Prolećno programiranje (prolećni seminar fizike 2)

Ovog proleća se seminar fizike 2 u Petnici vratio starom dobrom programiraju i primeni programiranja u fizici. Razlog je, naravno, veliki broj planiranih projekata koji su između ostalog računarske simulacije. Seminar je održan paralelno sa Exploratoriumom i prolećnim seminarom društvene istorije 1, dakle od 25. do 28. aprila.Prvog dana, posle standardnog upoznavanja sa programom, prebrojavanja pristiglih polaznika i čuvenog petničkog pasulja dobrodošlice, Marina nam je predavala o Matlabu. Zatim smo svi dobili zadatke koje ćemo u toku seminara rešiti i u Matlabu iscrtati divne fizičarske grafike. 🙂 Zatim smo imali predavanje ili više diskusiju o tome šta to sve istraživanje čini naučnim. Uveče oko 11h smo zajedno gledali film “Memento”. Specijalni gost je bio filmski kritičar koji je pokušao da nam što više približi umetničku vrednost filma.

Drugog dana nam je Andrija celo pre podne predavao o Python-u, a mi smo pokušavali (i uglavnom uspevali ^_^) da rešimo njegove male zadatke. Popodne je bilo posvećeno radu na projektima, razradi (ali i stvaranju 😀 ) ideja, ustanovljavanju potrebne opreme i sl. Uveče smo ponovo gledali film ali ovog puta francuski film “L’année dernière à Marienbad” (Prošle godine u Marienbadu).

Treći i poslednji radni dan je započeo predavanjem o Mathematici kod Vlade Lukovića. Popodne je bilo posvećeno prezentaciji rezultata rada na zadacima iz Matlaba, a deo večeri završnom sastanku i kratkom razgovoru o (ne)radu na projektima. Svi imaju nekakav plan šta će raditi do letnjeg seminara koji će se održati u drugoj polovini jula, pa to obećava dosta rada i, nadajmo se, uspešnih projekata.

U Petnici su se u ovom periodu stvorile 4 gitare koje su se vrlo često čule u hodnicima i učionicama nastavnog centra, ispod pečurke i u stacionaru. Bilo je mnogo pevanja, vreme je brzo prolazilo i tako se kao i uvek petnička družina trećeg jutra (a 4.

Lijte kise, ‘ladne vode…

Baš nasuprot naslovu posta, fizičare sa dvojke je ovih prvih osam – devet dana letnjeg seminara poslužilo izuzetno (pre)toplo vreme. Iako su klimatizovane prostorije nastavnog centra stekle prednost nad dvorištem, druženje pod pečurkom nije izostalo nijednog dana. Kakvi bi to vredni radnici polaznici bili, ako ne bi umeli i dobro da se odmore?! E u jednoj od takvih pauzica nađosmo i vremena da izvestimo sve one koji nam nedostaju (i one koji nam ne nedostaju) o dosadašnjim dešavanjima na seminaru.

Prvog dana smo se odmarali od dugačkog i napornog puta (naročito Đole). Drugog dana smo zaključili da nam svima fali po nešto (ili po neko). Do početka trećeg dana, većina polaznika se pojavila (merenje izvršeno brojanjem statusa ”u Petnici” na Facebook-u), pa smo već četvrtog dana mogli da počnemo sa radom! Tu negde – petog dana, sva ispravna i Radetova i Anjina aparatura bila je postavljena. Među polaznicima je šestog dana vladala izuzetno jaka želja da počnu sa radom! Sedmi dan smo se psihički pripremali da osmi dan provedemo na Gradcu. Osmi dan smo proveli na Gradcu. (Zlatni Đole, kako se provodiš na Stenfordu?!) I tako danas, devetog dana, dok se odmaramo od Gradca, dobismo inspiraciju za pisanje.

