Letnji seminar fizike se privodi kraju

Autor: Isidora Rapajić
Letnji seminar fizike se privodi kraju, spremam se za bleju. Stanje na projektu odlično. Program je nekoliko puta u toku dana izbacio  „neće“,  međutim uz pomoć entuzijastičnih saradnika je ipak proradio. Na završnom sastanku nisam imala ideju kako izgleda moj sendvič (dobra stvar – loša stvar – dobra stvar)  i sada kada imam malo više vremena da razmislim o tome, zaključujem da je opšti utisak svakako u plusu.
Već na prvom sastanku smo dobili okvirni plan seminara. Veći deo se svodi na rad na projektima, u najavi su par predavanja i odlasci na Gradac i bazen. Seminar je zvanično počeo, za ručak nas je kao i obično sačekao čuveni petnički pasulj a posle toga smo išli da razgovaramo sa saradnicima o projektima. Kao odgovor na to, dobijali smo gomile radova koje je trebalo proučiti i spremiti se za prezentovanje drugog dana. Na prezentacijama smo kolektivno zablistali, pitanja koja su nam postavljali saradnici su svakako pomogla da shvatimo šta treba da bude sledeći korak i na koji način to treba izvesti jer ciljevi naših projekata ugalvnom nisu bili jasno definisani. Počeli smo da pišemo svoje dnevnike rada koji su u početku ličili na dnevnike bleje i kada smo konačno shvatili kako to treba da izgleda, saradnici su izgubili želju da ih čitaju. Većina polaznika se ove godine opredelila za simulacije, problemi tipa „program mi kaže neće“ su bili učestali a eksperimentalci su najviše vremena provodili skapajući aparaturu. Odlazak na bazen je prijao iako je bilo očekivano da će veći broj polaznika izraziti želju da  izgori na suncu. Na pešačenje i izlet na Gradac se ipak uputio veći broj polaznika fizike i to je bila odlična prilika za druženje sa ljudima sa ostalih seminara. Problem je bio što nismo poneli dovoljno vode i prvi deo puta po suncu, kamenju i visokoj travi je bio isrpljujući. Posle toga je usledilo hodanje kroz hladnu vodu i jedva smo čekali ručak i da Savan odobri odmor. Nakon što smo se vratili u stanicu onako umorni, predožen nam je odlazak u pećinu. Grupica preživelih, kojima nije bilo dosta šetanja, je ipak odlučila da bi bilo fenomenalno završiti dan obilaskom pećine i slepih miševa. Jedne večeri smo pogasili svetla i izašli napolje da gledamo kišu meteora i usput naučili dosta stvari o zvezdama i sazvežđima.
Posle toga smo intenzivnije radili, napredak se video, u svakom trenutku je stanje na projektima bilo pod budnim okom saradnika. Sledeći krug prezentacija se završio tortom, rođendanskom žurkom i slušanjem muzike u staroj geografiji do kasno. Predavanja koja smo imali su bila o mogućnostima za rešavanje problema tri tela, o česticama i dešavanjima u CERN-u, o tome kako je fizika svuda oko nas i kako su to povezani veliki naučnici, kao i o tome kako se prezentuje, što je bilo jako korisno ponovo čuti iako smo isto to slušali mnogo puta. Ponovo rad na projektima i priprema za završne prezentacije, samo što je efikasnost mnogo opala jer je umor počeo da nas savladava. Završne prezentacije su duže trajale i uprkos tome što većina polaznika nije imala ideju šta reći, prošlo je dobro. Ostalo je još stvari za uraditi, sezona mailova počinje, nadamo se da će do jesenjeg projekti dobiti konačan oblik. Poslednje veče smo proveli na žurci kod istoričara i ostali budni celu noć kao što to obično biva u Petnici.
Šteta što nismo uspeli da organizujemo kolektivan rat pištoljima na vodu, valjda će biti prilike za to neki drugi put.
 

Numerička simulacija efekta elektromagnetno indukovane transparentnosti

Luka Blagojević, Stefan Velja

U ovom radu je ispitivan efekat elektromagnetno indukovane transparentnosti, numeričkom simulacijom, pri promeni parametara Debye–Hückel-ovog potencijala konfiniranja. Promenom parametara potencijala, dolazi do promene talasne funkcije elektrona, što utiče na određene osobine sistema. U njih spadaju vrednosti energetskih nivoa, kao i koeficijent spontane emisije. Zatim se svi dobijeni podaci koriste u optičkim Blohovimjednačinama koje definišu apsorpciju i refrakciju, a samim tim i pojavu elektromagnetno indukovane transparentnosti. Efekat je konkretno ispitivan za lambda konfiguracije, koje predstavljaju specifično stanje sistema pri kojem su prelazi elektrona između prvog i drugog energetskog nivoa zabranjeni.

