Vežbovni seminar 2011

Te nedelje, 22. maja, ponovo smo se okupili u Petnici nakon zimskog seminara, doduše u znatno manjem broju od očekivanog (razlog masovnog nedolaženja je uglavom bila tzv. “viša sila”, tj. škola). Četrnaestoro polaznika sa zimskog seminara i trojica “transferaša” (kako su trojica polaznika zimskog seminara tehničkih nauka popularno nazvana još prvog dana, a kako su i ostala označena do kraja seminara) zaposeli su tek deo učionice geografije. Staroj postavi saradnika sa predhodnog seminara, Saški, Jeleni, Vladanu i Mari, priključila se Iva.

Posle ručka (za koji nas nije sačekao pasulj :))), otišli smo na frape i u mini posetu Petničkoj pećini. Tako je prvi dan prošao iznenađujuće bezbrižno, uz jednu pokidanu žicu na gitari (bez brige, pripadala je biolozima) i bez strepnje za sutrašnje vežbe.

Bezbrižnost je trajala kratko, tačnije do 10 časova narednog dana kada su nam dodeljene laboratorijske vežbe. U grupama od po dvoje, trkali smo se da što pre ugrabimo čuvena Vučićeva “Osonovna merenja u fizici”, što pre pronađemo potrebnu aparaturu i obavimo merenja. U početku ambiciozno i optimistički, radili smo uz zvuke koje je proizvodila zvučna viljuška i glicerol koji je naivno na prvi pogled izgledao kao voda, a zatim se lepio za odeću, ruke, a nekima i za izveštaje. Trudili smo se da ne izgubimo vid uz lasere u optičkoj laboratoriji (na sreću, oči nisu stradale, ali je jedno sočivo misteriozno polomljeno), improvizovali smo u vežbama iz termodinamike, koristeći vodu, umesto žive, trudili se da ne nameštamo rezultate (ma koliko nam to delovalo privlačno)… Tako smo preživeli prva tri dana odradivši vežbe iz oblasti fluida, termodinamike, optike, mehanike i akustike. Vraćani su nam izveštaji “za naše dobro” (kako su saradnici objašnjavali), pisali smo ih ponovo, crtali grafike ispočetka, odlazeći na spavanje pred zoru tek kada bi sav posao ili barem njegov veći deo bio gotov. Ali, za ta tri dana naučili smo neverovatno mnogo o vežbama i pisanju izveštaja, sa kojima su se mnogi od nas sada tek prvi ili drugi put u životu susreli.

Petog dana Uglješa nam je održao kratko predavanje o programiranju u Matlabu. Zatim smo bili podeljeni u grupe i dobili smo interesantne zadatke, u vidu pravljenja različitih simulacija. Uveče smo slušali Savana koji nam je objašnjavao vežbu iz astronomije koju smo zatim radili narednog dana. Poranili smo, svaka grupa sa svojim ručno napravljenim gnomonom, i naredna tri sata smo uživali na suncu, pod pečurkom ili drvetom, svakih minut ili dva pažljivo mereći dužinu senke. Ovo nam je bila poslednja predviđena vežba, ali kako ni do kraja narednog dana nije bio prihvaćen nijedan peti izveštaj, dobili smo kao domaći zadatak da ih kod kuće završimo. Jedan od mnogo razloga što izveštaji nisu bili gotovi tokom seminara bio je i to što je, na (ne)sreću, te subotnje večeri nestala struja, pa smo bili onemogućeni da bilo šta pišemo. Ali, zato smo se igrali mafije, što je “na slepo” u mraku bilo potpuno novo iskustvo.

Tih pet dana tokom kojih smo se bavili vežbama, obeležilo je i Ackovo predavanje o elektronici, Aleksandrino o nanotehnologiji i Marijino o laserima. U to vreme, isticali smo i svoju ljubav prema hemiji, pa je u petničkom dvorištu eksplodirala i jedna bomba. Tih toplih dana prskanje vodom je postalo popularan sport i među polaznicima i među saradnicima.

