Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

European XFEL i Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) w Otwocku-Świerku pod Warszawą zamierzają ustanowić pierwsze ultraszybkie połączenie komputerowe Niemiec i Polski. Celem przedsięwzięcia jest wykorzystanie Centrum Superkomputerowego CIŚ w NCBJ do przetwarzania i analizy danych generowanych w European XFEL.

Dedykowane połączenie komputerowe pomiędzy Hamburgiem i NCBJ będzie zapewniało szybkość transferu 100 gigabitów na sekundę (Gbit/s). Z wyjątkiem szybszego połączenia z DESY, to połączenie będzie około 100 razy szybsze niż obecne typowe połączenie internetowe European XFEL z innymi instytutami badawczymi. Dzięki niemu transfer danych dla średniego eksperymentu w obiekcie zajmuje około miesiąca . Dla porównania, szybkie łącza internetowe dla gospodarstw domowych zazwyczaj zapewniają około 250 Mb/s przy pobieraniu danych. Nowe połączenie będzie co najmniej 400 razy szybsze.

W projekcie instalacji nowego szybkiego połączenia dla przesyłu danych, wraz z European XFEL i NCBJ, wezmą również udział: Niemiecka Krajowa Sieć Badań i Edukacji (DFN), Centrum Superkomputerowo-Sieciowe w Instytucie Chemii Bioorganicznej w Poznaniu (PCSS), Naukowa i Akademicka Sieć Komputerowa (NASK) oraz Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY). Pod koniec maja tego roku partnerzy podpisali protokół ustaleń, który posłuży jako podstawa i punkt wyjścia do ustanowienia nowego szybkiego połączenia. Można je w dużej mierze zbudować na istniejącej infrastrukturze technicznej, ale trzeba będzie dodać pewne szczególne elementy. Na przykład połączenie między niemieckimi i polskimi sieciami badawczymi będzie możliwe dzięki Uniwersytetowi Europejskiemu Viadrina we Frankfurcie nad Odrą i sąsiedniemu polskiemu miastu Słubice.

Połączenie z NCBJ zapewni dodatkowe zasoby uzupełniające obecne zlokalizowane w Centrum Obliczeniowym DESY, gdzie wszystkie dane eksperymentalne z europejskiego XFEL były dotychczas analizowane i gdzie większość przetwarzania danych będzie nadal wykonywana.

Dzięki laserowi rentgenowskiemu dostarczającemu do 27 000 impulsów na sekundę, najszybsze detektory urządzenia umożliwiają przechwytywanie do 8000 obrazów w wysokiej rozdzielczości na sekundę. W połączeniu z innymi danymi z lasera rentgenowskiego i jego instrumentów badawczych uzyskuje się ogromny strumień danych, wymagający specjalnego zarządzania i analizy w celu zapewnienia prawidłowego uzyskiwania informacji naukowych. Strumień danych może osiągnąć nawet wielkość 1 petabajta na tydzień w szczytowym czasie działania użytkownika, co odpowiada milionowi gigabajtów (GB). Analiza tych danych stanowi podstawę do określenia trójwymiarowej struktury molekuł, badania niezwykle szybkich procesów za pomocą tak zwanych filmów molekularnych oraz badania nowych i ultraszybkich zjawisk w badaniach materiałowych.

Robert Feidenhans’l, dyrektor zarządzający European XFEL, powiedział: Współpraca z NCBJ w dziedzinie analizy danych jest przełomowym krokiem w kierunku coraz ściślejszego powiązania badań w Europie. Dodatkowe zasoby obliczeniowe nie tylko zwiększą wydajność, ale również zapewnią większą elastyczność operacyjną, co jest bardzo mile widziane. Musimy zwiększyć wymaganą wydajność obliczeniową dla naszych eksperymentów i cieszymy się, że wspólnie z naszymi partnerami NCBJ i DESY znaleźliśmy znakomite rozwiązanie.

European XFEL to europejski laser na swobodnych elektronach zbudowany międzynarodowym wysiłkiem w Hamburgu w Niemczech. Narodowe Centrum Badań Jądrowych jest polskim współudziałowcem tej inwestycji. XFEL rozpoczął badania we wrześniu 2017 r. W liczącym ponad 3 km długości tunelu elektrony najpierw rozpędzane są do prędkości bliskiej prędkości światła, a następnie przepuszczane są przez specjalnie ukształtowane pole magnetyczne, co zmusza je do emisji promieniowania elektromagnetycznego o bardzo dobrze kontrolowanych parametrach. Wytworzone w ten sposób wiązki rentgenowskie docierające do hali eksperymentalnej w ultrakrótkich impulsach mogą być wykorzystywane przez fizyków, chemików, biologów i inżynierów do badania materii i procesów w niej zachodzących.

PolFEL to polski laser na swobodnych elektronach budowany w NCBJ w Świerku na bazie doświadczeń zdobytych przy budowie lasera XFEL w Hamburgu. PolFEL będzie jedynym tego typu urządzeniem w Europie północno-wschodniej. Ze względu na swoją konstrukcję, w tym nadprzewodzące źródło elektronów opracowane przez naukowców ze Świerka, laser będzie oferował możliwości wykonywania badań dotąd niedostępnych na żadnym urządzeniu na świecie.