Simulacija pešačkog saobraćaja u situacijama evakuacije

Ognjen Stanisavljević, Daniel Siladji

U ovom radu je predstavljen model za simuliranje ponašanja ljudi u situacijama evakuacije. Razvijeni model je baziran na modelu socijalnih sila, uz predložen novi način za računanje preferiranog pravca kretanja ljudi. Takođe, predstavljen je i genetski algoritam za optimizaciju pešačkih zona. Nakon reprodukovanih fenomena uočenih iz već dostupnih podataka, korišćenjem genetskog algoritma rešavan je problem pronalaženja optimalnog oblika prepreke na izlazu za koju je vreme evakuacije minimalno. Prepreka na izlazu predstavljena je na dva načina – kao polarni n-tougao i kvadratna rešetka u kojoj su određena polja neprohodna. Obe reprezentacije prepreke daju približno isti rezultat, uz smanjenje vremena evakuacije od 23 do 34%.

Proces kompaktifikacije dvodimenzionalnog granularnog sistema pod uticajem vertikalnih vibracionh pobuda

Grigorije Aleksić

Kompaktifikacija granularnog materijala predstavlja proces rasta gustine granularnog mediuma pod uticajem mehaničkih perturbacija. Ovaj fenomen ima suštinski značaj u mnogim industrijskim procesima.U radu je korišten dvodimenzionalni granularni sistem sačinjen od kuglica precnika 4.5mm.  Osnovni cilj je bio pokazati zavisnost maksimalne vrednosti gustine granularnog pakovanja od amplitude ubrzanja sinusnih oscilacija kojima se sistem izlaže, kao i prodiskutovati kako amplituda i  frekvencija utiču na proces kompaktifikacije čemu do sada nije posvećena velika pažnja. Pokazano je da sa povećanjem amplitude ubrzanja, asimptotska gustina granularnog sistema pri kompaktifikovanju opada, kao i da vreme relaksacije sistema zavisi od maksimalnog ubrzanja po Areniusovom zakonu.

Ispitivanje fenomena mrtve vode

Petar Bojović

Primećeno je da brodovi u severnim evropskim morima gube snagu i naglo usporavaju kada pokušaju ubrzati nekim određenim ubrzanjem. Ovaj fenomen naziva se „Fenomenom mrtve vode“ i prouzrokuje ga slojevitost fluida u kome se brod kreće. Slojevi su diferencirani tako da vertikalnog protoka između njih skoro nema. Zahvaljujući tome, kretanjem broda kroz vodu se na granici između slojeva generiše talas istog pravca i smera kao i brod. U ovom radu je ispitan uticaj promene dubine slojeva u dvoslojnim i troslojnim tečnostima na kretanje broda. Dobijeno je da je usporenje izraženije kod troslojnih tečnosti i da je najvećeg inteziteta kada su dubine slojeva reda veličine rastojanja od površine vode do tačke broda koja je najdublje uronjena u vodu. Takođe je određen interval ubrzanja i srednjih brzina broda pri kojima dolazi do fenomena. Dobijeni rezultati potvrđuju da do usporenja može doći samo ako je odnos između brzine talasa na granici između slojeva i srednje brzine broda malo manji od jedan.

Modelovanje koevolucije dve vrste – simpatrička specijacija

Ana Žegarac, Dušan Drobnjak

Simpatrička specijacija je kolektivni naziv za mehanizme nastanka novih vrsta koji podrazumevaju da su i roditeljska i vrste potomci sve vreme na istom geografskom području. U radu je konstruisan jednostavan model ovakve specijacije koji prati koevoluciju dve vrste. Osim toga, karakterišu ga kvantitativna genetika, mutualističke i takmičarske interakcije među jedinkama i asortativno parenje. Bitna razlika u odnosu na prethodne takve modele je što ovaj pretpostavlja konačan broj jedinki. Dinamika modela je proučavana kroz računarsku simulaciju, a dobijeni rezultati pokazuju da je simpatrička specijacija moguća sa ovim pretpostavkama. Detaljnijim ispitivanjem nađeni su uslovi pri kojima se ona dešava u slučaju mutualizma između dve životinjske, kao i između biljne i životinjske vrste.

