski
Model dwuskładnikowego gazu sieciowego o zmiennym zasięgu oddziaływania.
Mobilność cząstek na powierzchni ciał stałych jest tematem badań od wielu lat. Przedstawię dwuwymiarowy model cząstek naładowanych z dziurami. Cząstki oddziałują ze sobą izotropowymi siłami przyciągającymi lub odpychającymi, mogą również się poruszać. Stosując metodę Monte Carlo określiłem własności modelu takie jak: parametr porządku, funkcję korelacyjną, średni kwadrat przesunięcia i formowanie się domen w funkcji czasu, temperatury, stopnia pokrycia i zasięgu oddziaływania. Wyznaczyłem także współczynnik dyfuzji śledzonej i energię aktywacji dyfuzji. W przypadku oddziaływania krótkozasięgowego przedstawię wyniki analityczne wykonane w przybliżeniu pola średniego.
Prof. Henryk Kasprzak, Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej
Oko nieznane
(W sali Rzewuskiego) Prezentacja zawiera tematykę związaną z badaniami w zespole Optyki Widzenia Instytutu Fizyki Politechniki Wrocławskiej. Rozpoczynając od właściwości i badań interferencyjnych filmu łzowego na rogówce oka i soczewce kontaktowej, poprzez właściwości geometryczne i optyczne rogówki i soczewki ocznej zaprezentowane zostaną również właściwości dynamiczne źrenicy oka i gałki ocznej. Przedstawione zostaną wyniki dotychczasowych badań i problemy wskazujące na bardzo wiele zjawisk i właściwości struktur oka ciągle niepoznanych i nie rozumianych. Poznanie tych zjawisk czy właściwości może przyczynić się w znacznym stopniu do opracowania nowych metod pomiarowych i diagnostycznych w okulistyce.
Dr Ryszard Piasecki, Uniwersytet Opolski
Deskryptory entropowe uogólnionej niejednorodności i złożoności statystycznej
W badaniu relacji między właściwościami makroskopowymi i cechami mikrostukturalnymi losowych materiałów nieuporządkowanych korzystamy z cyfrowo przetworzonych mikrofotografii eksperymentalnych lub wzorców modelowych otrzymanych jako wynik symulacji komputerowej. Przybliżenie punktowe najmniejszych rozróżnialnych obiektów, czyli kwadratowych pikseli, których bok odpowiada długości rzeczywistej rzędu kilkuset nanometrów, trudno uznać za zadowalające. I to jest punktem wyjścia moich badań. Wykorzystując metody mechaniki statystycznej proponuję dwuskładnikowy entropowy deskryptor dla wieloskalowej analizy niejednorodności przestrzenno-kompozycyjnej wzorców obiektów niepunktowych w skali 256 poziomów szarości(8-bitowych). Ujmuje on ilościowo odmienność rzeczywistego makrostanu konfiguracyjnego i teoretycznego makrostanu odniesienia, który maksymalizuje entropię. Występują dwa rodzaje stopni swobody: przestrzenne i tzw. kompozycyjne. Przedstawię również nowy typ entropowego deskryptora złożoności wzorca, który odróżnia w różnych skalach długości makrostany konfiguracyjne z tym samym stopniem nieporządku. Własności deskryptorów ilustrują przykłady wzorców syntetycznych, ułamkowego ruchu Browna, ewolucji czasowej wzorców aperiodycznych, wzorców granularnych na powierzchni słońca,laserowych wzorców plamkowych [arXiv:0903.4669v1, arXiv:0902.2106v1].
mgr Mariusz Woronowicz
Kwantowanie teorii pola na czasoprzestrzeniach nieprzemiennych - pole skalarne
Choć idea czasoprzestrzeni nieprzemiennej liczy sobie 50 lat, wciąż jest słabo poznanym obszarem fizyki wysokich energii. W szczególności sformułowanie kwantowej teorii pola na takich czasoprzestrzeniach stanowi poważne wyzwanie. Omówię ogólny związek algebry Hopfa z teorią reprezentacji. Następnie przedstawię ostatnio otrzymane wyniki dotyczące kwantowania swobodnego pola skalarnego na czasoprzestrzeniach nieprzemiennych. Szczegółowo omówię dwie deformacje kwantowe: czasoprzestrzeń kanoniczną oraz kapppa-deformację typu Liego. Struktura Hopfa deformacji kanonicznej jest stosunkowo uboga, prowadzi to do "niemal" niezdeformowanego kwantowania teorii, z drugiej strony deformacja ta otrzymywana jest przez twist - tym samym jej kwantowanie zadane jest przez R-macierz. W przypadku kappa-deformacji (która nie jest twistem) struktura Hopfa jest nietrywialna, co pozwoli "w pełni" prześledzić wpływ nieprzemienności czasoprzestrzeni na strukturę kwantowej teorii pola.
mgr Maciej Matyka
Modelowanie numeryczne transportu płynów przez ośrodki porowate (obrona doktorska)
Przedstawię krótko główne tezy, cele i wnioski mojej rozprawy doktorskiej. Omówię dwa zagadnienia związane z transportem płynów przez ośrodki porowate: dyfuzję w modelu M. Kuentza, P. Lavalleego oraz krętość przepływu w ośrodku porowatym.
dr Marcin Misiaszek, Instytut Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego
Nowe wyniki eksperymentu BOREXINO
Eksperyment BOREXINO po kilkunastoletnim okresie przygotowywań jest teraz w głównej fazie zbierania i analizowania danych. Głównym celem budowy 300-tonowego detektora scyntylacyjnego, umieszczonego w podziemnym laboratorium Gran Sasso, jest niskotłowa spektrometria neutrin słonecznych. W trakcie referatu zostaną omówione najnowsze wyniki pomiarów strumieni neutrin 7Be oraz 8B. Przedstawiona zostanie również zasada działania tego unikalnego urządzenia.
mgr Anna Pachoł i dr Andrzej Borowiec
Przestrzenie nieprzemienne i ich zastosowania w podwójnie szczególnych teoriach względności
Po krótkim wprowadzeniu do teorii przestrzeni nieprzemiennych omówimy ich klasyfikacje oraz sposoby otrzymania. Zostaną przedstawione techniki deformacji kwantowych za pomocą twistów oraz ich związek z grupami kwantowymi, jak również możliwość ich zastosowania w opisie fizyki w skali Plancka. Ponadto zostaną rozważone podstawy wyprowadzenia przestrzeni kappa-zdeformowanych, które są motywowane przez tzw. "doubly special relativity" (DSR). Przedstawimy także operatorowe realizacje współrzędnych nieprzemiennych oraz związki dyspersyjne otrzymane z uogólnionego równania Kleina-Gordona dla kilku różnych parametrów pochodzących z twistów. W przypadku twistu abelowego odtworzymy związek dyspersyjny znany ze szczególnie popularnej wersji DSR.
dr Arkadiusz Błaut
"Detektor LISA: poszukiwanie fal grawitacyjnych od zwartych układów podwójnych"
LISA (Laser Interferometer Space Antenna) to detektor fal grawitacyjnych, którego misja planowana jest na rok 2018. Będzie on w stanie wykryć fale grawitacyjne pochodz±ce z wielu interesuj±cych Ľródeł, m.in. z układów podwójnych gwiazd o małych masach lub supermasywnych czarnych dziur. Omówiona zostanie metoda filtru dopasowanego do poszukiwania prawie monochromatycznych sygnałów pochodz±cych ze zwartych układów podwójnych o małych masach (np. dwóch białych karłów) oraz metoda szacowania parametrów wykrytych fal.
mgr Maciej Matyka
Modelowanie numeryczne transportu płynów przez ośrodki porowate
Przedstawię szerzej zagadnienia poruszane w mojej rozprawie doktorskiej.Omówię dwa zagadnienia szczegółowe związane z transportem płynów przez ośrodki porowate: dyfuzję ,,anomalną'' w modelu M. Kuentza, P. Lavalleego oraz krętość przepływu w ośrodku porowatym.
prof. Jerzy Lukierski
Model struny twistorowej
Po przedstawieniu zasad Penrose'a twistorowego opisu zasoprzestrzeni Minkowskiego podam najpierw równoważne modele cząstek twistorowych oraz relatywistycznych cząstek punktowych (bezmasowych oraz masywnych ze spinem). Następnie przedstawię nieliniowy model struny twistorowej zadanej przez parę dwuwymiarowych pól twistorowych. Pokażę, że model taki jest klasycznie równoważny z modelem standardowej struny bozonowej Nambu-Goto. Przy odpowiednim wyborze lokalnych parametrów cechowania otrzymam swobodną strunę twistorową z dwuliniowym lagranżjanem. Na końcu wyjaśnię związek moich rozważań z ostatnio dość często rozpatrywaną superstruną twistorową Wittena. Przedstawione wyniki zostały otrzymane we współpracy z S. Fedorukiem z Dubnej.