Narodowe Centrum Badań Jądrowych jest instytutem działającym na podstawie przepisów ustawy o instytutach badawczych. Ministrem nadzorującym instytut jest minister energii. NCBJ jest największym instytutem badawczym w Polsce zatrudniającym ponad 1100 pracowników, w tym ponad 200 osób ze stopniem naukowym doktora, z czego ponad 60 osób ma status samodzielnych pracowników naukowych. W NCBJ pracuje ponad 200 osób z tytułem zawodowym inżyniera. Główna siedziba instytutu znajduje się w Otwocku w dzielnicy Świerk, gdzie zlokalizowany jest ośrodek jądrowy należący do NCBJ, w tym reaktor badawczy Maria. Instytut prowadzi badania naukowe i prace rozwojowe oraz wdrożeniowe w obszarze powiązanym z szeroko rozumianą fizyką subatomową, fizyką promieniowania, fizyką i technologiami jądrowymi oraz plazmowymi, fizyką materiałową, urządzeniami do akceleracji cząstek oraz detektorami, zastosowaniem tych urządzeń w medycynie i gospodarce oraz badaniami i produkcją radiofarmaceutyków. Instytut posiada najwyższą kategorię A+ przyznaną w wyniku oceny polskich jednostek naukowych dokonanej w 2017 r. Pozycję naukową instytutu wyznacza także liczba publikacji (ok. 500 rocznie) i liczba cytowań mierzona indeksem Hirscha (ponad 140). Są to wartości lokujące NCBJ w pierwszej piątce wśród wszystkich jednostek badawczych i akademickich w Polsce prowadzących porównywalne badania.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Laser rentgenowski na swobodnych elektronach: broń przyszłości w kosmicznych zmaganiach wojennych. W ziemskiej atmosferze niezbyt dobrze się sprawdza, ale w dalekim kosmosie to może być właśnie to, co będzie potrzebne do pokonania wrogich kosmitów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Za dużo gier/filmów. ;-)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ubiegłą środę (12 czerwca) w Wiedniu ogłoszono listę eksperymentów, które w ramach współpracy Chin i ONZ znajdą się na pokładzie chińskiej stacji kosmicznej. Wśród dziewięciu przyjętych do realizacji projektów znalazł się eksperyment POLAR-2: Gamma-Ray Burst Polarimetry on the China Space Station. Projekt przygotowało konsorcjum z udziałem Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ).
      Od ponad 50 lat naukowcy poprzez detektory umieszczone na satelitach, obserwują na niebie silne rozbłyski promieniowania gamma. Ich pochodzenie przez lata było tajemnicą, dziś wiąże się je z dwoma najbardziej energetycznymi typami eksplozji we Wszechświecie – zderzeniami gwiazd neutronowych bądź też gwiazdy neutronowej z czarną dziurą oraz z wybuchami hipernowych, kończącymi życie najmasywniejszych gwiazd. Wiemy, że podczas tych zjawisk uwalniana jest ogromna energia, jednak nadal nie całkiem rozumiemy, jakie procesy prowadzą do emisji najbardziej energetycznej części powstającego w ich trakcie promieniowania – wyjaśnia prof. Agnieszka Pollo, kierownik Zakładu Astrofizyki NCBJ. Sądzimy, że dużą rolę odgrywa pole magnetyczne układu będącego źródłem rozbłysku. Aby zbadać tę hipotezę, należy zebrać jak najwięcej informacji na temat polaryzacji docierającego do nas podczas rozbłysku promieniowania gamma. Kosmiczne promienie gamma są absorbowane przez atmosferę i nie docierają do powierzchni Ziemi, dlatego obserwacje rozbłysków gamma i ich polaryzacji trzeba prowadzić na przykład na stacji kosmicznej. Pierwsza współorganizowana przez nas misja POLAR, zrealizowana w 2016 r. na pokładzie chińskiego laboratorium kosmicznego Tiangong-2, zaobserwowała 55 rozbłysków, z których pięciu udało się zmierzyć polaryzację – uzupełnia prof. Pollo. Liczymy na to, że POLAR-2 dostarczy znacznie więcej znacznie bardziej szczegółowych informacji.
      Naukowcy i inżynierowie z Narodowego Centrum Badań Jądrowych uczestniczyli w pierwszym eksperymencie POLAR m.in. przygotowując elektronikę, prototypując plastikowe detektory scyntylacyjne i analizując zebrane dane. Dla eksperymentu POLAR-2 chcemy zaprojektować i zbudować układy elektroniczne odbierające dane bezpośrednio z detektora – opowiada mgr inż. Dominik Rybka z Zakładu Elektroniki i Systemów detekcyjnych NCBJ, współtwórca elektroniki wykorzystanej w 2016 r. Nasze układy wyposażymy w odpowiednie, stworzone u nas oprogramowanie. Zamierzamy także zaprojektować, zbudować i oprogramować elektronikę, która przygotuje do wysłania na ziemię sygnały odebrane wcześniej z detektorów. Kolejnym naszym zadaniem ma być budowa specjalnego zasilacza niskiego napięcia, zasilającego cały instrument.