Šalu na stranu, neki polaznici (brojPolaznika/2±brojPolaznika/2) već dobijaju razne (be)smislene grafike. Ćiri, koji se bavi metamaterijalima, pojačanje u obliku Tripuna stiglo je danas, vukući za sobom kofer sa sveže nakačenom oznakom za prtljag BritishAirways-a. Dok razvija svoju teoriju o tahionima teškim matematičkim aparatom, Boris uporno pokušava (i pokušava i pokušava i pokušava…) da raširi svoju ljubav prema elektronskoj muzici. Luka (od milošte Uroš) and Igor keep losing their little balls (tj. granularni materijal). Budući milijarderi i iskusni igrači igre san, Mrkša i Badžica, konačno su dočekali Zmaja. Sanja je udesetostručila broj linija koda svoje simulacije prevodeći je iz Mathematice u C. Mina i Kaća su se prvo bavile neuronskim mrežama, pa nisu, pa opet nisu, pa malo jesu, pa se sad stvarno bave njima (poslednji update izvršen pre 30 minuta). Kvantni kriptografi Kuzman i Đole igraju se tečnim kristalima i haosom u svojim rezultatima. Mare i preplanula Tamara prave cvetiće od laserske svetlosti. Cvica i Vlade bude se nešto pre doručka, kada svi ostali kreću na spavanje, kako bi se krišom igrali piezo kristalima i zelenim laserom. Miljan i Mara bave se predviđanjem ponašanja berze u cilju obezbeđivanja novčanih sredstava za kupovinu komplikovane aparature neophodne za Anjin projekat – zamrzivač.

U slobodno vreme, igramo improvizovani stoni tenis u labi, gledamo spotove sa BN televizije, glumimo zamorčiće psiholozima, slušamo ”dosadne buve” u Vladovoj interpretaciji i gledamo dosadne buve kako muče isfrustrirano malo kuče, dok ono cepa suknje polaznicama. Jedna od mnogih pesama koje pevamo ovih dana upućena je i izdajici roda svoga, novopečenoj psihologičarki:”Ko nam tebe uze, Tamara, prodala si dušu drugima…”

Saradnici… Video neko saradnike skoro?! Pa dobro, ipak su zaista zaslužili predah od pregršt pitanja svojih pulena! 🙂

Na kraju, da napokon objasnimo naslov posta… Ne, on nema veze sa celebrity-jem meseca Micom Trofrtaljkom i sličnim estradnim zvezdama. Nažalost, Rade je i pored svog velikog nadahnuća i neumorne želje za radom, morao da napusti Anju i slani led i vrati se kući zbog ovčjih boginja.

Zimski seminar fizike 2

Iako se vec blizi prolecni seminar dvojke, red je da se ne preskoci barem minimalan izvestaj o tome sta smo radili na zimskom seminaru ove godine 🙂

Seminar je bio ispunjen predavanjima sa konstruktivnim idejama i predlozima projekata kojima ce se polaznici baviti tokom ove godine. Vec prvog dana seminara nacekala su nas predavanja zvucnih (i za neke, svakako, isuvise komplikovanih za procitati) naziva, a prvo je bilo: inflacioni mehanizam u standardnom kosmoloskom modelu, gde smo isprva nezno uvedeni u svet astrofizike i osnovne metode kojima je dokazano da se svemir siri, da bismo zatim bili razmrdani pricom o inflaciji. Iako bi prosecnog gradjanina nase zemlje rec inflacija uvek asocirala na ’93 godinu, polaznike naseg seminara ce ta rec od sada ipak asocirati na znatno ranija desavanja; tacnije, na zbivanja u trenutku 10 na -30 sekundi od nastanka svemira. Usledilo je predavanje o resenjima generalizovane (3+1)dimenzione nelinearne Sredingerove jednacine, informativna prica o tehnici F-ekspanzije i principa homogenog balansa, mada se autor ovog posta licno ipak zadrzao na prvom, uvodnom delu, koji je mogao donekle da razume 🙂

Na prvi pogled, naslov Sinteza i osobine polimernih nanokompozita sa metalnim i poluprovodnickim nanocesticama, zvuci mozda cak iritirajuce komplikovano, ali, kao sto to obicno biva, predavac se potrudio da nam predstavi nanosvet – oblast velikog broja aktuelnih istrazivanja. Tako smo saznali kako spreciti povecavanje (i time gubljenje vaznih svojstava) nanocestica sklapanjem sa raznim polimerima matricne strukture. Nakon price o fototermalnom efektu sa akcentom na njegovoj primeni, usledila je (za vecinu sokantna:) prica o metamaterijalima, materijalima koje karakterise negativan indeks prelamanja. Jedna od posledica te osobine ovih materijala jeste moguca realizacija cuvenog nevidljivog ogrtaca koji poseduje Hari Poter (vec zaista ostvareno za mikrotalase, doduse ne kao citav ogrtac;) ali i druge, manje “fensi” primene poput pojacivaca antena, MRI skenera, povecanje kapaciteta optickih diskova itd. To popodne je zavrseno jos jednom pricom o nanotehnologijama, a sat pred veceru bio je ispunjen uvodom u osnove elektronike – sta je to PN spoj, sta tranzistor, sta pojacivac – oznake na papiru i kako to realno izgleda.