Nedelju smo dočekali sa ozbiljnim zadatkom: sređivanjem laboratorije. Nakon dva sata laba je bila gotovo neprepoznatljiva: nestali su komadići stiropora koji su prekrivali pod, svi zupčanici, šrafovi i opruge ponovo su se našli u svojim kutijama, više nije bilo prosutog glicerola i lepka… Ni to, međutim, nije dugo trajalo jer je do večeri ponovo zavladao stari nered. Zapravo, pre ručka smo dobili nano projekte (mini projekti koji su bili u planu, smanjili su se preko mikro, do nano, jer se naše pisanje izveštaja neočekivano odužilo), što je značilo ponovo majstorisanje u laboratoriji. Na dva stola je polako nicala Incredible Machine, u optičkoj laboratoriji je merena debljina mehurića sapunice, napolju je isprobavana Camera Obscura. Sniman je zvuk crkvenog zvona (i ponovo puštan u kasne sate), konstruisani su raketa i mikroskop bez sočiva i proučavano je šta se događa kada kap mastila padne u vodu. Predposlednjeg dana seminara LNŠ-ovcima smo predstvili ove projekte.

Poslednjeg jutra oprostili smo na brzinu, pomalo uspavani i ne sasvim svesni činjenice da ćemo se ponovo naći na istom mestu tek naredne godine.

XLAB Međunarodni naučni kamp

XLAB je eksperimentalna laboratorija smeštena u Getingenu u Nemačkoj, koja održava kurseve u oblasti prirodnih nauka, a namenjene učenicima srednjih škola, brucošima i nastavnicima. Međunarodni naučni kamp koji XLAB održava leti u dva navrata, u trajanju od tri i po nedelje, namenjen je učenicima i studentima širom sveta, starosti od 17 do 20 godina. Ukratko, XLAB je nemačka Petnica sa fensi skupom opremom i bez mlađih saradnika. Ove godine, zahvaljujući Petnici, junski kamp posetila je Vera Jovanović, a isto zadovoljstvo u avgustu pripalo je meni.

Kamp se sastoji od tri petodnevna kursa, a van klasičnog „od devet do pet“ radnog vremena organizovan je niz društvenih aktivnosti i izleta. Za svaku nedelju u ponudi su po tri različita kursa iz oblasti hemije, fizike i biologije. Učesnici su po tim kursevima raspoređeni tako da nisu uvek ispunjene sve primarne želje, što zapravo najčešće dovede do pozitivnih posledica. Slično kao i u Petnici, isproba se nova oblast na opipljivi, neškolski način. Lično, pohađala sam kurseve analize hrane (ni ugljeni hidrati ni proteini ne izgledaju tako zabavno kada su izolovani), zračenja u bio-naukama (mučenje biljaka radioaktivnim izotopima zarad bioloških saznanja zapravo izgleda zabavno) i kurs neurofiziologije (zabadanje elektrode u mozak skakavca pod tvrđenjem profesora da jadne životinjke ne osećaju bol). Poslednji navedeni, kurs neurofiziologije, kao elegantan spoj biologije, hemije i fizike, proslavljao je interdisciplinarnost u pravom petničarsko-seminarskom duhu. Zanimljivi detalji u početku bila su zakonski propisana pažnja posvećena bezbednosti u laboratoriji i dobra oprema. Šipkom cezijuma se zapravo ne treba igrati i usmeravati je u proizvoljnim smerovima, a postoje i Gajger-Milerovi brojači sa ispravnim ekranom i nedekorisani gomilom virećih žica. Ipak, odlična oprema i saradnja sa čuvenim Georg-August Univerzitetom, iskorišćeni su kroz niz preinteresantnih, ali dosta kratkih i uputstvima strogo vođenih eksperimenata.

Dvadeset pet dana u društvu mladih zainteresovanih ljudi iz petnaestak zemalja svakako proširuje i vidike u aspektima socijalnih interakcija i multikulturalizma. Bilo je razbijanja predrasuda, ali i potvrđivanja nekih sitnijih o mentalitetima i običajima. Najveće razlike među ljudima su se zapravo ticale ukusa o hrani, mada su se po omiljenim vidovima zabave dosta izdvajale drage Balkanke, Antonija i (Petničarka-biologičarka) Vanja. Po raspevanosti je mogao da im parira još samo drugar iz Šri Lanke. Naravno, iskorišćavale smo svaku priliku da se hvalimo Petnicom, odnosno Višnjanom.

Getingen, čuveni univerzitetski gradić, kao jednu od najzanimljivijih atrakcija pružio nam je samostalno organizovanu posetu groblju. Zvuči morbidno, ali dva potencijalno Gausova groba, Maks Bornov spomenik sa sve kul formulom, aleja Nobelovaca i još neke parcele, bili su nezaobilazne turističke lokacije. Poslednja dva dana proveli smo na ekskurziji u Berlinu.