      Polscy naukowcy będą również brać udział w analizie danych zebranych przez detektor.
      Poza NCBJ w skład konsorcjum POLAR-2 wchodzą: Uniwersytet Genewski, Max Planck Institute For Extraterrestial Physics oraz Instytut Fizyki Wysokich Energii Chińskiej Akademii Nauk.
      Naukowcy spodziewają się, że nowa aparatura zacznie zbierać dane w 2024 roku.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      SpaceX wystrzeliła pierwsze własne satelity komunikacyjne. Start Falcona 9 z 60 satelitami komunikacyjnymi miał odbyć się 17 maja, jednak był ciągle przekładany ze względu na niekorzystne warunki pogodowe i konieczność aktualizacji oprogramowania. W końcu się udało.
      Godzinę po starcie, na wysokości 450 kilometrów, z rakiety zaczęto uwalniać satelity. Samodzielnie zajmą one orbitę na wysokości 550 kilometrów. Wspomnianych 60 satelitów to część konstelacji Starlink, która ma zapewnić łączność internetową na całym świecie. Starlink zostanie uruchomiona, gdy na orbicie znajdzie się 800 satelitów.
      SpaceX to niewielka firma, a margines zysku z jej obecnej działalności nie jest duży. Tymczasem przedsiębiorstwo ma wielkie ambicje, chce wysyłać ludzi w przestrzeń kosmiczną. Aby je zrealizować musi znaleźć dodatkowe źródła przychodu. Jednym z nich może być zapewnienie łączy internetowych w każdym miejscu na świecie.
      SpaceX wchodzi na rynek, na którym działa już konkurencja. Wiele firm oferuje już internet satelitarny. Ich urządzenia korzystają z orbity geostacjonarnej (GEO). Zaletą tego rozwiązania jest fakt, że satelita okrąża Ziemię w takim samym czasie, w jakim trwa obrót Ziemi dookoła własnej osi. Zatem satelita ciągle wisi nad tym samym punktem i zapewnia łączność na obszarze objętym swoim zasięgiem. Wadą umieszczenia satelity na GEO jest fakt, iż orbita ta znajduje się na wysokości około 36 000 kilometrów nad Ziemią. To zaś oznacza, że do praktycznej komunikacji dwustronnej sygnał musi przebyć ponad 70 000 kilometrów. Mogą więc pojawić się opóźnienia, które mogą być widoczne tam, gdzie potrzebna jest szybsza wymiana danych, jak np. podczas online'owych gier wideo. Ponadto obecnie satelity umieszczone na GEO nie pokrywają swoim sygnałem całego obszaru planety.
      Niska orbita okołoziemska znajduje się na wysokości od 200 do 2000 kilometrów. Sygnał ma więc do przebycia znacznie krótszą drogę i w praktyce opóźnienia nie powinny być większe, niż przy korzystaniu z sygnału nadawanego z Ziemi. Jednak, jako że satelity na LEO poruszają się znacznie szybciej względem Ziemi, to obszar, który jest pokryty sygnałem z danego satelity, ciągle się przesuwa. Zatem jeśli chcemy zapewnić nieprzerwaną łączność na danym obszarze, musimy mieć wiele satelitów, których ruch jest zsynchronizowany tak, by gdy jeden satelita opuszcza dany obszar, kolejny natychmiast wlatywał w jego miejsce.
      Mark Juncosa, wiceprezes SpaceX odpowiedzialny za kwestie inżynieryjne, mówi, że po 12 dodatkowych startach rakiet z satelitami Starlink jego firma obejmie swoimi usługami całe USA, po 24 startach będzie mogła zapewnić łączność na najgęściej zaludnionych obszarach, a po 30 startach ze Starlinka będzie można korzystać na całym świecie.
      Starlink to niezwykle ważne przedsięwzięcie w planach SpaceX. Jak już wspomnieliśmy, firma potrzebuje pieniędzy na realizację swoich podstawowych planów związanych z wysyłaniem ludzi w przestrzeń kosmiczną. Jak przyznał Elon Musk, przychody biznesu związanego z wynoszeniem ludzi i towarów na zlecenie mogą w przyszłości sięgnąć 3 miliardów dolarów rocznie, tymczasem potencjalne przychody z dostarczania internetu mogą być nawet 10-krotnie wyższe. Postrzegamy to jako sposób na wygenerowanie środków, które będziemy mogli użyć na tworzenie coraz bardziej zaawansowanych rakiet i statków kosmicznych. To kluczowy element planu budowy stacji na Księżycu i samowystarczalnego miasta na Marsie, mówi Musk.
      Pozostaje jeszcze jeden ważny problem. Obecnie na LEO znajduje się około 2000 działających satelitów. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, większość satelitów krążących wokół Ziemi będzie należała do SpaceX. To duża rzecz, przyznaje Musk. Możemy też przypuszczać, że konkurencja nie będzie zasypiała gruszek w popiele. W najbliższych latach wokół naszej planety może więc krążyć kilkakrotnie więcej satelitów niż obecnie. Tymczasem już obecnie kosmiczne śmieci są coraz większym problemem. Coraz więcej satelitów oznacza z jednej strony, że te, które się zepsują lub zakończy się czas ich pracy, staną się kolejnymi odpadkami, z drugiej strony im ich więcej, tym większe ryzyko kolizji z już istniejącymi śmieciami, a wskutek każdej z takich kolizji pojawia się olbrzymia liczba szczątków i znowu wzrasta ryzyko kolizji z działającymi satelitami.