Dr Dariusz Dziczek, Prof Stanisław Chwirot , UMK Toruń
Kontrola nad powolnymi impulsami światła
(W sali Rzewuskiego) W trakcie wykładu zostaną przedstawione wyniki doświadczeń nad propagacją impulsów światła w ośrodkach z elektromagnetycznie indukowaną przezroczystością (electromagnetically induced transparency - EIT) przeprowadzonych w Krajowym Laboratorium FAMO w Toruniu. W nieco specyficznych, choć niezbyt trudnych do uzyskania warunkach możliwa jest dwuparametrowa kontrola nad impulsami światła laserowego biegnącymi (lub może lepiej: ,,pełznącymi") w ośrodku EIT. Efekty kontroli są szczególnie wyraźne w sytuacji, gdy impulsy wchodzące do ośrodka są wystarczająco krótkie. W takich okolicznościach impulsy wychodzące z ośrodka mają bardzo ciekawe i jak dotąd zagadkowe charakterystyki czasowe. Na koniec prof. Stanisław Chwirot opowie o Krajowym Laboratorium Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optyki.
prof. Wojciech Gawlik, Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński
Najniższe temperatury we Wszechświecie
(W sali Rzewuskiego) W wykładzie wprowadzone będą podstawowe informacje dotyczące optycznych metod uzyskiwania najniższych temperatur oraz najważniejsze charakterystyki materii w temperaturach bliskich zera bezwzględnego. Będą omówione techniki doświadczeń z materią w ultraniskich temperaturach, wytwarzania tzw. sieci optycznych oraz otrzymywania i badania kondensatów Bosego-Einsteina, a także ich niezwykłe własności. W wykładzie będą też przedstawione najnowsze wyniki prac nad kondensatem prowadzonych w Krajowym Laboratorium Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej w Toruniu.
dr hab. Krzysztof Sacha, Inst. Fizyki, Uniwersytet Jagielloński
Kondensat Bosego-Einsteina okiem teoretyka
W trakcie wykładu omówię podstawowe metody stosowane do opisu kondensatu Bosego-Einsteina w zimnych gazach atomowych. Przedstawię również szereg przykładów ilustrujących, jakie efekty fizyczne można w zimnych gazach atomowych uzyskiwać i badać. W ostatniej części wykładu skupię się nad problemem pojedynczych pomiarów w przypadku układu N ciał.
dr hab. Marek Wolf
Hipoteza Riemanna oczami fizyka
Hipoteza Riemanna (RH) mówi o położeniu na płaszczyźnie zespolonej nietrywialnych zer funkcji dzeta dzeta(s) Riemanna. Jest ona jednym z najbardziej znanych nierozwiązanych problemów w matematyce. Po sformułowaniu hipotezy Riemanna kilka minut poświęcę anatomii dzety Riemanna. Zasadnicza część wykładu będzie poświęcona omówieniu związków RH z fizyką: Twierdzenie Woronina i fraktalność dzety(s). Elektromechaniczny układ van der Pola. Przypuszczenie Polya'i-Hilberta, korelacje zer dzety: praca Montgomerego, macierze losowe, hamiltonian Okubo, Berry: H=xp. Związki z chaosem kwantowym. Modele Isinga i RH. Bilardy i RH. Ruchy losowe i RH.
Prof. Bernard Jancewicz
Czy fala elektromagnetyczna może być płaska w zakrzywionej czasoprzesteni?
Sformułowanie elektrodynamiki w języku form różniczkowych jest ogólnie współzmiennicze, więc nadaje się do czasoprzestrzeni zakrzywionych. Szukałem rozwiązań równań Maxwella w postaci fali elektromagnetycznej. Jeśli zażądać, żeby fala była w pewnym sensie płaska, to jest to możliwe dla metryki konforemnie podobnej do metryki Minkowskiego. Takie metryki były znalezione dla modelu Friedmana.
Prof. Zbigniew Jaskólski
Czteropunktowe bloki konforemne w superkonforemnej teorii pola
4-Point Conformal Blocks in SuperConformal Field Theory The conformal block is one of the basic notions of the 2-dimensional conformal field theory. The aim of the seminar is to provide an elementary explanation of this concept and a brief description of the recurrence method of calculating 4-point blocks due to Alexei Zamolodchikov. I will also present recent results concerning extension of this method to N=1 superconformal field theories obtained in collaboration with Leszek Hadasz and Paulina Suchanek.
Prof. Krzysztof Redlich
Transport properties near chiral phase transition
We will discuss the properties of transport coefficients, shear and bulk viscosities near chiral phase transition. The calculations are performed in a kinetic theory under relaxation time approximation. We focus on the scaling properties near critical end point on the QCD phase diagram.
Prof. David Blaschke
New islands in the QCD phase diagram
Abstract: Recently, a few new terms have been coined to describe the multi-faceted landscape of the QCD phase diagram. Among them are different color superconducting quark matter phases, pseudogap and BEC-BCS crossover regions as well as the so-called "quarkyonic phase" (McLerran/Pisarski). In explaining where to find these islands, I will mainly refer to results from a Polyakov-loop Nambu-Jona-Lasinio model. Predictions for characteristic observable traces of these phases are sought for in order to shape the experimental programmes of future heavy-ion collision facilities such as FAIR/CBM (Darmstadt) and NICA-MPD (Dubna).
dr hab. Zbigniew Koza
Dyskusja na temat: Jak pozyskać studentów i jak ich zatrzymać na Wydziale?
Zastępca dyrektora naszego Instytutu d/s dydaktycznych wysłał do nas ostatnio list elektroniczny z dziewięcioma punktami do przemyślenia na temat nauczania na naszym Wydziale. Warto z nimi się zapoznać przed przybyciem na seminarium. Bernard Jancewicz
Prof. Ludwik Turko
Nagroda Nobla z fizyki 2008 (w sali Rzewuskiego)
Tegoroczną nagrodę Nobla otrzymało trzech fizyków teoretyków: Yoichiro Nambu za wykorzystanie efektu spontanicznego łamania symetrii w świecie cząstek elementarnych oraz Makoto Kobayashi i Toshihide Maskawa za wprowadzenie mechanizmu ,,mieszania symetrii", prowadzącego do łamania symetrii CP materia-antymateria pociągającego za sobą pojawienie się trzeciej rodziny kwarków i leptonów. Konsekwencje wynikające z tych teoretycznych założeń zostały potwierdzone doświadczalnie, co jest warunkiem koniecznym dla otrzymania nagrody Nobla. Na wykładzie zostaną przedstawione w sposób dość przystępny prace laureatów prowadzące do ich jesiennej wizyty w Sztokholmie. Będzie również miejsce na rozważania dotyczące ewentualnych pominięć przy wyborze tegorocznego werdyktu, o czym było dość głośno w pierwszych komentarzach po ogłoszeniu decyzji Komitetu Noblowskiego.
Prof. Maciej Chorowski, Wydział Mechaniczno-Energetyczny Politechniki Wrocławskiej
Inżynieria i technologia dla fizyki – czyli czym jest Wielki Zderzacz Hadronów? (sala Rzewuskiego)
Wielki Zderzacz Hadronów (LHC), o energii 14 TeV, jest największym i najbardziej zaawansowanym technologicznie urządzeniem badawczym fizyki. Chociaż eksperymenty, których celem jest m.in. stwierdzenie istnienia bozonu Higgsa, testowanie Modelu Standardowego, czy sprawdzenie teorii supersymetrii, dopiero się rozpoczną, to już dzisiaj można stwierdzić, że koncepcja, budowa i uruchomienie LHC wymagały rozwiązania wielu problemów naukowych łączących różne dziedziny fizyki stosowanej i nauk technicznych. Wstrzyknięcie pierwszych przeciwbieżnych wiązek protonów do ponad 27-kilometrowego pierścienia poprzedzone było kilkunastoletnim programem badawczym obejmującym rozwój niezbędnych technologii i ich transfer do przemysłu. Szczególne miejsce w koncepcji LHC zajmują kriogenika helowa i nadprzewodnictwo stosowane. Wielki Zderzacz Hadronów jest całkowicie nadprzewodnikową maszyną zawierającą 1232 dipolowe magnesy odchylające, 474 kwadrupolowe magnesy ogniskujące oraz ponad 8000 magnesów korekcyjnych. Całość jest kriostatowana w temperaturze 1,8 K przy użyciu ponad 100 ton nadciekłego helu oraz dzięki zastosowaniu nowych obiegów termodynamicznych. Budowa i uruchomienie LHC pozwoliły na zgromadzenie doświadczeń, które mogą być wykorzystane w trakcie budowy innych dużych urządzeń badawczych, jak ITER, XFEL czy FAIR.
prof. Zygmunt Galasiewicz
Nadpłynność, nadprzewodnictwo - osobiste spotkania ze słynnymi specjalistami
Przedstawię zapamiętane szczegóły spotkań z fizykami, których osiągnięcia w drugiej połowie XX wieku uważa się za fundamentalne. Poznamy ciekawsze fragmenty ich życiorysów. Większość z nich otrzymała nagrody Nobla (rok przyznania). Oto oni: A.A. Abrikosow, J. Bardeen (1956 i 1972), N.N. Bogolubow, I.M. Chałatnikow. W.Ł. Gizburg (2003), P.L. Kapica (1978), L.D. Landau (1962), A.J. Leggett (2003), E.A. Mueller (1987), C.N. Yang (1957).
prof. Zbigniew Haba,
Dyfuzja relatywistyczna
Relatywistyczne równanie dyfuzji w przestrzeni fazowej będzie zdefiniowane w pełnej analogii ze zwykłą dyfuzją. Pokaże, że taka dyfuzja jest jednoznacznie wyznaczona przez niezmienniczość relatywistyczną. Opiszę równanie transportu i fizykę statystyczną wynikającą z równania dyfuzji. Omówię możliwe zastosowania do opisu plazmy (w tym plazmy kwarkowo-gluonowej) oraz zderzeń wysokoenergetycznych.