U potrazi za strukturom

Prolecni Exploratorium ove godine odrzan je od 25. do 28. aprila. Exploratorium je specijalizovani seminar namenjen pretezno starijim polaznicima svih standardnih srednjoskolskih petnickih seminara. Bavi se dakle, sirokim spektrom naucnih oblasti i disciplina, koje su u okviru programa jednog Exploratorium seminara povezane jednim zajednickim pojmom koji ih sve prozima. Tema ovog seminara bila je – struktura.Jasno je da strukturu mozemo shvatiti kao strukturu gradje zivih bica, strukturu galaksija, strukturu materijala, strukturu recenice, strukturu drustvenih grupa… U tom multidisciplinarnom duhu, vrhunska predavanja su polaznike blize upoznala sa strukturama raznih sistema koji nas okruzuju posmatranih iz razlicitih perspektiva. Iako je kratko trajanje seminara prouzrokovalo pretrpanost rasporeda u odredjenoj meri, iako ponekad na ustrp vremena za rucak ili veceru, na svakom se predavanju naslo vremena i za neophodne diskusije, razmene misljenja, objasnjenja i digresije.

Seminar je zapocet uvodnom recju rukovodioca Milana Cirkovica i kratkim upoznavanjem. Usledilo je predavanje o strukturi memorije prof. dr Suncice Zdravkovic. Prica o strukturi memorije, kao izuzetno zanimljiva i opsirna, rasirena je na predavanje prve polovine tog popodneva i deo prepodneva sutrasnjeg dana. Pod temom strukture memorije bili su obuhvaceni mehanizmi kratkotrajnog i dugotrajnog pamcenja i prvenstveno nacin organizacije memorije koji nam omogucava da funkcionisemo na uobicajeni nacin. Iduce predavanje bilo je o strukturi uzorka dr Olivera Toskovica, o tome kako se odabira uzorak materijala ili ispitanika pri nekom istrazivanju i sta predstavlja reprezentativan uzorak. Posle vecere predstavljan nam je zadatak na kome smo radili naredna dva dana u tri grupe od po dvanaestak clanova. Uvece smo gledali film “Memento” sa propratnom diskusijom o strukturi filma, fabuli i sizeu, koju je vodio moderator Predrag Ivanovic.

Drugi dan seminara, nakon dela struktura memorije, protekao je uz predavanje lingvista mr Mirjane Mandic i Dusice Bozovic o jezickoj strukturi, pretezno o dozvoljenim pozicijama reci, tacnije konstituenata, u gramaticki pravilnoj recenici u raznim jezicima i odnosima tih konstituenata kao primerom za strukture u jeziku. Zatim smo se preorijentisali na strukturu simetrije uz predavanje matematicara dr Milovana Suvakova. Strukturalna objasnjenja u drustvenim naukama prof. dr Jova Bakica obuhvatila su, izmedju ostalog, kao primere – strukturalna objasnjenja jugoslovenskog nacionalizma pre Prvog svetskog rata i u medjuratnom periodu kroz istorijski osvrt na povezane fenomene. Posle vecere prof. dr Cirkovic pricao nam je o strukturama iz astronomske perspektive, odnosno strukturama na velikim skalama. Dodirnuli smo teme poput struktura galaksije, jata galaksija, pa i strukture same Vasione, sa osvrtom na vazna otkrica u oblasti istrazivanja vangalaktickog prostora i neka nova interesantna i iznenadjujuca posmatracka otkrica. Nakon toga, usledilo je jos jedno kinematografsko umetnicko delo, francuski film “Prosle godine u Marinbedu”.

Treci i poslednji radni dan seminara doneo nam je i dve radionice. Prvo predavanje i radionica mr Aleksandre Nikolic bilo je o strukturi najvaznijeg molekula na Zemlji – DNK. Fizicar dr Bozidar Nikolic pricao nam je o strukturi materije, odnosno prvenstveno o strukturi kristala. Spomenute su atraktivne, i neke starije i neke novije, a aktuelne poput grafena, nanotuba, superprovodnika. Poslednje predavanje bilo je ujedno i neka vrsta osvezenja i ujedno izlazak iz interdisciplinarnih granica u interkulturalni svet. Naime, prof. dr Branko Pavic pricao nam je o strukturama umetnickih dela, pri cemu smo se upoznali sa raznim, za nas pretezno nepoznatim, pravcima i vrstama umetnickih dela savremenog doba. Povezano sa tim je zatim odrzana radionica na kojoj smo se podsetili casova likovnog iz osnovne skole i kako je to slikati temperama. Posle vecere, seminar je zakljucen predstavljanjem rezultata polaznika na na pocetku spomenutom zadatku i diskusijom o tim resenjima. Naime, zadatak je bio da svaka grupa pronadje najsveobuhvatnije moguce definicije odredjenih pojmova, pri cemu su definicije morale biti iskazane sopstvenim recima. Ako smatrate da je zadatak lak, pokusajte jednostavno definisati vazne pojmove poput dokaza, metode, grupe, konteksta, pa informaciju, operaciju, morfologiju, model, simbol, teoriju…