      Musk mówi, że każdy z satelitów Starlink zostanie wyposażony w dane o orbitach wszystkich znanych odpadków kosmicznych i będzie mógł ich unikać. Ponadto zapewnia, że nieczynne satelity będą z czasem spadały na Ziemię i w 95% będą płonęły w atmosferze. To jednak oznacza, że z każdego satelity na powierzchnię spadnie kilkanaście kilogramów odłamków. Zgodnie z zapewnieniem SpaceX mają być one kierowane na Ocean Spokojny.
      Ryzyko, że ktoś na Ziemi zostanie zraniony lub zabity przez szczątki spadającego satelity jest minimalne. Jednak biorąc pod uwagę fakt, że szybko rośnie zarówno liczba satelitów jak i liczba ludzi, można się spodziewać, że w najbliższych latach przeczytamy doniesienia o osobach trafionych kosmicznymi śmieciami.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jutro o godzinie 4:30 czasu polskiego firma SpaceX ma zamiar wystrzelić własne satelity komunikacyjne z rodziny Starlink. Przedsiębiorstwo Elona Muska chce tym samym wejść na nowy dla siebie rynek dostawcy internetu.
      SpaceX to niewielka firma, a margines zysku z jej obecnej działalności nie jest duży. Tymczasem przedsiębiorstwo ma wielkie ambicje, chce wysyłać ludzi w przestrzeń kosmiczną. Aby je zrealizować musi znaleźć dodatkowe źródła przychodu. Jednym z nich może być zapewnienie łączy internetowych w każdym miejscu na świecie.
      Start rakiety Falcon 9 z pierwszymi elementami konstelacji Starlink miał odbyć się w nocy ze środy na czwartek czasu polskiego, jednak został przełożony z powodu silnych wiatrów wiejących w górnych partiach atmosfery. Za kilka godzin SpaceX ponownie spróbuje rozpocząć budowę Starlinka.
      SpaceX zwykle wynosi ładunki na zlecenie NASA i firm prywatnych. Tym razem na orbitę mają trafić jej własne satelity, a Falcon ma wynieść ich od razu 60. Z czasem będą wysyłane kolejne, a ostatecznym celem jest zapewnienie sygnału w niemal każdym miejscu na Ziemi.
      Elon Musk powiedział, że łączna masa satelitów, wynosząca blisko 14 ton, jest najcięższym ładunkiem, jaki kiedykolwiek wynosiła rakieta Falcon 9. Dodał, że satelity Starlink będą przekazywały sobie dane korzystając z pośrednictwa stacji naziemnych. Brak im jednak laserów, które umożliwiłyby bezpośrednią łączność pomiędzy satelitami. Lasery mają znaleźć się w przyszłych wersjach Starlink.
      Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem to satelity opuszczą rakietę godzinę po starcie i trafią na niską orbitę okołoziemską (LEO). Dwie lub trzy godziny później zostaną włączone. Elon Musk jest tym razem ostrożny i studzi zapał osób, które nie mogą się doczekać, by skorzystać z nowej oferty SpaceX. Zastosowaliśmy tam dużo nowych technologii. Możliwe, że niektóre z satelitów nie będą działały. Tak naprawdę jest też możliwe, choć prawdopodobieństwo jest niewielkie, że wszystkie satelity odmówią posłuszeństwa, stwierdził Musk.
      SpaceX wchodzi na rynek, na którym działa już konkurencja. Wiele firm oferuje już internet satelitarny. Ich urządzenia korzystają z orbity geostacjonarnej (GEO). Zaletą tego rozwiązania jest fakt, że satelita okrąża Ziemię w takim samym czasie, w jakim trwa obrót Ziemi dookoła własnej osi. Zatem satelita ciągle wisi nad tym samym punktem i zapewnia łączność na obszarze objętym swoim zasięgiem. Wadą umieszczenia satelity na GEO jest fakt, iż orbita ta znajduje się na wysokości około 36 000 kilometrów nad Ziemią. To zaś oznacza, że do praktycznej komunikacji dwustronnej sygnał musi przebyć ponad 70 000 kilometrów. Mogą więc pojawić się opóźnienia, które mogą być widoczne tam, gdzie potrzebna jest szybsza wymiana danych, jak np. podczas online'owych gier wideo. Ponadto obecnie satelity umieszczone na GEO nie pokrywają swoim sygnałem całego obszaru planety.
      Niska orbita okołoziemska znajduje się na wysokości od 200 do 2000 kilometrów. Sygnał ma więc do przebycia znacznie krótszą drogę i w praktyce opóźnienia nie powinny być większe, niż przy korzystaniu z sygnału nadawanego z Ziemi. Jednak, jako że satelity na LEO poruszają się znacznie szybciej względem Ziemi, to obszar, który jest pokryty sygnałem z danego satelity, ciągle się przesuwa. Zatem jeśli chcemy zapewnić nieprzerwaną łączność na danym obszarze, musimy mieć wiele satelitów, których ruch jest zsynchronizowany tak, by gdy jeden satelita opuszcza dany obszar, kolejny natychmiast wlatywał w jego miejsce.