Stvar koja je cekala 70 godina da bi bila konacno realizovana, Boze-Ajnstajn kondenzat, bila nam je takodje predstavljena tokom ovog seminara. Predavanje nam je razjasnilo sta je to, cemu sluzi, kako se dobija, ponajvise kako ohladiti materijal na temperature tik iznad apsolutne nule i kako izmeriti temperaturu u takvoj materiji. Iz ciste fizike presli smo na primene fizickih metoda u realnom svetu predavanjem o modeliranju raspodele bogatstva, gde su nam najpre objasnjene osnove verovatnoce, a zatim i predstavljena analogija izmedju idealnog gasa i trzista, gde su molekuli agenti na trzistu, energija molekula njihovo bogatstvo itd. Kao jedan od projekata bilo je predlozeno i ispitivanje odvajanja mehura kada stigne do povrsine tecnosti u kojoj se nalazio, posmatranje delica izbacene mase viskoznih fluida. Iako vam se mozda cini da nema nista posebno u materijalima nalik pesku i kuhinjskoj soli ili seceru, predavanje o granularnim materijalima bi vas dakako razuverilo. Tokom ovog predavanja paznja je uglavnom bila posvecena osobinama takvih materijala (kakvih ima u sva tri agregatna stanja), separaciji po velicini, paternima stojecih talasa koji se javljaju kada vibrira podloga na kojoj je tanak sloj takvog materijala, a zavrsni deo je bio predlog projekta simulacije i eksperimenta koji bi ispitivali kompatifikaciju granularnih materijala, cega je cilj postici maksimalnu gustinu, odnosno sto optimalnije rasprediti ovakve cestice. Struktura materije – ljustenje luka – provelo nas je, prateci istoriju naucnih otkrica, od cetiri elementa u staroj Grckoj do samih kvarkova i drugih elementarnih cestica danasnjice.

Poslednje predavanje na seminaru, ali nikako i najmanje vazno ili najdosadnije, bilo je Prostiranje svetlosti kroz opticke rezonatore, gde smo saznali sta su to opticki rezonatori, kako u kvantnoj optici postoji verovatnoca da foton odredjene energije prodje kroz ogledalo, te u rezonatoru nastane stojeci talas, sta su to longitudalni, a sta transferzalni modovi i konacno – kako rade laseri. Predavac (ciji “pointer” koji je koristio na pocetku prezentacije defintivno niko nece zaboraviti:) je dao zaista sirok skup predloga za eksperimente u dobro snabdevenoj petnickoj optickoj laboratoriji.

Seminar je zavrsen jednom standardnom petnickom zurkom kakvu vecina fizicara voli (mada se neki ne bi slozili :P) pretezno uz stari dobri ex-yu rock.

Konferencija “Korak u nauku” 2010

Godišnja konferencija polaznika seminara Istraživačke stanice Petnica održana je ove godine od 26.-29. novembra. Na konferenciji je učestvovalo čak triput više radova sa seminara fizike nego prošle godine, što će reći – 6 radova. Izložba postera svih radova koji su učestvovali na ovoj, osmoj po redu održanoj petničkoj konferenciji, biće održana u Beogradu od 22.-28. januara.

Kako zbog kapaciteta stanice nije bilo moguće da samoj konferenciji prisustvuju svi autori svih radova, u stanici smo tih dana bili Tamara, Badža, Tripun, Cvica, Vlade i Mara (tj. ja). Đole (Đorđe Rakić koji nije Đorđe Rakić sa seminara matematike) je jedan dan navratio do nas, kao i Jelena (Pajović), Saška (Aleksandra Alorić) i Steva (Stevan Radanović). Doduše, ovi ostali nisu navratili zato što gaje posebne emocije prema nama, nego da pokupe opremu za predstojeći Festival nauke. Naravno, Acko (rukovodilac seminara, Branimir Acković) je sve vreme bio naša tiha moralna podrška. Tiha i nevidljiva.