prof. Maciej Chorowski, Wydział Mechaniczno-Energetyczny Politechniki Wrocławskiej
Inżynieria i technologia dla fizyki – czyli czym jest Wielki Zderzacz Hadronów? (w sali Rzewuskiego)
Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) o energii 14 TeV jest największym i najbardziej zaawansowanym technologicznie urządzeniem badawczym fizyki. Chociaż eksperymenty, których celem jest m.in. stwierdzenie istnienia bozonu Higgsa, testowanie Modelu Standardowego, czy sprawdzenie teorii supersymetrii, dopiero się rozpoczną, to już dzisiaj można stwierdzić, że koncepcja, budowa i uruchomienie LHC wymagały rozwiązania wielu problemów naukowych łączących różne dziedziny fizyki stosowanej i nauk technicznych. Wstrzyknięcie pierwszych przeciwbieżnych wiązek protonów do ponad 27-kilometrowego pierścienia poprzedzone było kilkunastoletnim programem badawczym obejmującym rozwój niezbędnych technologii i ich transfer do przemysłu. Szczególne miejsce w koncepcji LHC zajmują kriogenika helowa i nadprzewodnictwo stosowane. Wielki Zderzacz Hadronów jest całkowicie nadprzewodnikową maszyną zawierającą 1232 dipolowe magnesy odchylające, 474 kwadrupolowe magnesy ogniskujące oraz ponad 8000 magnesów korekcyjnych. Całość jest kriostatowana w temperaturze 1,8 K przy użyciu ponad 100 ton nadciekłego helu oraz dzięki zastosowaniu nowych obiegów termodynamicznych. Budowa i uruchomienie LHC pozwoliły na zgromadzenie doświadczeń, które mogą być wykorzystane w trakcie budowy innych dużych urządzeń badawczych, jak ITER, XFEL czy FAIR.
mgr Artur Ankowski
Efekty jądrowe w oddziaływaniach neutrin (obrona pracy doktorskiej)
W fizyce neutrin porównanie przewidywań teorii z wynikami doświadczeń odbywa się za pośrednictwem symulacji Monte Carlo. W detektorach neutrina oddziałują z jądrami atomowymi, więc gros niepewności pochodzi od efektów jądrowych. Typowe podejście, stosowane w generatorach Monte Carlo, polega na używaniu modelu gazu Fermiego jako opisu jądra. Z eksperymentów elektronowych wiadomo jednak, że ten model może stanowić tylko pierwsze przybliżenie. Znacznie lepszy opis jądra daje funkcja spektralna, określająca rozkład pędów i energii nukleonów. W przyszłych eksperymentach (MINERvA, T2K) kluczową rolę odegra dokładność pomiarów, więc ulepszenie opisu jąder atomowych w modelach teoretycznych jest bardzo istotne. Głównym celem przedstawianej rozprawy doktorskiej jest skonstruowanie przybliżonych funkcji spektralnych tlenu, wapnia i argonu oraz ocena precyzji przekrojów czynnych na rozpraszanie neutrin otrzymanych przy ich użyciu. Otrzymane funkcje spektralne zastosowałem jako opis jądra przy rozpraszaniu elektronów, otrzymane wyniki porównałem z precyzyjnymi danymi doświadczalnymi w szerokim zakresie energii i kątów rozpraszania. W ten sposób pokazałem, że otrzymany model bardzo dobrze opisuje efekty jądrowe w oddziaływaniach elektronów. Następnie ustaliłem, które pomiary dla elektronów leżą w obszarze kinematycznym odpowiadającym rozpraszaniu neutrin i w sposób pośredni pokazałem, że udało się osiągnąć wysoką dokładność modelowania efektów jądrowych dla neutrin.
mgr Artur Pietrykowski
Oddziaływanie kwantowych pól grawitacyjnych z renormalizowalnymi polami kwantowymi (obrona pracy doktorskiej)
Kwantowa teoria pola dobrze opisuje zjawiska fizyczne w ograniczonym zakresie energii. Ograniczoność wynika z rozbieżności przy uwzględnieniu poprawek pętlowych. Są one konsekwencją braku naturalnego ograniczenia na pędy cząstek. Zwykle renormalizacja pozwala usunąć nieskończoności. Okazuje się jednak, że jest to specyfiką teorii niskoenergetycznych. Teoria grawitacji Einsteina opiera się tej procedurze. Jednakże traktowana jako teoria efektywna pozwala rozszerzyć w skali energii obszar stosowalności kwantowej teorii pola, przez co staje się możliwym opis zjawisk fizycznych uwzględniający kwantowe efekty grawitacyjne poniżej energii Plancka. Interesujące jest w tym ujęciu, czy i w jakim stopniu grawitacja kwantowa modyfikuje oddziaływania cząstek elementarnych przenoszone za pomocą bozonów wektorowych. W rozprawie doktorskiej odniosłem się do prób odpowiedzi na pytanie o wpływ grawitacji kwantowej na bieżenie stałych sprzężenia w teorii Yanga-Millsa wraz ze wzrostem energii. Okazało się, że wyniki uzyskane w ramach tychże prób są artefaktem wynikającym z przyjętego sposobu łamania symetrii cechowania. Uwzględnienie stałej kosmologicznej oraz zastosowanie formalizmu <<Jednoznacznego Działania Efektywnego>> pozwoliło na znalezienie takich poprawek. Dla dodatniej wartości stałej kosmologicznej abelowa teoria Yanga-Millsa staje się asymptotycznie swobodna. Rozszerzenie sektora grawitacyjnego o człony kwadratowe w krzywiźnie nie wpływa na bieżenie stałych sprzężenia.
Dr Paweł Gusin, Uniwersytet Śląski
Kosmologiczne modele branowe
Przedstawione zostaną modele kosmologiczne, które są konsekwencją teorii strun. Są nimi modele branowe. Cechą charakterystyczną takich modeli jest to, że 4-wymiarowa czasoprzestrzeń na poziomie klasycznym i w niskoenergetycznym przybliżeniu supergrawitacyjnym jest podrozmaitością (braną) zanurzoną w rozmaitości 10-wymiarowej. Geometria i pola tej 10-wymiarowej czasoprzestrzeni są wyznaczane przez rozwiązania równań supergrawitacji. Każde takie rozwiązanie jest nazwane próżnią. W zależności od wyboru 10-wymiarowej próżni dostaje się różne modele fizyczne na branie 4-wymiarowej. Parametry ustalające fizykę na branie są między innymi zależne od jej położenia w 10-wymiarowej czasoprzestrzeni. Będzie ukazane, jak 4-wymiarowa stała kosmologiczna zależy od położenia. Zostaną podane warunki prowadzące do inflacji 4-wymiarowej brany ze złamaną supersymetrią. Będzie przedstawiona dynamika objętości świata takiej brany. W szczególnych przypadkach otrzymuje się czasoprzestrzeń de Sittera, która wydaje się być czasoprzestrzenią naszego Wszechświata. Przedstawione również będą warunki tunelowania dla brany oraz zależność prawdopodobieństwa tunelowania od stałej kosmologicznej.
dr Dariusz Prorok
Model statystyczny w opisie produkcji hadronów w zderzeniach ciężkich jonów
Kolokwium habilitacyjne. Tylko dla członków Rady Instytutu.
dr Zygmunt Petru
Prezentacja kandydatów na dziekana
W sali Rzewuskiego
Prof. Larry McLerran, Brookhaven National Laboratory, USA
Tutuł będzie podany później
Seminarium wyjątkowo we wtorek. Gość zaproszony przez prof. Ludwika Turko
Prof. Antoni Ciszewski, IFD, UWr
Co to jest nanotechnologia i czego od niej oczekujemy?
29 grudnia 1959 na zjeździe Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego Richard Feynman wygłosił referat zatytułowany "There's plenty of room at the bottom". Norio Taniguchi w 1974 r. po raz pierwszy użył terminu "nano-technology". W 1981 roku Gert Binnig i Heinrich Rohrer zbudowali pierwszy skaningowy mikroskop tunelowy - urządzenie pozwalające na manipulowanie pojedynczymi atomami. W 1992 r. w swojej książce Eric Drexler przedstawił teoretyczne podstawy wytwarzania urządzeń na poziomie molekularnym. Ten sposób określił terminem "nanotechnologii molekularnej". W 1998 r. zainicjowała działalność International Technology Roadmap for Semiconductors, której celem jest zapewnienie ciągłego postępu w doskonaleniu układów scalonych i wszystkich produktów wykorzystujących takie układy. 21 stycznia 2000 r. Bill Clinton przedstawił w Caltech federalny program koordynujący działalność badawczo-rozwojową w dziedzinie nanonauki i nanotechnologii, tzw. National Nanotechnology Initiative. W referacie zostanie krótko przedstawiona geneza nanotechnologii. Na podstawie wybranych definicji podjęta zostanie próba wyjaśnienia, czym jest nanotechnologia. Aktualne znaczenie nanotechnologii zostanie zilustrowane przykładami osiągnięć. Podkreślone zostaną różnice między nanotechnologią i nauką (nanonauką). Przedstawione zostaną wyniki wybranych badań prowadzonych w Zakładzie Mikrostruktury Powierzchni Instytutu Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Wrocławskiego i ich związek z nanotechnologią.