      Mark Juncosa, wiceprezes SpaceX odpowiedzialny za kwestie inżynieryjne, mówi, że po 12 dodatkowych startach rakiet z satelitami Starlink jego firma obejmie swoimi usługami całe USA, po 24 startach będzie mogła zapewnić łączność na najgęściej zaludnionych obszarach, a po 30 startach ze Starlinka będzie można korzystać na całym świecie.
      Starlink to niezwykle ważne przedsięwzięcie w planach SpaceX. Jak już wspomnieliśmy, firma potrzebuje pieniędzy na realizację swoich podstawowych planów związanych z wysyłaniem ludzi w przestrzeń kosmiczną. Jak przyznał Elon Musk, przychody biznesu związanego z wynoszeniem ludzi i towarów na zlecenie mogą w przyszłości sięgnąć 3 miliardów dolarów rocznie, tymczasem potencjalne przychody z dostarczania internetu mogą być nawet 10-krotnie wyższe. Postrzegamy to jako sposób na wygenerowanie środków, które będziemy mogli użyć na tworzenie coraz bardziej zaawansowanych rakiet i statków kosmicznych. To kluczowy element planu budowy stacji na Księżycu i samowystarczalnego miasta na Marsie, mówi Musk.
      Pozostaje jeszcze jeden ważny problem. Obecnie na LEO znajduje się około 2000 działających satelitów. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, większość satelitów krążących wokół Ziemi będzie należała do SpaceX. To duża rzecz, przyznaje Musk. Możemy też przypuszczać, że konkurencja nie będzie zasypiała gruszek w popiele. W najbliższych latach wokół naszej planety może więc krążyć kilkakrotnie więcej satelitów niż obecnie. Tymczasem już obecnie kosmiczne śmieci są coraz większym problemem. Coraz więcej satelitów oznacza z jednej strony, że te, które się zepsują lub zakończy się czas ich pracy, staną się kolejnymi odpadkami, z drugiej strony im ich więcej, tym większe ryzyko kolizji z już istniejącymi śmieciami, a wskutek każdej z takich kolizji pojawia się olbrzymia liczba szczątków i znowu wzrasta ryzyko kolizji z działającymi satelitami.
      Musk mówi, że każdy z satelitów Starlink zostanie wyposażony w dane o orbitach wszystkich znanych odpadków kosmicznych i będzie mógł ich unikać. Ponadto zapewnia, że nieczynne satelity będą z czasem spadały na Ziemię i w 95% będą płonęły w atmosferze. To jednak oznacza, że z każdego satelity na powierzchnię spadnie kilkanaście kilogramów odłamków. Zgodnie z zapewnieniem SpaceX mają być one kierowane na Ocean Spokojny.
      Ryzyko, że ktoś na Ziemi zostanie zraniony lub zabity przez szczątki spadającego satelity jest minimalne. Jednak biorąc pod uwagę fakt, że szybko rośnie zarówno liczba satelitów jak i liczba ludzi, można się spodziewać, że w najbliższych latach przeczytamy doniesienia o osobach trafionych kosmicznymi śmieciami.
      Aktualizacja (17.05.2019): start został przełożony do przyszłego tygodnia.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fizyczne Ścieżki to konkurs uczniowski, który co roku, począwszy od 2005 r., organizowany jest wspólnie przez Narodowe Centrum Badań Jądrowych w Świerku i Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Konkurs rozpoczyna się w maju, a kończy Seminarium Finałowym w marcu lub kwietniu. Jest on przeznaczony dla tych wszystkich, którzy znajdują w sobie pasję badawczą i poznawczą, którzy mają pełne pomysłów głowy, dla humanistów, którzy patrzą na świat szeroko otwartymi oczami.
      Konkurs rozgrywa się w trzech kategoriach: pokaz zjawiska fizycznego, praca naukowa oraz esej.
      Pokaz zjawiska fizycznego – nie trzeba znać wszystkich subtelności (w tym matematycznych) fizyki, aby móc przygotować pasjonujący pokaz jakiegoś zjawiska – ważny jest przede wszystkim dobry pomysł, który zaciekawi widzów;
      Esej – skierowany do tych, którzy potrafią zauważyć, jak dalece fizyka kształtuje naszą cywilizację – w tym celu wystarczy dysponować tzw. lekkim piórem i nawet podstawową wiedzą fizyczną;
      Prace naukowe – kategoria wymagająca, ale nie oznacza to, że jedynie osoby z umysłem Einsteina są w stanie podołać temu zadaniu: trzeba się tylko odważyć i opanować reguły rządzące pracą naukową.