Jos jedan prodje seminar…

Zimski seminar fizike 2 počeo je prvog dana proleća. Dočekali su nas lepo vreme i nasmejani saradnici (mada su se iskreno i od srca smejali tek kad smo počeli da izlažemo svoje predloge projekata). Paralelno sa našim seminarem, tu su bili i matematičari, astronomi i geolozi.

Kada je reč o formalnim aktivnostima, pored predloga projekata koje su nam preporučivali saradnici, imali smo i nekoliko zanimljivih predavanja. Od nelinearne mikroskopije, preko već godinama konstantno aktuelnih nanotuba, pa sve do priče o verovatnoći događaja u klasičnom i kvantnom svetu. Bilo je priče i o alternativnoj istoriji, gde se su se analizirale moguće posledice toga da Darvin nije kročio na “Bigl”, brod kojim je obišao svet u svojoj mladosti, putovanjem koje ga je inspirisalo za postavljanje temelja teoriji evolucije. Poslednjeg dana održana je predavanje o optičkim telekomunikacijama, odnosno fizici koja stoji iza iole brzog Interneta zahvaljujući kome čitate ovaj blog, te predavanje o mogućnostima i ograničenjima simulacija u fizičkim sistemima sa akcentom na njihovoj primeni u ispitivanju transporta u nano i mikroporoznim materijalima. Između ostalog, saznali smo razliku između latte macchiato i capuccino kafe.

Osim toga, svakog dana posle večere održavan je sastanak na kome smo razgovarali o predlozima projekata kojima ćemo se baviti ove godine. Dosta izuzetno zanimljivih eksperimenata i simulacija je u najavi, ali i dosta projekata koje tek treba definisati. Svakako nas do prolećnog seminara sve čeka iščitavanje literature, razmišljanje i promišljanje. Naravno, moramo istaknuti i naše drugare kojima je ostalo “još samo da reše taj dvostruki limes” :D.

Ipak, čini se da je jedan grupni projekat kojim smo se bavili u saradnji sa matematičarima zasenio uobičajene petničke aktivnosti. Naime, novi vođa matematičara, fizičar Šuki, osmislio je i organizovao gradjenje petničke piramide. Negde oko ponoći, nas dvadesetak-tridesetak polaznika transformisalo bi se u egipatske robove, odnosno jeftinu radnu snagu, te spravljalo male tetraedre od običnih plastičnih cevčica po precizno definisanom algoritmu. Tetraedri su poslednjeg dana spajani u veće, samoslične strukture, koje su zatim spajane u još veće, ponovo slične strukture, koje su… Verovatno već naslućujete poentu! Na kraju, dobili smo šest metara visoku fraktalnu trodimenzionalnu verziju trougla Serpinskog. Sam pogled na dva sprata visoku gradjevinu od cevčica iz McDonald’s-a bio je i više nego dovoljna satisfakcija strpljivim vrednim radnicima! Svakako, deset velikih pica koje su stigle iz Valjeva bile su dobrodošla nagrada. Na kraju krajeva, ne može se ni puno njih pohvaliti prilikom za tako originalnu novu profil sliku na fejsu!

Naravno, pored svega navedenog, skladno ličnim preferencijama, našlo se vremena i za mafiju, gledanje utakmice na novom ogromnom fensi ekranu, druženje uz gitaru, blejanje na fejsu, pa i za “cepanje” zadataka iz ruskih zbirki.

Dizajn i optimizacija pravougaonog optičkog talasovoda genetičkim algoritmom

Uglješa Stojanović, Ana Trišović
Mentor: Marko Krstić

PDF

Optički talasovod predstavlja strukturu koja sprovodi i ograničava elektromagnetni talas primenom totalne unutrašnje refleksije. Cilj rada je konstruisanje i optimizacija optičkog pravougaonog talasovoda sastavljenog od periodične strukture dva različita aterijala. Pokazano je da talasovod projektovan na ovaj način, gde se kao jezgro koristi vazduh, može biti približno dobar kao i standardni talasovod gde se kao jezgro koristi neki materijal sa jako velikim indeksom prelamaja poput silicijum‐dioksida. Zaključeno je da je dobro osmišljen genetički algoritam efikasan i vrlo upotrebljiv za nalaženje optimalnih uslova za visoke vednosti reflektanse, pogotovo pri traženju rešenja za konkretne talasne dužine. Kao krajnji cilj i rezultat rada dobijeno je više funkcija zavisnosti najveće dostižne reflektanse u zavisnosti od talasne dužne pri različitoj vrednosti divergencije upadnog ugla talasa, a analizirani su i određeni primeri zavisnosti reflektanse od talasne dužine pri poznatom broju slojeva i upadnom uglu,