Dr. Volker Friese, GSI, Darmstadt, Niemcy
Strangeness and the phi-meson in heavy-ion collision
The production of particles containing strange quarks is considered a key observable for the understanding of the reaction mechanisms in relativistic heavy-ion collisons. Recent results from the CERN-SPS, observing an anomaly in the relative strangeness production at around 30 AGeV, have been interpreted as a signature for the onset of a transition towards a deconfined state of matter, the quark-gluon plasma. The phi meson has a particular role due to being strangeness-neutral, yet containing a s-sbar quark pair. Thus, hadronic and partonic scenarios for strangeness creation will have quite different impacts on the production of phi mesons. In this lecture, we will present and discuss recent experimental results on strangeness production in heavy-ion collisions, with emphasis on data on phi mesons obtained by the NA49 collaboration. An outlook on the experimental propects from future experiments will be given.
Igor Pronin, Phys.-Technical Institute, Petersburg
Surface crystallography via incoherent medium-energy electron diffraction
(W sali Rzewuskiego w ramach sympozjum na cześć prof. Stefana Mroza z okazji 70. urodzin.) In this lecture, I will consider the principles of incoherent medium-energy electron diffraction to demonstrate that spatial distributions of backscattered electrons image the symmetry of near-surface layer in real space. It will be shown as well that Single scattering cluster (SSC) approximation can be used to simulate the measured patterns and quantitative information concerning the near-surface atomic structure can be obtained from the comparison of theoretical and experimental profiles via reliability factors. The experimental apparatus which allows to investigate the near-surface structure in real time will be also described. Finally, several applications of the technique will be presented to illustrate its advantages.
dr hab. Jacek Miękisz, Uniwersytet Warszawski
Przejścia fazowe w układach wielu graczy
Wykład rozpocznę od krótkiego kursu teorii gier. Następnie omówię dynamiczne modele gier przestrzennych. Rozważę wpływ liczby graczy i poziomu szumu na stochastyczną stabilność równowag Nasha. W szczególności przedstawię przykłady gier przestrzennych, w których zachowanie populacji graczy podlega przejściom fazowym. Przedyskutuję również Dylemat Więźnia na bezskalowych sieciach Barabasiego-Alberty. Gracze imitują strategie z najlepszymi wypłatami. Pokażę, że częstość kooperantów zmienia sie gwałtownie jako funkcja różnych parametrów gry.
prof. Krystyna Lukierska, Uniwersytet Zielonogórsk
Proces Levy'ego i materiały magnetyczne
Referat składa się z dwóch części: 1. Pokazuje się, że dynamika szkieł spinowych może być opisana procesem Levy'ego. 2. Bada się statystykę wielkości domen magnetycznych w modelu Isinga i pokazuje, że w punkcie krytycznym Tc rozkład prawdopodobieństwa wielkości domen jest typu Pareto.
Prof. Maciej Dunajski, Uniwersytet Cambridge
Teoria twistorów
Teorię twistorów zaproponował Roger Penrose początkowo jako sposób połączenia mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności. Jej status jako teorii fizycznej pozostaje niejasny, ale znalazła ona nieoczekiwane zastosowania w matematyce - od geometrii różniczkowej i teorii reprezentacji do układów całkowalnych. Przedstawię elementarne wprowadzenie do tego zagadnienia.
Prof. Joachim Truemper, Inst. Extraterrest. Phys.
(Garching, RFN) The physical properties of neutron stars
(W sali Rzewuskiego) Neutron Stars represent unique astrophysical laboratories which allow us to investigate the properties of matter under the most extreme conditions observable in nature. During the last 40 years observations of radio pulsars, pulsating X-ray sources and X-ray bursters have provided a wealth of information about their physical parameters like masses, rotational fequencies, magnetic fields, magnetic moments, moments of inertia, etc. More recently it has become possible to detect the faint thermal emission from their tiny surfaces. These observations allow to measure neutron star radii, which in turn constrain the equation of state of matter at supranuclear densities prevailing in their cores. The lecture by Professor Truemper will be preceeded by a short information about the new Research Networking Programme of the European Science Foundation on "The New Physics of Compact Stars" (2008-2013), given by Prof. David Blaschke.
Dr Maksim Pavlov, Instytut Lebiediewa, Moskwa
Integrability of new nonlocal kinetic equation
We study a new class of nonlinear kinetic equations recently derived in the context of the description of nonequilibrium dynamics of dense soliton gases with elastic collisions. These kinetic equations have nonlocal structure and can be obtained by considering the infinite-genus thermodynamic limit for the Whitham modulation systems for soliton equations. We prove that the N-component `cold-gas' hydrodynamic reductions of the nonlocalkinetic equation represent integrable linearly degenerate hydrodynamic type systems. Explicit formulae for the Riemann invariants and characteristic velocities are obtained for N=3. For this case, a family of exact similarity solutions is obtained and existence of quasi-periodic three-phase solutions is proved. An explicit representation for the family of linearly degenerate hydrodynamic symmetries is found.
dr hab. Zbigniew Koza, mgr Maciej Matyka
Krętość przepływu w ośrodkach porowatych
W pierwszej części referatu wyjaśnimy pojęcie krętości przepływu w ośrodkach porowatych. W części drugiej przedstawimy nasze najnowsze wyniki dotyczące numerycznego wyznaczania krętości w pewnym modelu ośrodka porowatego. "Tortuosity in the porous media flow" In the first part of the seminar we explain the notion of tortuosity in the context of flows through porous media. In the second one we present our recent results concerning numerical aspects of tortuosity determination in a model of a porous medium.
Dr Paweł Węgrzyn (Uniwersytet Jagielloński)
Dynamiczny efekt Casimira
Dynamicznym efektem Casimira określa się modyfikację zachowania pola kwantowego pod wpływem zmiennych w czasie warunków brzegowych. Najczęściej badanym modelem w tym kontekście są wibrujące wnęki elektromagnetyczne. W przypadku, gdy drgają w warunkach rezonansu parametrycznego, oczekuje się, że można zaobserwować makroskopowe skutki produkcji cząstek w stanie próżni. Omówię najprostsze modele dynamicznego efektu Casimira.
prof. Jerzy Lukierski
Rozszerzenia symetrii Galileusza i ich realizacje dynamiczne
Plan wykładu: 1. Symetrie Galileusza, symetrie Newtona-Hooke'a oraz ich rozszerzenia centralne. 2. Rozszerzone symetrie Galileusza i Newtona-Hooke'a opisujące nierelatywistyczne układy odniesienia różniące sie przyspieszeniami. 3. Ładunki centralne i klasy kohomologii algebr Liego oraz zastosowania do rozszerzonych algebr Galileusza i Newtona-Hooke'a. 4. Współzmiennicze działania liniowe, ładunki centralne jako stałe sprzężenia. 5. Technika realizacji nieliniowych, przekształcenia cechowania, fizyczna rownoważnosc rozszerzeń symetrii Galileusza i Newtona-Hooke'a. Referat na podstawie następujących prac: 1.J.Lukierski, P.Stichel, W.J.Zakrzewski, hep-th/0702179; PLB 650, 203 (2007) 2. J.Lukierski, P.Stichel, W.J.Zakrzewski, arXiv:0710:3093, Eur.Phys.J.C, w druku 3. J.Gomis, J.Lukierski, "Enlarged NH symmetries: particle dynamics and gauge symmetries", bedzie wyslane do arXiv w marcu 08.
Prof. Robert Olkiewicz
Sprawozdania Zakładów Naukowych
.
prof. Jan Sobczyk
Konstruowanie generatora Monte Carlo oddziaływań neutrin
Przedstawię główne etapy rozwoju wrocławskiego generatora oddziaływań neutrin - NuWro. Podam fizyczne uzasadnienie, dlaczego warto było kilka lat temu zająć się takim przedsięwzięciem. Będzie mowa o uczestnictwie grupy fizyków z IFT w przygotowywanym w Japonii wielkim eksperymencie neutrinowym pod nazwą T2K. Przedstawię aktualnie prowadzone prace nad NuWro oraz najważniejsze w tym zakresie plany na przyszłość.
dr inż.Kazimierz Czechowicz, Innovation Technology
Koncepcja miasteczka technologicznego na Dolnym Śląsku - e-city
Omówiona zostanie idea utworzenia centrum innowacyjnego nowych technologii na Dolnym Śląsku. W założeniu byłby to polski odpowiednik francuskiego Sophia-Antipolis (Mądrość i antymiasto) istniejącego na Lazurowym Wybrzeżu. Ośrodek taki stanowiłby naturalne centrum współpracy firm high-tech oraz środowiska akademickiego.