      Konkurs jest dwuetapowy:
      Uczestnik przesyła swoją pracę lub jej opis pocztą elektroniczną na adres organizatora. Nadesłane prace oceniają pracownicy naukowi i na podstawie ich ocen Jury typuje finalistów. Są oni zapraszani na seminarium finałowe gdzie prezentują swoje propozycje przed Jury i publicznością oraz odpowiadają na pytania Jury związane z ich pracą. Podczas seminarium finałowego wyłonieni są laureaci konkursu, którzy otrzymują nagrody, a wśród nich możliwość uzyskania indeksów wydziałów fizyki największych uczelni w Polsce, oraz staże w jednostkach naukowych zarówno polskich jak i zagranicznych.
      W tym roku odbywa się już XIV edycja konkursu. Po raz pierwszy w 14-letniej historii konkursu, Seminarium Finałowe odbywa się w Parku Naukowo-Technologicznym w Narodowym Centrum Badań Jądrowych. Uczestnicy i Opiekunowie pochodzący z całej Polski zostali zaproszeni do Instytutu, gdzie oprócz zaprezentowania swojej pracy przed Jury, mają możliwość zwiedzenia jedynego w Polsce reaktora jądrowego Maria.
      Konkurs objęty jest patronatem Ministra Edukacji Narodowej i Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Partnerzy i sponsorzy, to: Województwo Mazowieckie, Miasto Otwock, Powiat Otwocki, Centrum Nauki Kopernik i System Antyplagiatowy Plagiat.pl.
      Główne nagrody w konkursie to nagrody pieniężne sponsorowane przez Województwo Mazowieckie, nagrody rzeczowe ufundowało zaś Miasto Otwock i Powiat Otwocki.
      Pokaz zjawiska fizycznego:
      1. Autonomiczny dom - Bartosz Bartoszewski, Michał Ściubisz, II kl. LO
      Budując nasz projekt, myśleliśmy przede wszystkim o naszym mieście uzdrowiskowym Busko Zdrój. Chcemy poprawić jakość tamtejszego powietrza. W tym celu zbudowaliśmy makietę samowystarczalnego domu. Zastosowaliśmy w nim systemy, dzięki którym wytwarza śladowe ilości szkodliwych substancji i jest tańszy w eksploatacji niż "standardowy" dom. Zbudowaliśmy od postaw m.in. biologiczną oczyszczalnię ścieków, wiatrak o osi pionowej, przyszły sposób transportu lotniczego, uprawę roślin i hodowlę zwierząt. Zastosowaliśmy również panele fotowoltaiczne.
      2. Tornada i wiry - Bartosz Pater, Urszula Stokowska, Marta Błaż, IV–V kl. SP.
      Prezentujemy przykłady wirowania różnych przedmiotów i substancji. Wir w butelkach z wodą, tonikiem, brokatem. Ogniste tornado w metalowym koszu. Pokazujemy, że wir można uzyskać nie tylko podczas obracania, ale również, gdy mamy wąskie szczeliny i różne temperatury w powietrzu. Uzyskujemy wówczas ogniste tornado w szklanej przeciętej rurze i dymne tornado z podpałki grillowej. Pokazujemy żartobliwe optyczne tornado w kalejdoskopie z pleksi. Do uzyskania wiru gazowego użyliśmy suchego lodu oraz doniczki i folii spożywczej. Tworzymy wiry z pary wodnej, gwałtownie uderzając gaz. Tornado finansowe to również z naszej strony żart, ale wynikający z eksperymentowania i wyjaśniania DLACZEGO? Dlaczego nie wszystkie monety magnesują się? Dlaczego magnes rozrywa balon z monetami? Na koniec BANALNY wir w słoiku z wodą i koralikami.
      3. Astroblaster - Mateusz Machaj, Kacper Górski, II kl. LO
      Często zdarza się, że gdy piłka mniejsza spada wraz z umiejscowioną pod nią większą na ziemię, odbija się ona znacznie wyżej niż to spodziewane. Postaramy się wprowadzić was w szczegóły takiego zjawiska oraz znaleźć układ zapewniający najbardziej widowiskowe odbicie. Projekt ASTROBLASTER ma na celu wyjaśnienie, czym jest przekazanie energii i pędu, za pomocą narzędzi matematycznych oraz fizycznej analizy doświadczalnej.
      4. W krainie suchego lodu - Przemysław Sikorski, Aleksandra Guguła, III kl. GIM.
      Seria ciekawych doświadczeń fizycznych z wykorzystaniem suchego lodu jako tematu przewodniego.
      5. Źródła prądu elektrycznego - Denis Janiak, Mariusz Majzner, III kl. LO
      Pokazujemy różne przykłady źródeł prądu elektrycznego. Ogniwa chemiczne: ogniwo galwaniczne (metalowe płytki w elektrolicie), żartobliwy kartoflany piesek z diodową główką, ogniwo cytrynowe. Ogniwo indukcyjne: prąd w zwojnicach uzyskujemy podczas spadania silnych magnesów neodymowych. Fotoogniwo otrzymaliśmy z płytek miedzianych, z których jedna była wytrawiana w ogniu palnika. Umieszczone w elektrolicie i oświetlane światłem UV są źródłem prądu w zamkniętym obwodzie. Termoogniwo umieszczamy w dwóch ośrodkach różniących się znacznie temperaturami. Otrzymujemy w obwodzie prąd dzięki termicznemu przesunięciu elektronów.