Konstrukcija optičkih pinceta

Vladimir Petrović, Marija Janković
Mentori: Uroš Delić, Jelena Pajović

PDF

Cilj ovog projekta bila je konstrukcija aparature koja bi omogućila proizvoljno manipulisanje mikročesticama pomoću laserskog sopa, odnosno optičkog sistema poznatog kao optičke pincete. Providne sferne čestice prečnika 1,02 μm i 3,01 μm uspešno su zarobljene u fokus laserskog snopa i proizvoljno pomerane u odnou na ostale čestice u uzorku, u horizontalnoj ravni. Za fokusiranje Gausovskog laserskog snopa sa početnom snagom od 14,4mW i istovremeno za posmatranje uzorka, korišćen je mikroskopski objektiv uvećanja 40x, a zarobljavane čestice nalazile su se u vodenom rastvoru etanola. Izmerena je i minimalna snaga na izlazu iz objektiva neophodna za uspešno pomeranje čestica. Za čestice veličine 1,02 μm ona je iznosila 1 mW, a za čestice od 3,01 μm bila je 1,2 mW.

Proučavanje dinamike Boze-Ajnštajnovog kondenzata simulacijom pri promeni parametara sistema

Ognjen Marković
Mentor: Vladimir Luković

PDF

Proučavana je dinamika Boze-Ajnštajnovog kondenzata numeričkim simuliranjem Gross‐Pitaevskii jednačine pri promeni parametra sistema. Cilj rada je bio ispitivanje uticaja nelinearnosti samog sistema na procese raspada i osnovnu frekvenciju kondezata u slučaju nagle promene koeficijenta nelinearnosti. Pokazano je kako nelinearnost utiče na proces raspada kondenzata pri isključenju magnetne zamke.

Strategije za lociranje habova u socijalnim mrežama

Tamara Đorđević, Stefan Stojanović
Mentor: Jelena Grujić

U ovom radu smo se bavili analizom strukture socijalne mreže Facebook‐a, i upoređivanjem strategija za brzo lociranje čvorova sa najvećim stepenom. Pronašli smo raspodelu stepena čvorova mreže i na njoj uočili dvostruku linearnost, koefcijenata pravaca ‐2, 37 i ‐3, 07. Utvrdili smo da je mreža asortativna do oko stepena čvora 600. Iz raspodele stepena čvorova smo zaključili da ova mreža ima malo čvorova koji su povezani sa mnogo čvorova, i ti jako povezani čvorovi su označeni kao habovi. Koristili smo dve strategije za lociranje habova. Prva je preuzeta iz već objavljenog istraživanja, i do haba dolazi birajući jedan čvor pa odlazeći do njegovog prijatelja sa najvećim stepenom čvora i tako redom. Drugu strategiju smo mi izveli modifkacijom prve, koristeći poznavanje asortativnosti i raspodele stepena čvorova. Ova strategija polazi od jednog čvora pa odlazi do njegovog prijatelja kome je srednji stepen čvorova suseda najveći i tako reom. Upoređivanjem strategija, pokazano je da je druga strategija brža i za 25%. Takođe, brzina druge strategije manje zavisi od odabira početnog čvora.

Fenomen segregacije u rotirajućoj dvokomponentnoj smeši granularnih materijala

Marko Kuzmanović, Iva Bačić
Mentori: Slobodan Vrhovac i Zorica Jakšić

PDF

Proučavana je segregacija dvokomponentne smeše granularnih materijala tokom rotiranja u polupopunjenoj horizontalnoj cevi. Cilj rada bio je ispitivanje uticaja brzine rotacije cevi i zapreminskog udela granula u smeši na formiranje i evoluciju aksijlne segregacije. Glavni značaj rada je ispitivanje uticaja zapreminskog udela određene vrste granula u smeši na segregaciju, koji do sada nije detaljno ispitan. Pokazano je da se povećanjem brzine rotacije cevi ubrzava evolucija segregacionog šablona i povećava se njegova definisanost,