Prof. Robert Olkiewicz
Spotkanie gwiazdkowe
.
dr Dariusz Grech
Fizyka finansowa w opisie zjawisk krytycznych na rynku papierów wartościowych
Fizyka finansowa (ekonofizyka) jest gałęzią wiedzy stosującą metody fizyki do opisu zjawisk finansowych na rynku papierów wartościowych rozumianym jako układ złożony. W szczególności ciekawa jest możliwość opisu i przewidywania krachów finansowych czy gwałtownych zmian kursów jako przejść fazowych. Omówię dwa główne podejścia do tego zagadnienia polegające na globalnym i lokalnym opisie własności czasowych szeregów finansowych w okolicy punktu krytycznego. Pierwszy z nich prowadzi do tzw. log-periodycznych oscylacji szeregu czasowego; drugi jest związany z lokalnym wymiarem fraktalnym szeregu. Obie metody mają jednakową moc przewidywania zjawiska krytycznego w zależności od tego, czy rynek finansowy jest już rozwinięty czy też należy do tzw. rynków wschodzących. Pokażę to m.in. na przykładzie polskiego rynku kapitałowego badając historię Warszawskiego Indeksu Giełdowego (WIG). Na zakończenie przestawię, jak pomysły rozwijane w ramach fizyki finansowej mogą być z powodzeniem zastosowane do analizy danych w wykrywaniu właściwości stochastycznych tła w doświadczeniach poszukujących fal grawitacyjnych.
prof. Zygmunt Galasiewicz
Jak człowiek dojrzewał do naukowego poznania świata - fragmenty literatury pięknej
Przedstawię szkic osiągnięć twórców fizyki począwszy od Talesa z Miletu czy Demokryta z Abdery po autorów współczesnej Teorii Wszystkiego. Z tekstów pisarzy i poetów, jak np. Lukrecjusz, J. Milton, J. Goethe, A. Mickiewicz, C. Swinburne, M. Proust, H. Sienkiewicz, J. Joyce, L. Lederman, J. Carrol, W. Szymborska, zostały wybrane i zacytowane fragmenty kojarzące się z nauką. Np. Marcel Proust w jednej z powieści napisał: ,,...i Fancoise odpowiedziała śmiejąc się: Pani jest gorsza od promieni X ...".
Prof. Omar Benhar, Universita "La Sapienza", Rzym
Many-body theory of the electroweak nuclear response
I will outline the theoretical description of nuclei based on nonrelativistic many-body theory and realistic hamiltonians, and discuss its application to the study of electron- and neutrino-nucleus scattering observables.
by Werner Ebeling, Humboldt University, Berlin
Theory of Brownian motion revisited - from Einstein-Smoluchowski to swarm dynamics
We begin with a survey of the 100 years of development after the early work of Einstein, Smoluchowski, Langevin, Fokker and Planck on the theory of Brownian motion. Next we consider several approaches to the statistical foundation of the stochastic equations. Further we give – based on a recent book with Sokolov - an overview on several extensions as random walk approaches, and in particular to driven Brownian motion. In the last part we explore the collective motions of interacting driven particles forming swarms, study the modes and the attractors of motion. Several applications of the dynamics of swarms in physics and ecology are given.
Dr hab. Gerhard Brauer, Forschungszentrum, Dresden
Positron annihilation spectroscopy - application to ZnO single crystals
(W sali Rzewuskiego) Positron Annihilation Spectroscopy (PAS) is now a well-established tool for the study of electronic and defect properties of bulk solids, whereas mono-energetic positron beams are needed to investigate thin films and surfaces. As an introduction, the application and basic physics behind PAS methods will be explained briefly. Zinc oxide (ZnO) is a potential semiconductor suitable for fabrication of visible and UV light emitters and detectors as well as high-temperature electronics. However, to achieve this goal, a full understanding of the role of lattice defects is needed as they largely control the optical and electrical properties. Here, a summary of our recent research results to identify lattice defects in ZnO single crystals will be presented which includes the application of radioactive positron sources, a mono-energetic positron beam, and also theoretical calculations. Finally, an outlook about future work will be given. This includes the construction of an accelerator-based and pulsed intense positron beam, and the study of ZnO nanorods.
Dr. Dmitri V. Fursaev, JINR, Dubna
Entaglement in quantum gravity and the plateau problem
Quantum entanglement is an important physical phenomenon when quantum states of different objects cannot be described independently even if the objects are spatially separated. The aim of the talk is the entropy of entanglement between microscopic states in a quantum gravity theory which are separated by a hypersurface. We present arguments that: 1) the entanglement entropy can be determined as macroscopical quantity without knowing the real microscopical content of the fundamental theory; 2) when the system is separated by a minimal hypersurface the entropy has the same form as the Bekenstein-Hawking entropy of a black hole. The relation between the entropy and the theory of minimal surfaces (the Plateau problem) is in a remarkable accord with the basic features of the von Neumann entropy, such as subadditivity property. Another evidence in its favor comes from a “holographic formula” recently established for QFT models which admits a description in terms of an anti-de Sitter (AdS) gravity one dimension higher. The holographic formula enables one to express the entanglement entropy in these models in terms of the area of a minimal surface in the AdS bulk. The topics covered in the talk include: properties of the entanglement entropy, entanglement in many–body systems and in QFT, entanglement in quantum gravity, the holographic formula and its applications to strongly coupled gauge theories
prof.Johanna Stachel , prof. Peter Braun-Munziger
"Relativistic nuclear collisions - a quark matter factory" and "Quarkonia - messengers of deconfinement in quark matter"
Prof. Johanna Stachel (Universitaet Heidelberg) At high temperature and/or high density nuclear or hadronic matter is expected to undergo a phase transition. Quarks and gluons are freed from their confinement and chiral symmetry is restored. This is confirmed by calculations of QCD on a space-time lattice. Nuclear collisions at ultra-relativistic energies produce fireballs which contain such quark matter. The evidence for the production of quark matter will be presented and a discussion of the position of the phase boundary between normal hadronic matter and quark matter. Prof. Peter Braun-Munziger (GSI Darmstadt) Charmonia, bound states of charm and anticharm quarks, can be copiously produced in high energy nucleus-nucleus collisions. The experimentally observable yield depends on whether quark matter is formed, as well as on the degree of thermalization and deconfinement of charm quarks in the hot fireball. The various mechanisms for suppression and enhancement of charmonia will be discussed and relevant predictions compared with available data from the SPS and RHIC accelerator. Finally, the exciting prospects for charmonium measurements at the LHC will be presented.
mgr Anna Jamróz
Splątanie w układach dwuatomowych oddziałujących z otoczeniem (obrona pracy doktorskiej)
Kwantowa teoria informacji jest jedną z najbardziej rozwijających się dziedzin fizyki teoretycznej. Jest ona przedmiotem intensywnych badań nie tylko dla zrozumienia podstaw mechaniki kwantowej, ale również z powodu przyszłych zastosowań, takich jak: kryptografia kwantowa, obliczenia kwantowe czy teleportacja stanów. Kluczem do zrozumienia tej teorii jest poznanie zjawiska splątania stanów kwantowych, analiza jego złożonej natury oraz rozwoju w czasie. Główną przeszkodą w wytwarzaniu i obserwacji stanów splątanych jest ich wrażliwość na nieuniknione oddziaływanie z otoczeniem, które prowadzi do niszczenia korelacji i dekoherencji. W przypadku układów atomowych dekoherencja jest wywołana oddziaływaniem układu ze zbiornikiem o zerowej bądź skończonej temperaturze. Mechanizmem prowadzącym do dyssypacji jest w tym przypadku proces emisji spontanicznej. Ciekawy jest również przypadek graniczny temperatury nieskończonej. Badanie splątania układów otwartych z rozwojem czasowym zadanym przez półgrupy dynamiczne jest ważnym zagadnieniem teoretycznym wartym szczegółowego przeanalizowania, zwłaszcza w kontekście modelowania układów realistycznych, niedających się oddzielić od otoczenia. Rozprawa jest poświęcona badaniu takich właśnie zagadnień. W szczególności zbadane zostało zachowanie się splątania otwartego układu dwóch atomów dwupoziomowych, będących w kontakcie ze zbiornikiem o temperaturze zerowej i nieskończonej.
prof. Salvatore Capozziello, Universita di Napoli
Stochastic background of gravitational waves "tuned" by f(R) gravity
It is shown that the stochastic background of gravitational waves, produced in the early cosmological epochs, strictly depends on the assumed theory of gravity. In particular, the specific form of the function f(R), where R is the Ricci scalar, is related to the evolution and the production mechanism of gravitational waves. On the other hand, detecting the stochastic background by the forthcoming interferometric experiments (VIRGO, LIGO, LISA) could be a further tool to select the effective theory of gravity.
prof. Bengt Friman, Techn. Universitat Darmstadt
Nuclear matter: a fresh view at an old problem
A novel microscopic approach to the nuclear matter problem based on the renormalization group is presented and the prospects for a perturbative approach to bulk properties are examined. Furthermore, calculations of the equation of state are reported and renormalization of the pairing gaps in neutron matter is discussed. Consequences for the cooling of neutron stars are also presented.
prof. Hanna Pawłowska (Wydz. Fizyki UW)
Pośredni wpływ aerozoli na klimat
Klimat Ziemi ewoluuje i zmienia się. Intensywne uprzemysłowienie spowodowało, że zmiany klimatu związane z działalnością człowieka zaczęły przybierać niepokojący rozmiar. Głównymi elementami zmian klimatycznych są: efekt cieplarniany oraz wpływ aerozoli (zanieczyszczeń). Opublikowany w 2007 roku 4 raport IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) przedstawia najnowsze oszacowania wpływu różnych czynników antropologicznych oraz naturalnych na zmianę bilansu promieniowania Ziemi, a zatem na klimat. Przedmiotem referatu będzie pośredni wpływ aerozoli na klimat. Efekt ten opisuje zmianę własności radiacyjnych chmur spowodowaną zmianą ich własności mikrofizycznych. Kropelki chmurowe powstają poprzez skraplanie pary wodnej na tzw. jądrach kondensacji, które są pewnym podzbiorem aerozoli znajdujących się w powietrzu. Własności mikrofizyczne, dynamiczne i radiacyjne chmury są ze sobą powiązane; zatem zmiana jednego czynnika pociąga za sobą zmianę wszystkich pozostałych. Zrozumienie procesów fizycznych zachodzących w chmurze jest niezbędne do opisu chmury w modelach, które służą do szacowania przyszłych zmian klimatycznych. Chmury rozwijające się w tzw. warstwie granicznej atmosfery są szczególnie wrażliwe na zanieczyszczenia produkowane przez człowieka. W trakcie wykładu przedstawione zostaną różne procesy fizyczne, które zachodzą w chmurach stratocumulus oraz ich wpływ na bilans radiacyjny.