      Praca naukowa:
      1. Badanie natężenia światła po przejściu przez trzy filtry polaryzacyjne i jego zależność od prawa Malusa - Michał Kogut, Milena Piasecka, III kl. GIM.
      Światło widzialne jest falą elektromagnetyczną i jak wszystkie fale elektromagnetyczne, składa się z połączonego oscylującego pola elektrycznego i magnetycznego, które są zawsze prostopadłe względem siebie. Polaryzacja światła polega na ukierunkowaniu oscylacji fali elektrycznej względem kierunku jej ruchu. Jeżeli światło pada na polaryzator liniowy, ma zastosowanie prawo Malusa. Nasz eksperyment miał na celu sprawdzić natężenie światła po przejściu przez trzy filtry polaryzacyjne i jego zależność od prawa Malusa. Aby sprawdzić tę zależność, najpierw dokonywaliśmy pomiarów wartości natężenia światła przechodzącego przez 2 i 3 filtry, później porównywaliśmy te wartości z wynikami obliczeń. Nasze badania pokazały, że prawo Malusa jest spełnione dla 3 filtrów.
      2. Zastosowanie dekompozycji LU do oscylatora anharmonicznego – Mikołaj Myszkowski, II kl. LO
      Oscylator anharmoniczny ma szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach fizyki teoretycznej. W pracy przedstawiono ogólny przypadek nieliniowego oscylatora anharmonicznego przy użyciu reprezentacji macierzowej. Zapis Hamiltonianu za pomocą operatorów kreacji i anihilacji, a następnie rozkład metodą LU pozwala na otrzymanie nowych wyników, takich jak równanie poziomów energetycznych, które jest nieskończone, a przez to nierozwiązywalne. Przedstawiono także nową metodę przybliżoną, a otrzymane wartości są porównane do metod perturbacyjnych.
      3. Czas zderzenia sprężystego - Wojciech Kulpa, Konrad Karaba, II kl. LO
      Celem pracy jest pomiar czasu zderzenia sprężystego dwóch metalowych kul. Doświadczenie to wykonaliśmy, stosując dwie niezależne metody: analogową i cyfrową. W metodzie analogowej zastosowaliśmy kondensator, który zostanie naładowany, a następnie podczas zderzenia częściowo rozładowany. Teoria obwodów elektrycznych pozwoli nam obliczyć czas rozładowywania się kondensatora. W metodzie cyfrowej zastosujemy to, co komputer "lubi najbardziej" – liczenie. Co zatem będzie liczył? Liczył będzie impulsy taktowane przez wewnętrzny zegar o częstotliwości 1MH. Rozpoczęcie i zakończenie zliczania uwarunkowane będzie sygnałem zewnętrznym, czyli zetknięciem się kul. Zetknięte kule zmienią poziom logicznego "1" na "0" na jednym z pinów portu wejściowego mikrokontrolera. Wynik przekazany będzie na ekran komputera.
      4. Bezpieczny lot – innowacyjna modyfikacja skrzydła - Bartosz Piechocki, III kl. LO
      W dzisiejszych czasach przemysł lotniczy szybko się rozwija, a konstruktorzy samolotów muszą wymyślać nowe rozwiązania problemów, aby ich samolot był wydajniejszy i bezpieczniejszy. Jako pilot zauważyłem, że w małym lotnictwie problemem jest szczelina, która tworzy się pomiędzy skrzydłem a sterami podczas ich wychylania. Chciałem sprawdzić, jak mój pomysł na modyfikację skrzydła w postaci "załatania" szczeliny elastycznym materiałem ulepszy jego osiągi, więc wymyśliłem 2 eksperymenty. W pierwszym sprawdziłem, czy moja modyfikacja polepsza przepływ powietrza oraz siłę nośną. W drugim eksperymencie sam wykonałem profesjonalny tunel aerodynamiczny, który umożliwił mi dokładne badania nad siłą nośną, oporem i przepływem powietrza. Wyniki pokazały polepszenie się charakterystyk i osiągów skrzydła.
      5. Microwave Resonant Cavity Thruster, silnik mikrofalowy - Jakub Jędrzejewski, IV kl. Tech.
      Na początku XIX wieku angielski inżynier Roger Shawyer opublikował informację na temat swojego silnika, który wykorzystując fale elektromagnetyczne z zakresu mikrofal ma wytwarzać ciąg. Problemem okazało się wyjaśnienie teoretyczne powstawania siły, gdyż nikt nie jest w stanie do dnia dzisiejszego jednoznacznie wyjaśnić zasady działania silnika. Postawiłem sobie pytania: Czy on rzeczywiście działa? Jak to sprawdzić? W mediach pojawiły się informację, że silnik EmDrive łamie trzecią zasadę dynamiki Newtona. Czy aby na pewno? W celu sprawdzenia odpowiedzi na postawione pytania wykonałem własny model silnika wraz z systemem zasilania i kontroli. Ponieważ siły, które mogłyby być wygenerowane przez silnik, są bardzo małe, musiałem zaprojektować również specjalne stanowisko pomiarowe, które jest w stanie mierzyć siły z dokładnością przynajmniej rzędu μN, a nawet większą.