Spomenućemo jednu od priča koje možemo svrstati u urbane legende iz Petnice, te nemojte verovati svakoj reči. Prvog dana, trebalo je da do pola četiri (popodne) okačimo naše postere na pripremljene panoe. Do jedan i petnaest, zapravo su svi posteri bili okačeni. Ili skoro svi. Kako je Institut za fiziku u Zemunu ljubazno sponzorisao štampanje postera polaznika seminara fizike, postere je u Petnicu trebalo da donese Acko. U neko vreme, Tripun je odlučio da nazove naše sunce (pokazivač na letnji seminar). Dijalog mobilnim telefonom je tekao ovako:
Tripun:”Acko, ovaj, gde si ti? Treba da okačimo postere.”
Acko:”Au, Petnica!”
Da nismo fizičari i da ne znamo za teslione, solitone, metamaterijale, kvantnu povezanost i paralelne univerzume, verovatno bi nas začudilo kako je Acko u Petnicu stigao na vreme da okačimo postere. Doduše, deo sa primenom teorije relativnosti i ograničenjem na brzinu svetlosti u vakumu u celoj priči nam i dalje nije najjasniji.

Slede apstrakti radova sa seminara fizike koji su ove godine učestvovali na konferenciji:

Tamara Đorđević i Marko Živanović: Transverzalni modovi optičkog rezonatora
Apstrakt: U ovom radu smo razmatrali funkcije prostornih raspodela zračenja u optičkom rezonatoru. Stacionarna stanja rezonatora se opisuju određenom raspodelom zračenja koja se naziva poprečni ili transferzalni mod rezonatora. Potvrđeno je da su ovi modovi opisani Gaus-Ermitovim polinomima. Ukoliko se osobine rezonatora (dužina i ugao nagiba ogledala) menjaju u vremenu , poprečna raspodela inteziteta nije konstantna, već se takođe menja u toku vremena, odnosno dolazi do prelaska iz jednog moda u drugi. U literaturi se ne nalaze dobro opisana prelazna stanja između modova pa su ona posebno proučavana i opisana u ovome radu. Pokazano je da se pomoću korišćene metode ne može izvesti opšta zakonitost po kojoj se smenjuju funkcije raspodele prelaznih modova jer svaki prelazni mod zavisi od načina na koji se prelaz odvija. Izmereno je da je snaga čistih modova i do 100 puta veća od snage prelaznih modova.

Miljan Dašić i Marija Janković: Simulacija kretanja indeksa berze optimizovanim fraktalnim funkcijama
Apstrakt: Cilj rada je ispitivanje fraktalne prirode funkcije kretanja indeksa berze tokom vremena. Napisana je simulacija u programskom jeziku C++ koja generiše fraktalne funkcije koje kopiraju kretanje indeksa berze. Računarski generisane fraktalne funkcije su optimizovane genetičkim algoritmom, tako da vrednosti konačnih funkcija minimalno odstupaju od vrednosti indeksa berze. Zaključeno je da se optimizacijom fraktalnih funkcija može kopirati kretanje indeksa berze u određenim vremenskim intervalima. Fraktalne funkcije su česte u prirodi i važne u mnogim fizičkim procesima, tako da se uopšteno ovaj metod može primeniti i za ispitivanje drugih funkcija fraktalne prirode.

Igor Marinković i Luka Butulija: Određivanje distribucije sila u granularnim materijalima
Apstrakt: U nasem radu predstavljamo rezultate dobijene serijom sistematičnih eksperimenata dizajniranih za određivanje distribucije granularnih materijala. Prilikom izvođenja eksperimentima imali smo mogućnost određivanja raspodele sila u zavisnosti od mnogih činilaca u vidu promenljive visine stuba granularnog sistema, promenljivih vrednosti sila koje su vršene na pakovanje, kao i nekih činilaca prilikom obrade rezultata.

Nikola Mrkšić i Stefan Badža: Distribucija bogatstva unutar društva
Apstrakt: Proučavanje distribucije bogatstva prouzrokuje znatnu količinu interesovanja zbog trenutne ekonomske krize. Rađeno je proučavanje distribucije bogatstva pomoću analogije između tržišta i idealnog gasa. U ovom radu opisana su dva modela interakcija između agenata. Uvedena je entropija radi pokazivanja stabilnosti sistema. Dobijeni rezultati prikazuju raspodelu bogatstva u društvu u zavisnosti od faktora štednje i poreza.