dr Stępiński, dr Stępińska
Profilaktyka chorób układu krążenia
Specjaliści od układu krążenia opowiedzą o profilaktyce chorób tego układu, udzielą konsultacji i przeprowadzą bezpłatny pomiar ciśnienia tętniczego.
prof. Zbigniew Jacyna-Onyszkiewicz, UAM Poznań
Kosmogeneza kwantowa (sala Rzewuskiego)
W ramach kosmologii kwantowej traktującej wszechświat jako zamknięty układ, poza którym nie istnieje żadna rzeczywistość fizyczna, rozpatruje się możliwie prosty model kosmogenezy. W modelu tym tworzenie wszechświata ze stanu "nicości" traktuje się jako kwantowy proces tunelowania. Na przykładzie tego modelu zostanie omówiony trudny i kontrowersyjny problem czasu występujący w kosmologii kwantowej.
mgr Carlos Peńa and prof. David Blaschke
J/psi suppression in hot dense matter and application to heavy-ion collisions
J/psi suppression was suggested by Matsui and Satz (1986) to be an unambiguous signal of quark-gluon-plasma formation in heavy-ion collisions experiments but is debated ever since. We review the results for J/psi production in experiments at CERN SPS and Brookhaven RHIC and the status of their theoretical understanding. The investigation of J/psi, psi' and D-meson production under conditions of high baryon density will be a major goal of the CBM experiment at FAIR Darmstadt, starting 2015. We outline the basics of a quantum field theoretical approach to this problem which will be developed in detail within a PhD Thesis project at the IFT.
dr hab. Zygmunt Lalak, Inst.Fiz.Teoret. Un.Warsz.
Ciemna energia - wyzwanie dla fizyki oddziaływań fundamentalnych (w sali Rzewuskiego)
Obserwacje kosmologiczne sugerują, ze ponad 70 procent energii we Wszechświecie należy przypisać egzotycznej substancji, której natury nie potrafimy jednoznacznie wyjaśnić. Jest to poważny problem, ale i wielkie wyzwanie dla fizyki oddziaływań fundamentalnych, której ambicją jest zbudowanie jednolitej teorii opisującej zarówno obserwowaną w zderzaczach cząstek elementarnych fizykę w skali subnuklearnej, jak i zjawiska wielkoskalowe, w tym ewolucję wszechświata i formowanie się obserwowanego rozkładu materii. Podczas wykładu przedstawię próby wyjaśnienia zagadki ciemnej energii mieszczące się w ramach najlepiej umotywowanych rozszerzeń standardowego modelu oddziaływań fundamentalnych.
Dr Yuri L. Kalinovsky, ZIBJ, Dubna
The QCD critical end point in the SU(3) Nambu-Jona-Lasinio model
We study the chiral phase transition at finite temperature T and baryonic chemical potential mu_B within the framework of the SU(3) Nambu-Jona-Lasinio model. The QCD critical end point (CEP) and the critical line at finite T and mu_B are investigated. The study of physical quantities, such as the baryon number susceptibility and the specific heat in the vicinity the CEP, will provide relevant information concerning the order of the phase transition. The class of the CEP is determined by calculating the critical exponents of those quantities.
mgr Artur Pietrykowski
Wpływ kwantowania grawitacji na pola kwantowe
Głównym wyzwaniem dla fizyki teoretycznej jest konstrukcja kwantowej teorii grawitacji. Pośród wielu podejść do tej kwestii dwa pośród nich są najbardziej zaawansowane, mianowicie teoria strun i pętlowa grawitacja kwantowa. Wyniki tych badań są istotne z punktu widzenia kwantowej teorii pola, gdyż oczekuje się, iż kwantowa grawitacja w sposób naturalny usunie problemy związane z rozbieżnościami w nadfiolecie. Przypuszcza się również, że oddziaływania cząstek opisywane przez Model Standardowy powinny być korygowane przez oddziaływanie z grawitonami, co powinno być widoczne przy wzroście energii tychże oddziaływań. Poprawki grawitacyjne do tych oddziaływań zostały ostatnio znalezione przez Robinsona i Wilczka. Wynik ten jednak okazał się być niefizycznym. Niemniej istnieją przesłanki, iż poprawki takie pojawią się po uwzględnieniu członów kwadratowych w krzywiźnie w działaniu dla grawitacji. Na referacie po krótkim wprowadzeniu do procedury renormalizacji podam powód, dlaczego ów wynik jest niefizyczny, oraz przedstawię wyniki uzyskane po dodaniu wspomnianych członów kwadratowych w krzywiźnie.
Prof. Robert Olkiewicz
Spotkanie gwiazdkowe
prof. Andrzej Krzywicki (Wyższa Szkoła Hadlowa we Wrocławiu)
Hydromechanika nieco inaczej - efekty kapilarności
Rozpatrzę zagadnienie kształtu nieruchomych kropel cieczy leżących lub podwieszonych na poziomej płaszczyźnie w polu ciężkości Ziemi.
dr hab. Zbigniew Koza
Model zwilżania substancji porowatych
Tematem referatu będzie analiza pewnego modelu zwilżania substancji porowatytch, tzw. modelu KL (Kluentz-Lavallee). Model ten charakteryzuje się przyspieszonym tempem zwilżania, które zgodne jest z wynikami doświadczalnymi otrzymanymi dla pewnych materiałów budowlanych, np. cegieł. Zwiększone tempo zwilżania tłumaczone było dotychczas jako przejaw dyfuzji anormalnej. Naszym (wspólnym z Maciejem Matyką) celem jest wykazanie, że w rzeczywistości za proces zwilżania w modelu KL odpowiedzialne są dwa klasyczne mechanizmy: dyfuzja normalna i makroskopowy przepływ cieczy.
prof. Andrzej Krzywicki
Referat odwołany
Uwaga, uwaga! Seminarium odwołane z powodu choroby referenta.
prof. Reinhard Mahnke, Universitaet Rostock
Nonlinear phenomena and structure formation
Although the experimental situation on freeways is rather complex, we believe that some general features of traffic flow exist which can be described by relatively simple models. Dynamical models for car cluster formation based on stochastic methods (master equation, Langevin equation, Fokker-Planck equation) have not been extensively exploited so far in traffic theory. It is my aim to present a stochastic description of jam formation using master equation approach. The main point is to construct the transition probabilities for the jump processes to condensate one free car to a car cluster or to evaporate the first congested car into free flow. This method allows us to interpret the phase transitions between different states of traffic flow in analogy to aggregation phenomena in metastable and unstable systems like supersaturated van der Waals gases.
prof. Michał Tomczak (Inst. Astr. UWr)
Przejawy aktywności obserwowane w koronie słonecznej (w sali Rzewuskiego)
W referacie zaprezentowane zostaną najważniejsze przejawy aktywności obserwowane w koronie słonecznej: rozbłyski, koronalne wyrzuty materii (ang. Coronal Mass Ejections) i fale globalne. Omówione zostaną też związki zachodzące miedzy tymi zjawiskami i ich zależność od czasowego rozwoju pola magnetycznego na Słońcu. Referat będzie ilustrowany najnowszymi obserwacjami z satelitów.
dr Grażyna Antczak (IFD UWr)
Mechanizmy dyfuzji powierzchniowej w skali atomowej
Mechanizmy poruszania się pojedynczego atomu po powierzchniach metali (błądzenie losowe) w niskich temperaturach wydają się być dobrze opisane i doświadczalnie udokumentowane. W tych warunkach zaobserwowano dwa podstawowe sposoby poruszania się adatomu: poprzez skoki do najbliższego miejsca adsorpcyjnego oraz przez wymianę atomu zaadsorbowanego z atomem podłoża. W ostatnich latach wykazano, że mechanizm przemieszczania się atomu może ulec zmianie wraz ze wzrostem temperatury podłoża. W referacie autorka przedstawi możliwości badań mechanizmów dyfuzji w skali atomowej za pomocą metody polowej mikroskopii jonowej, umożliwiającej obserwacje rozkładów przemieszczeń pojedynczego atomu na powierzchni metalu i późniejszą analizę tych przemieszczeń z użyciem metody Monte Carlo dostosowanej do symulacji takich przemieszczeń. Na podstawie własnych badań zachowania się adatomu na powierzchni mikrokryształu wolframu autorka mogła udowodnić występowanie skoków drugiego rzędu (skoków długich) zarówno podczas dyfuzji jednowymiarowej na ściance (211) jak i dla dyfuzji dwuwymiarowej na ściance (110). Skoki długie zależą zarówno od właściwości podłoża jak i adatomu. Można było również pokazać, że pomiary dyfuzyjności (współczynnika dyfuzji) nie dostarczają jednoznacznych informacji do detekcji skoków długich głównie z powodu korelacji między skokami pierwszego i dalszego rzędu. Stwierdzono również, że dynamika atomów podłoża wpływa istotnie na rodzaje skoków długich na powierzchni.
prof. Robert Olkiewicz
Seminarium Sprawozdawcze
Kierownicy zakładów przedstawią sprawozdanie z działalności w 2006 roku
dr Wojciech Cegła
O pewnej własności kwantowej rodziny podwójnych stożków
Mechanika kwantowa wymaga logiki innej niż mechanika klasyczna. Pokażę, że najważniejsza własność tzw. logiki kwantowej pojawia się też w szczególnej teorii względności. Będą to ostatnie wyniki otrzymane we współpracy z dr. Janem Florkiem.