      6. Fuzor – reaktor syntezy termojądrowej - Filip Tomczyk, Jakub Jędrzejewski, III i IV kl. Tech.
      Teoria opisująca działanie fuzora została opracowana przez amerykańskiego wynalazcę Phila Farnswortha we wczesnych latach 30. ubiegłego wieku. Wspomniane urządzenie stanowi rozwiązanie największych problemów stających na drodze naukowców, pojawiających się przy próbach wywołania i utrzymania zjawiska fuzji termojądrowej innymi metodami. Mimo że jest to urządzenie powstałe ponad 85 lat temu, sposób jego działania w połączeniu z obecnie dostępną technologią powinien pozwolić dogłębnie oraz bezpiecznie badać zjawisko fuzji. Nieokiełznana dotąd fuzja może być w przyszłości dla nas bezpiecznym oraz odnawialnym źródłem energii, posiadającym sporą przewagę nad energią atomową. W przeciwieństwie do niej nie daje możliwości wystąpienia jakiejkolwiek awarii, a także nie generuje odpadów radioaktywnych o długim okresie połowicznego rozpadu. Dodatkowo wyłączenie reaktora jest niemal natychmiastowe. Energia powstała przy łączeniu lekkich jąder, czyli syntezie termojądrowej, jest dużo większa niż energia uwolniona przy rozszczepianiu ciężkich jąder uranu. Cecha negatywna syntezy to duża ilość włożonej pierwotnej energii, potrzebnej do zainicjowania reakcji. Jest ona jednak nieistotna, biorąc pod uwagę pozostałe zalety fuzji. Jednakże, aby móc marzyć o takiej przyszłości, trzeba zacząć kreować ją już dziś. Jest to nasz główny cel przyświecający tworzeniu fuzora. Założeniem naszego projektu jest budowa reaktora termojądrowego nazywanego fuzorem. Jest to akcelerator cząstek zdolny do przeprowadzenia fuzji deuteru. Głównym celem projektu było zdobycie i opublikowanie jak największych ilości danych powiązanych ze wspomnianym zjawiskiem, które mogą zostać wykorzystane w przyszłych badaniach. Podczas badań chcemy sprawdzać wpływ wielu czynników na zjawisko fuzji, m.in. wpływ materiału siatki klatki elektrostatycznej na przebieg fuzji oraz uzyskany bilans energetyczny. Projekt urządzenia jest oparty o fuzor Farnswortha–Hirscha, jednakże jest to praca całkowicie autorska, ponadto wprowadzimy wiele usprawnień.
      7. Panta Rhei..... Czasem w górę - Dominik Filipczak, I kl. LO
      Praca obejmuje zagadnienia związanie z podstawami reologii i zjawiskami, które zachodzą w płynach nienewtonowskich. Jej głównym tematem jest efekt Weissenberga. Zbadano czynniki wpływające na wynik efektu dla dwóch cieczy nienewtonowskich. Czynnikami tymi były: zmiana stężenia cieczy oraz szybkość obracania pręta, na który wznosi się ciecz.
      8. Ile waży Ziemia - Julia Czachorowska, Alicja Grzybowska, Małgorzata Rękawiecka, III kl. GIM.
      Zadaniem zespołu było jak najdokładniejsze wyznaczenie masy Ziemi na podstawie własnych pomiarów, bez użycia nowoczesnych rozwiązań i urządzeń. Inspirację zaczerpnęłyśmy z badań przeprowadzonych przez Eratostenesa. Postanowiłyśmy iść tym śladem i obliczyć masę Ziemi ze wzoru, do którego wyznaczyłyśmy w jak najprostszy sposób wszystkie potrzebne wielkości (za wyjątkiem stałej grawitacji). Podczas pracy tworzyłyśmy proste przyrządy służące do mierzenia kąta padania promieni słonecznych. Na podstawie jednoczesnych pomiarów w centrum i na północy Polski, wyliczyłyśmy promień Ziemi. Wyznaczyłyśmy też przyspieszenie ziemskie przez mierzenie czasu spadania upuszczanych ołowianych kulek. Otrzymana przez nas wartość masy Ziemi różni się o mniej niż 10% od wartości tablicowej.
      Esej:
      1. Kosmiczny mechanizm – Agata Ślusarska, III kl. GIM.
      Ludzie w dzisiejszych czasach różnie spoglądają na świat i naukę. Niektórzy zachwycają się wszystkimi wspaniałościami, które nas otaczają, inni nie widzą niczego poza czubkiem własnego nosa, wykorzystują daną im władze do okrutnych celów lub są całkowicie obojętni na piękno Wszechświata.
      2. Rozmyślania podczas sprzątania biurka - Maria Krzyżowska, I kl. LO
      Dokąd zmierza nasz świat? Jak będzie wyglądał jego koniec? Pytania te nurtowały filozofów od wieków. Myślę, że każdy z nas zadał je sobie chociaż raz. Z odpowiedzią przychodzi nam druga zasada termodynamiki. W mojej pracy opowiem, czym jest entropia, dlaczego nazywamy ją strzałką czasu oraz jaki związek z tym wszystkim ma zabałaganione biurko.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...