Konstrukcija digitalnog holografskog mikroskopa

Janko Šušteršič, Marija Milutinović

Cilj ovog rada bila je konstrukcija aparature koja bi omogućila snimanje holograma u svrhu digitalne holografske mikroskopije, zatim rekonstrukcija dobijenih holograma i ispitivanje karakteristika digitalnog holografskog mikroskopa. Princip rada digitalnog holografskog mikroskopa zasniva se na snimanju holograma na CCD kameri i rekonstrukciji holograma numeričkim putem uz mogućnost promene uvećanja, koje nije ograničeno osobinama optičkih elemenata, već prvenstveno zavisi od procesa rekonstrukcije i karakteristika kamere. Osnova procesa numeričke rekonstrukcije je Frenel-Krihofov integral koji opisuje difrakciju talasa na mikro-strukturi holograma. Uspešno su snimljeni i rekonstruisani hologrami krila insekata i tkiva pokorice luka za različite vrednosti uvećanja u opsegu od 100 do 400 puta, a zatim su dobijeni hologrami upoređeni sa izgledom uzoraka pod optičkim mikroskopom uvećanja od 400 puta. Za konstrukciju aparature korišćen je He-Ne laser talasne dužine 633nm kao izvor koherentne svetlosti i mikroskopski objektiv uvećanja 40 puta. Maksimalno postignuto uvećanje u kombinaciji sa objektivom je približno 400 puta. Značaj projekta ogleda se u prednosti upotrebe digitalnog holografskog mikroskopa, kao i jednostavnosti, preglednosti i kratkom vremenu izvršavanja koda koji omogućava rekonstrukciju holograma u realnom vremenu.

Primena različitih prirodnih pigmenata kao fotoosetljive komponente u solarnim ćelijama

Irena Đorđević, Stefan Ilić

Ekstraktovani pigmenti iz prirode korišćeni su kao fotooseljiva komponenta u solarnim ćelijama treće generacije (eng. dye-sensitized solar cells). Korišćeni su pigmenti koji pripadaju antocijanima (aronija, kupina, malina, višnja, borovnica), kurkuminoidima (kurkumin), hlorofil, kao i mešavine ovih pigmenata. Ćelije su izradjene u konfiguraciji fotoanoda (film TiO2 prekriven pigmentom) / elektrolit na bazi jodida / pomoćna elektroda (tanak film platine). Debeli film TiO2 napravljen je depozicijom prethodno sintetisane paste TiO2 doctor-blade tehnikom na FTO stakla i termičkim tretmanom na 500°C. Za potrebe fotonaponskih merenja konstruisan je solarni simulator sa referentnim intenzitetom zračenja (1000 W/m2) i spektralnim poklapanjem sa Sunčevim zračenjem. Od ćelija sa pojedinačnim pigmentom, najbolje rezultate dala je ćelija sa kurkumom (VOC=405 mV, ISC=19 mA)  dok je ubedljivo najbolje karakteristike imala solarna ćelija sa kombinacijom prirodnih pigmenata (kurkuma/aronija/hlorofil) (VOC=408 mV, ISC=60 µA), potvrđujući tezu da raznovrsniji apsorpcioni spektar fotoosetljive komponente rezultuje boljim fotonaponskim karakteristikama ćelije.

Ispitivanje toka smeše granularnih materijala i ulja niz strmu ravan

Sara Bogojević, Petra Šešelja

U ovom radu je proučavano kretanje smeše dve vrste granularnih materijala i ulja niz strmu ravan. Ispitan je uticaj promene nagiba strme ravni na stvaranje klastera od granula, grananje smeše i segregaciju granula. Takođe, razmatrano je ponašanje smeša ulja sa po jednom od vrsta granula koje čine komponente smeše. Pokazano je da raspodela veličine klastera po strmoj ravni zavisi od nagiba strme ravni, što smatramo da je posledica toga što klasteri nastaju na drugačiji način. Primećena je segregacija granula kao i grananje smeše pri nekim vrednostima nagiba strme ravni.

Strukturne promene u dvodimenzionalnim granularnim sistemima u uslovima izmenjene efektivne gravitacije u procesu prodiranja stranog tela

Ognjen Stanisavljević, Marija Petrović

U ovom radu proučavane su strukturne promene u dvodimenzionalnim granularnim sistemima u procesu prodiranja zašiljene metalne šipke širine 1,5 cm. Kao granularni materijal u eksperimentu su korišćene jednake plastične kuglice prečnika 5,8mm. Kuglice su ispuštane u specijalno dizajniranu posudu debljine približne prečniku kuglice kako bi dobijeni granularni sistem bio dvodimenzionalan. Efektivna gravitacija kontrolisana je tako što su granularna pakovanja formirana u fluidima različitih gustina. Svako formirano granularno pakovanje je fotografisano pre, tokom i nakon prodiranja šipke i analizom dobijenih fotografija dobijeni su podaci o kvalitativnim i kvantitativnim promenama do kojih dolazi u granulanom pakovanju. Tokom analize fotografija korišćene su Voronijeva teselacija i Deloneova triangulacija. Dobijeni rezultati pokazali su da dolazi do različitih promena u zavisnosti od efektivne gravitacije pri kojoj je pakovanje formirano. Zaključeno je da su granularna pakovanja formirana pri uslovima redukovane efektivne gravitacije tokom prodiranja šipke uređuju, dok se pakovanja formirana pri normalnoj gravitaciji izdižu i dolazi do razuređenja.

Kompletan rad: Strukturne promene u dvodimenzionalnim granularnim sistemima u uslovima izmenjene efektivne gravitacije u procesu prodiranja stranog tela