Prof. Krzysztof Redlich
The QCD phase diagram
We will discuss how by using the universality of QCD with O(4) spin system one can establish the phase structure of QCD medium at finite temperature and density.
prof. Robert Olkiewicz
Seminarium świąteczne w Klubie IFT
Będzie to spotkanie towarzyskie. Potem, o godz. 13:15 posiedzenie Rady Instytutu, na nim kolokwium habilitacyjne Katarzyny Sznajd-Weron
prof. Agnieszka Zalewska (IFJ, Kraków)
Międzynarodowa Konferencja Wysokich Energii ICHEP’06 w Moskwie - najciekawsze wyniki
Pomiar mieszania dziwnych mezonow pięknych Bs (zbudowanych z antykwarku b i kwarku s) na podstawie danych z Tevatronu uchodzil za najwazniejszy wynik ostatniego roku. Gorace dyskusje dotyczyly mozliwosci zaobserwowania lekkiego bozonu Higgsa w Tevatronie zanim LHC osiagnie odpowiednia swietlnosc. Bliski start LHC mial odbicie w wielu referatach. Start amerykanskiego programu neutrinowego NUMI, nowe wyniki z fabryk mezonow B (sa to akceleratory e+e- dostarczajace licznych mezonow B), poprawiony pomiar czasu zycia neutronu, wyniki eksperymentu Auger to przyklady kolejnych ciekawych wynikow doświadczalnych. W teoretycznej fizyce czastek widoczny jest postep w rachunkach sieciowych.
prof. Adam Jezierski (Wydz. Chemii UWr)
Rownowaga, odwracalnosc, samoorganizacja - przyklady z pogranicza chemii, geochemii i biochemii
1. Czy XIX-wieczne pojecie rownowagi chemicznej do dzis ksztaltuje swiadomosc chemikow? Zamrozone stany rownowagi - skaly i mineraly. Defekty strukturalne. Pierscienie Lieseganga. Rola czasu w procesach rownowagowych i nierownowagowych. Struktury fraktalne. 2. Odwracalnosc i niedwracalnosc w ewolucji kosmicznej. Czy prawdziwe jest zdanie Ilyi Prigogine'a ,,nieodwracalnosc jest podstawowym warunkiem powstania i istnienia układow zlozonych". Problem wagi kosmicznej - zelazo. 3. Czy istnieje samoorganizacja? Blona komorkowa i micelle. Roznica miedzy uporzadkowaniem a samoorganizacja. Jeszcze raz o problemie czasu.
Prof. Ryszard Tanaś, UAM Poznań
Kwantowe splątanie dwóch atomów
Dwa atomy oddziałujące z tą samą próżnią zachowują się kolektywnie. Emisja spontaniczna w takim układzie może prowadzić do kwantowego splątania takich atomów. Jeśli układ taki przygotować w stanie splątanym, to ewolucja splątania wykazuje kilka interesujących własności, takich jak "nagła śmierć" splątania czy też odrodzenie splątania po takiej "nagłej śmierci". W referacie przedstawię niektóre aspekty ewolucji splątania kwantowego w układzie dwóch atomów.
dr hab. Jan Masajada (Politechnika Wroclawska)
Wiry optyczne i ich zastosowania (w sali Rzewuskiego)
Wiry optyczne są punktowymi nieciaglosciami w rozkladzie fazy pola optycznego. Badania nad nimi wpisuja sie w modny we wspolczesnej fizyce nurt badan nad stabilnymi nieciaglosciami pol fizycznych. Szersze badania nad wirami optycznymi rozpoczal w polowie lat 70-tych Michael Berry. W latach 90-tych powszechnie zaczeto mowic o nowej galezi optyki, która nazwano optyka osobliwosci (Singular Optics). Choc ta nowa dziedzina obejmuje wszystkie rodzaje nieciaglosci optycznych, jej powstanie jest wynikiem prac nad wirami optycznymi. Ciekawe wlasnosci wirow optycznych oraz ich trwalosc spowodowaly, ze od lat 90-tych ubieglego wieku zaczely pojawiac sie prace nad ich praktycznym wykorzystaniem. Nalezy tu wymienic manipulatory optyczne, przyrzady do manipulowania mikroczasteczkami, ktore sa juz dostepne komercyjnie. Inne zastosowania to mikroskopia fluoroscencyjna, astronomia, telekomunikacja i interferometria. Przez autora prezentacji zostal opracowany interferometr na wirach optycznych, ktory zostanie szerzej omowiony. Wiry optyczne sluża rowniez badaniom podstawowym. Zostaly wykorzystane do doswiadczalnych testow zasad mechaniki kwantowej. Sprzezenie wirow optycznych z technologia spl/atanych fotonów obiecuje nowe niezwykle eksperymenty kwantowe oraz otwiera nowe mozliwosci w tak modnych kierunkach badan jak komputery kwantowe czy kryptografia kwantowa.
prof. Zbigniew Haba
Nieliniowosc w mechanice kwantowej
Przedyskutuje proby wprowadzania nieliniowosci w podstawowych rownaniach mechaniki kwantowej i powody, dla ktorych to sie robi. Omowie nieliniowe rownania Schroedingera, ktore pojawiaja sie w opisie ukladow zlozonych (glownie rownanie Grossa-Pitajewskiego).
prof. David Blaschke
Fluctuations in the cosmic microwave background radiation (w sali Rzewuskiego)
The Nobel prize in Physics 2006 is awarded for the discovery of the blackbody form and anisotropy of the cosmic microwave background radiation (CMBR) made possible with the COBE satellite.The tiny variations in the temperature of the CBMR which were measured for the first time by Smoot, Mather and their collaborators are fingerprints of the formation of structures like stars and galaxies in the Early Universe. The history, present status and perspectives of these experiments and their implications for modern Cosmology are reviewed for non-experts.
dr Zbigniew Osiak
Krotka historia kosmologii relatywistycznej
Zostanie omówiony wklad wniesiony przez 30 wybitnych fizyków, astronomów, kosmologów i matematyków do powstania oraz rozwoju kosmologii relatywistycznej. Prezentacja bedzie bogato ilustrowana.
prof. Jerzy Lukierski
Opis twistorowy jako alternatywa opisu czasoprzestrzennego
Opiszę w skrócie historyczny rozwój koncepcji zastępujacych pojęcie einsteinowskiej czterowymiarowej czasoprzestrzeni Minkowskiego (czasoprzestrzeń w wymiarze D>4, superprzestrzeń, czasoprzestrzeń nieprzemienna, przestrzeń twistorowa). Przedstawię elementy geometrii twistorowej Penrose'a wprowadzającej złożoną czasoprzestrzeń. Podam proste zastosowania dynamiczne opisu twistorowego do relatywistycznych cząstek swobodnych (cząstki bezmasowe w przestrzeni jednotwistorowej, cząstki z masą i spinem w przestrzeni dwutwistorowej), do strun oraz do nieskonczenie wymiarowych multipletow z dowolnym spinem. Jeśli czas pozwoli, podam także elementy supersymetrycznego rozszerzenia teorii twistorów.
dr hab. Lech Jakóbczyk
Ogloszenie wynikow konkursu na program komputerowy popularyzujący fizykę
..
prof. T.R. Govindarajan (Einstein Inst., Potsdam)
Twist symmetries of QFT's in noncommutative spaces
I will discuss new developements on quantum field theories in noncommutative spaces. Will present how Poincare symmetry is recovered and how diffeomorphism can be imposed.
prof. Larry McLerran (Brookhaven National Lab.)
The color glass condensate (w sali Rzewuskiego)
The Color Glass Condensate is a new form of matter proposed to describe the wave functions of strongly interacting particles in the high energy limit. This matter has universal properties, and is a very dense and highly coherent configuration of gluons. It has properties similar to spin glasses and to Bose condensates.
prof. David Blaschke (Uniwersytet Rostock)
Quantum fields under extreme conditons in compact stars, heavy-ion collisions and lasers
The exploration of matter under the extreme conditions of high densitites, temperatures and strong fields is a challenging task for theoretical and experimantal research since it allows to test our concepts of phase transitions and mechanisms for the creation of matter from the vacuum. I will characterize the present status of the search for the quark-gluon plasma in heavy-ion collisions at CERN SPS and RHIC and in the interiors of compact stars. A rather detailed picture of the phase diagram of Quantum Chromodynamics is emerging with similarities to other strongly correalated systems in nature, where superconductivity and superfluidity occur. The project of a new accelerator complex at GSI Darmstadt may provide ideal conditions for the exploration of these aspects including the critical point in the QCD phase diagram. For the studies of fundamental aspects such as particle creation from vacuum in strong external fields (Schwinger mechanism) future Exawatt and Zetawatt lasers will provide necessary critical intesities. The creation of the quark-gluon plasma using laser accelerators is one of the options for the future.
