Projekty podpořené GAČR

Mnoho současných a budoucích experimentů využívá atomová jádra jako laboratoře k přesným testům fundamentálních symetrií přírody a hledání fyziky za hranicemi Standardního Modelu. Naším cílem je poskytnout klíčové předpovědi pro interpretaci výsledků několika významných experimentů, které se snaží o detekci temné hmoty a hledání odchylek od předpovědí Standardního modelu v elektroslabých jaderných procesech. Za tímto účelem vyvineme spolehlivý model jaderné interakce a nové metody pro modelování jaderné struktury, které budou použity pro výpočty elektroslabých procesů a rozptylu temné hmoty na atomových jádrech.

Řešitel: Dytrych Tomáš
Kontakt: dytrych@ujf.cas.cz

Další informace zde.

S vývojem nanotechnologie a praktickým využitím nanofluidních jevů se nanoporézní nukleární membrány staly důležitými pro aplikace, jako je detekce a separace molekul. Jejich efektivita je však vzhledem k aspektům, jako je kompromis mezi propustností pórů a jejich selektivitou, omezena. V tomto projektu navrhujeme způsob, jak tyto problémy do jisté míry překonat pomocí nukleárních membrán s nanopóry, ve kterých jsou ukotveny nanočástice vzácných kovů s ligandy. Klíčovou myšlenkou je použití ligand, které by reagovaly na určité vnější podněty. Tímto způsobem by bylo možné kontrolovat hlavní charakteristiky membrány a řídit tak transportní procesy.

Řešitel: Vacík Jiří
Kontakt: vacik@ujf.cas.cz

Další informace zde.

Interakce energetických iontů a elektronů s povrchy termoplastů a skel budou využívány pro získání nových hierarchických morfologií na nano a mikro úrovni s cílem dosažení pokročilých optických, fluidních a bio-aktivních vlastností. Fokusované ionty s energiemi řádově MeV s různými hmotnostmi, chemickými vlastnostmi a dále elektrony budou použity pro přímou litografii i litografii s využitím masky pro vytvoření složitějších 3D struktur v termoplastech (COC, COP, PET) a sklech. Současně bude prováděn detailní výzkum změn mechanických vlastností, chemické struktury, prvkového složení a morfologie povrchů v důsledku převládajících účinků elektronického přenosu energie a ionizace v povrchové vrstvě použitých energetických iontů. Pro litografické experimenty budou dále použity ozářené předem upravené struktury s funkcionalizovanými povrchy. Hlavním cílem je získat základní poznatky o možnostech vytváření komplexní 3D mikrostruktury ve vybraných materiálech, které budou mít pokročilé morfologie, a kombinované funkční vlastnosti pro aplikace v mikrofluidních a lab-on-chip strukturách.

Řešitelka: Macková Anna
Kontakt: mackova@ujf.cas.cz

Další informace zde.

Projekt se zabývá komplexním výzkumem nové třídy materiálů – černých kovů povrchově dekorovaných MXeny – z hlediska jejich využití v aktivních vrstvách plynových senzorů (chemirezistorů). Navrhované složení aktivní vrstvy umožní unikátním způsobem spojit výhodné vlastnosti černých kovů (vysoká katalytická aktivita, tendence ke komplexačním reakcím, nízká rezistivita) s vlastnostmi MXenů (schopnost vystupovat jako receptor molekul plynu, schopnost segregovat molekuly podle rozměrů). Navíc, pokud bude aktivní vrstva obsahovat feromagnetický černý kov, nastane při měření na vysokých frekvencích tzv. skin efekt, což umožní sbírat analytickou informaci z proměnné hloubky aktivní vrstvy. Vrstvy černých kovů budou deponovány metodou "physical vapor deposition", MXeny odprašováním iontovým svazkem a následným žíháním, nebo alternativně mokrou cestou. Bude rovněž studována interakce aktivních vrstev s modelovými plynnými analyty, vyhodnocovány parametry senzoru (poměr signál-šum, limit detekce) a na závěr budou formulována obecná doporučení pro aktivní vrstvy chemirezistorů na této bázi.

Řešitel za ÚJF a koordinátor: Vacík Jiří
Kontakt: vacik@ujf.cas.cz

Další informace zde.

Projekt je zaměřen na studium vlastností kvark-gluonového plazmatu (QGP) a hraničních podmínek jeho vzniku. Provedeme komplexní měření pomocí tvrdých sond (těžké kvarky a jety) ve velkém kinematickém rozsahu na urychlovači RHIC (experiment STAR) a urychlovači LHC (experiment ALICE), a to jak v malých, tak ve velkých srážkových systémech. Budeme testovat kvantovou chromodynamiku v poruchovém režimu pomocí měření D0 mesonů a jetů obsahujících D0 mesony v p+p srážkách na urychlovači RHIC za využití inovativních metod strojového učení. V jádro-jaderných srážkách budeme studovat produkci jetů obsahujících lehké a těžké kvarky a jejich substrukturu na urychlovači RHIC. Na urychlovači LHC budeme testovat hadronizační mechanismy v jetech a stanovíme transportní koeficienty QGP pomocí nových měření anisotropického toku baryonů a mezonů obsahujících těžké kvarky. V neposlední řadě plánujeme první měření anisotropického toku mesonů a baryonů obsahujících těžké kvarky v p+p srážkách na LHC jako funkce multiplicity srážky s cílem stanovit hraniční podmínky vzniku QGP v malých systémech.

Řešitel: Bielčíková Jana
Kontakt: bielcikova@ujf.cas.cz

Další informace zde.

Interakce energetických iontů bude využita pro studium cílené modifikace elektronové struktury derivátů grafenu s následnou změnou elektrických, senzorických a katalytických vlastností. Iontová litografie s lehkými a středně těžkými ionty umožňuje vytvářet v nevodivém oxidu grafenu a vodivém grafenu integrované mikrostruktury. Elektronové brzdné ztráty MeV iontů vedou v oxidu grafenu k tvorbě vodivých domén a v grafenu k tvorbě defektů a poklesu vodivosti. Tyto dva efekty mohou být využity pro tvorbu komplexních mikrostruktur pro flexibilní mikro-elektroniku a mikro-senzoriku. Implantace kovových iontů přes mikrometrovou stínící šablonu (masku) umožňuje při vhodně zvolených parametrech iontů (fluence, hmotnost, energie) vytvářet 3D mikrostrukturní kompozity skládající se z kovových nanočástic a derivátů grafenu. Tyto struktury nabízí excelentní senzorické a katalytické vlastnosti. Modifikované vzorky budou studovány širokým spektrem analytických metod s důrazem na změny složení, struktury, chemických vazeb a zejména elektrických, senzorických a fotokatalytických vlastností.

Řešitel: Malinský Petr
Kontakt: malinsky@ujf.cas.cz

Další informace zde.