mgr Anna Radoszewska
PWN dla fizyków (sala Rzewuskiego)
Wydawnictwo Naukowe PWN serdecznie zaprasza wykładowców i studentów fizyki. Zaprezentujemy Państwu ostatnie nowości z nauk matematyczno-fizycznych oraz dostępne w sprzedaży podręczniki. Liczymy również na dyskusję, sugestie i propozycje Państwa w sprawie wydawania podręczników dla studentów. Dla uczestników seminarium przygotowaliśmy atrakcje. Serdecznie zapraszamy.
dr hab. Stanisław Ciechanowicz
Rola geofizyki w IFT oraz w strategii energetycznej Dolnego Śląska
Geofizyka jako nauka podstawowa i stosowana staje się koniecznością we współczesnym przyrodoznawstwie. Jest to dobrze widoczne w działaniach większości państw świata. Tak więc geofizyka - jako specjalizacja absolwentów fizyki - może być atrakcyjną ofertą dydaktyczną i drogą kariery naukowej.
prof. Robert Olkiewicz
Seminarium poświęcone pamięci prof. Jana Mozrzymasa
Seminarium wspólne z Instytutem Fizyki Doświadczalnej odbędzie się w sali Jana Rzewuskiego
dr Andrzej Frydryszak
Liczby dualne, robotyka, kwantowa grawitacja i supersymetrie
Wprowadzone jeszcze przez Clifforda w XIX wieku liczby dualne są mniej znane od liczb zespolonych, ale na swój sposób odgrywają istotną rolę w strukturach abstrakcyjnych i zastosowaniach praktycznych. Zupełnie niespodziewanie pojawiają się w modelu opisującym pola o spinie 2, jak również w granicy abelowej dla modelu supersymetrycznego.
dr Tomasz Brzozowski (Uniwersytet Jagielloński)
Ultraprecyzyjne pomiary częstotliwosci i grzebień optyczny. Nobel 2005 z fizyki
(Seminarium w sali Rzewuskiego) John L. Hall i Theodor W. Haensch otrzymali połowę Nagrody Nobla za ,,wkład w rozwój precyzyjnej spektroskopii laserowej, włączając w to technikę optycznego grzebienia częstotliwości". Grzebień optyczny - najbardziej precyzyjne narzędzie do pomiaru częstotliwości - jest ukoronowaniem wieloletnich prac, których celem był bezpośredni pomiar częstotliwości z zakresu światła widzialnego. Jakie pomysły doprowadziły do powstania grzebienia optycznego? Na czym polega dokonywany za jego pomocą pomiar? Do czego można go wykorzystać? Czy rzeczywiście twórcy grzebienia zasługują na Nobla? Na te pytania postaram się odpowiedzieć w trakcie referatu.
prof. Klaus Wandelt (Inst. Phys.Chemie, Bonn)
Phase formation at solid surfaces - an overview
Jest to wykład wspólny dla obydwu Instytutów Fizyki UWr w ramach Warsztatu Bonn-Wrocław o Fizyce i Chemii Powierzchni. Odbędzie się w sali Jana Rzewuskiego.
dr Tomasz Brzozowski (Uniwersytet Jagieloński)
Ultraprecyzyjne pomiary częstotliwości i grzebień optyczny. Nobel 2005 z fizyki
Referat w sali Rzewuskiego. John L. Hall i Theodor W. Haensch w zeszłym roku otrzymali połowę Nagrody Nobla za ,,wkład w rozwój precyzyjnej spektroskopii laserowej, włączając w to technikę optycznego grzebienia częstotliwości". Grzebień optyczny - najbardziej precyzyjne narzędzie do pomiaru częstotliwości - jest ukoronowaniem wieloletnich prac, ktorych celem bezpośredni pomiar częstotliwości z zakresu światła widzialnego. Jakie pomysły doprowadziły do powstania grzebienia optycznego? Na czym polega dokonywany za jego pomocą pomiar? Do czego można gho wykorzystać? Czy rzeczywiście twórcy grzebienia zasługują na Nobla? Na te pytania postaram się odpowiedzieć w trakcie referatu.
dr Katarzyna Sznajd-Weron
Dynamika nierównowagowa w modelu Isinga
Dynamikę nierównowagową obserwuje się w przeróżnych układach, poczynając od szkieł czy materii granulowanej, poprzez układy biologiczne aż po społeczne czy ekonomiczne. Taka dynamika jest często opisywana przez ruch cząstki w złożonym krajobrazie energetycznym z licznymi barierami i dolinami (stany metatrwałe), co odpowiada opisowi średniego pola. Okazuje się, że dynamiki prostych modeli, takich jak model Isinga, są alternatywnym do opisu średniego pola przykładem układów dynamicznych z wieloma ciekawymi atraktorami.
prof. Bernard Jancewicz
Elektrodynamika przedmetryczna
Elektrodynamikę klasyczną można podzielić na dwie części. W pierwszej przy użyciu wielowektorów i form różniczkowych nie jest potrzebny iloczyn skalarny. Jest to teoria ogólnie współzmiennicza zwana elektrodynamiką przedmetryczną. W drugiej części trzeba zdecydować się na wybór ośrodka i zadanego przezeń iloczynu skalarnego, czyli metryki. W takich ramach pojawiło się podejście aksjomatyczne do elektrodynamiki.
dr Marek Gorzelańczyk
Operatory dodatnie w równaniach całkowych fizyki
W rzeczywistych przestrzeniach Banacha operatory zachowujące stożki nazywamy dodatnimi. Teoria operatorów dodatnich pozwala łatwo opisać spektralne i inne własności tych operatorów ważne dla zastosowań w fizyce. Równania fizyki statystycznej w odróżnieniu od ogólnie przyjętego podejścia rozważam w rzeczywistej, a nie zespolonej przestrzeni Banacha, co pozwala mi stosując teorię operatorów dodatnich otrzymać wiele nowych wyników i rozwiązać problem przejść fazowych dla potencjałów nieujemnych.
prof. Zygmunt Galasiewicz
80 lat - wspomnienia fizyka
Będą wspominki prof. Galasiewicza, który właśnie tego dnia kończy 80 lat.
prof. Zbigniew Jaskólski
Kwantowa teoria Liouville'a i geometria klasyczna
Podstawową strukturą teoretyczną dla współczesnej teorii strun jest 2-wymiarowa konforemna teoria pola. Niesłabnące zainteresowanie teorią strun i jej stały dynamiczny rozwój są w dużym stopniu uwarunkowane bogactwem tej struktury. Jednym z modeli kwantowej konforemnej teorii pola w dwóch wymiarach, który udało się rozwiązać analitycznie w ostatnich latach, jest teoria Liouville'a. Celem referatu jest przedstawienie zaskakujących związków między granicą klasyczną teorii Liouville'a a klasycznymi, dotąd nierozwiązanymi problemami obliczenia funkcji uniformizacji i funkcji długości geodezyjnej dla sfery Riemanna z czterema nakłuciami.
Seminarium odwołane z powodu Sympozjum Informatyki Kwantowej na Politechnice Wrocławskiej. Zachęca się pracowników i doktorantów Instytutu do uczestnictwa w tym Sympozjum. Jego program jest w gablocie przed sekretariatem.
dr hab. Marek Wolf
Kryteria równoważne hipotezie Riemanna
Hipoteza Riemanna (HR) mówi o położeniu na płaszczyźnie zespolonej nietrywialnych zer funkcji dzeta. Jest ona jednym z najbardziej znanych nierozwiązanych problemów w matematyce. W ciągu ponad 150 lat, jakie minęły od jej ogłoszenia, sformułowano szereg faktów, których udowodnienie pociągałoby za sobą prawdziwość HR. Omówię kilka takich kryteriów, które są równoważne HR. Sprawdzanie niektórych z nich jest możliwe za pomocą komputerów. Część obliczeń wymaga wykonywania działań z dokładnością do kilkudziesięciu tysięcy cyfr.
Seminarium odwołane
Seminarium zostaje odwołane z powodu uroczystości pogrzebowych i pogrzebu prof. Jana Mozrzymasa. Godz. 10:00 - pożegnanie akademickie w Oratorium Marianum Uniwersytetu; godz. 12:00 - nabożeństwo żałobne w kościele św. Wawrzyńca przy ul. Bujwida. Bezpośrednio po nabożeństwie -- uroczystości pogrzebowe.
dr hab. Paweł Rudawy, Instytut Astronomiczny UWr
Oddziaływanie plazmy z polem magnetycznym w atmosferze Słońca
Wszystkie zjawiska i procesy obserwowane w atmosferze Slońca, takie jak rozbłyski, protuberancje, koronalne wyrzuty materii i wiele innych, określane łącznie jako aktywność słoneczna, powstają w wyniku oddziaływania plazmy słonecznej z polem magnetycznym. Obserwacyjne i teoretyczne badania tych zjawisk mają ogromne znaczenie dla zrozumienia samej aktywności, jej wpływu na przestrzeń międzyplanetarną i Ziemię (związki Ziemia-Słońce), a także dla badań nad syntezą termojądrową. W referacie zostaną przedstawione: 1. Standardowy model Słońca wraz z zagadnieniem wytwarzania pola magnetycznego w procesie dynama omega-alfa; 2. charakterystyka podstawowych przejawów aktywności słonecznej ze szczególnym uwzględnieniem rozwoju pól magnetycznych; 3. wyniki wybranych badań rozbłysków słonecznych; 4. ogólna charakterystyka oddziaływania plazmy z polem magnetycznym wraz z cyklicznością zjawisk.
XXX
Seminarium nie będzie
Kolokwium habilitacyjne dra Andrzeja Frydryszaka