Vladimir Petrović i Aleksandra Mikić: Ispitivanje osobina piezo kristala i piezo zujalica interferencijom
Apstrakt: U radu je opisano izduženje piezo kristala i piezo zujalica kada se na njih dovede električni napon. Za određivanje izduženja kristala i zujalice za različite napone je korišćen Majkelsonov interferometar. Ogledalo u jednoj grani interferometra je postavljeno na piezo element (piezo kristal ili zujalica) tako da dužina te grane može da se menja. Registrujući promene u interferencionoj slici određeno je izduženje piezo elementa. Za primenjene napone do 5000 V izduženje piezo kristala je oko 900nm, a kod piezo zujalica 2,5μm pri naponu od 6V. Pored merenja izduženja pri primeni određenih napona, nacrtana je histerezisna petlja za oba piezo elementa. Određeno je vreme relaksacije piezo zujalice kada se sa nje ukloni električno polje odnosno napon.

Ognjen Tripunovic i Svetislav Ćirić: Ispitivanje osobina planarnih i sfernih sočiva
Apstrakt: Metamaterijali predstavljaju relativno novu grupu veštačkih materijala čija se glavna karakteristika ogleda u negativnom indeksu prelamanja ovakvih struktura. Zbog svojih izuzetnih performansi, moguće ih je koristiti za pravljenje supersočiva, tj. sočiva koja prevazilaze difrakcioni limit. U ovom radu dat je teorijski opis prostiranja svetlosti kroz sočivo napravljeno od metamaterijala uzimajući u obzir dve geometrije: planarnu i sfernu. Numerički rezultati pokazuju zavisnost prelomljenog dela polja od opsega frekvencija, upadnog ugla, kao i od samog oblika polja puštenog na supersočivo. Prikazana je moguća primena sfernog sočiva baziranog na metamaterijalu kao rutera u optičkim telekomunikacionim sistemima.

Ove i apstrakte radova ostalih učesnika ovogodišnje petničke konferencije možete naći na ovom linku.

Transverzalni modovi optičkog rezonatora

Đorđević Tamara, Marko Živanović
Mentori: Aleksandar Krmpot, Jelena Pajović, Aleksandra Alorić

PDF

U ovom radu smo razmatrali funkcije prostornih raspodela zračenja u optičkom rezonatoru. Stacionarna stanja rezonatora se opisuju određenom raspodelom zračenja koja se naziva poprečni ili transferzalni mod rezonatora. Potvrđeno je da su ovi modovi opisani Gaus-Ermitovim polinomima. Ukoliko se osobine rezonatora (dužina i ugao nagiba ogledala) menjaju u vremenu , poprečna raspodela inteziteta nije konstantna, već se takođe menja u toku vremena, odnosno dolazi do prelaska iz jednog moda u drugi. U literaturi se ne nalaze dobro opisana prelazna stanja između modova pa su ona posebno proučavana i opisana u ovome radu. Pokazano je da se pomoću korišćene metode ne može izvesti opšta zakonitost po kojoj se smenjuju funkcije raspodele prelaznih modova jer svaki prelazni mod zavisi od načina na koji se prelaz odvija.

Simulacija kretanja indeksa berze optimizovanim fraktalnim funkcijama

Janković Marija, Miljan Dašić
Mentori: Aleksandar Bogojević, Andrija Jovanović

Cilj rada je ispitivanje fraktalne prirode funkcije kretanja indeksa berze tokom vremena. Napisana je simulacija u programskom jeziku C++ koja generiše fraktalne funkcije koje kopiraju kretanje indeksa berze. Računarski generisane fraktalne funkcije su optimizovane genetičkim algoritmom, tako da vrednosti konačnih funkcija minimalno odstupaju od vrednosti indeksa berze. Zaključeno je da se optimizacijom fraktalnih funkcija može kopirati kretanje indeksa berze u određenim vremenskim intervalima. Fraktalne funkcije su česte u prirodi i važne u mnogim fizičkim procesima,

Distribucija bogatstva unutar društva

Mrkšić Nikola, Stefan Badža
Mentori: Aleksandar Cvetković, Stevan Radanović

PDF

Proučavanje distribucije bogatstva prouzrokuje znatnu količinu interesovanja zbog trenutne ekonomske krize. Rađeno je proučavanje distribucije bogatstva pomoću analogije između tržišta i idealnog gasa. U ovom radu opisana su dva modela interakcija između agenata. Uvedena je entropija radi pokazivanja stabilnosti sistema.

Ispitivanje osobina piezo kristala i piezo zujalica interferencijom

Petrović Vladimir, Aleksandra Mikić
Mentori: Aleksandar Krmpot, Jelena Pajović, Aleksandra Alorić

PDF

U radu je opisano izduženje piezo kristala i piezo zujalica kada se na njih dovede električni napon. Za određivanje izduženja kristala i zujalice za različite napone je korišćen Majkelsonov interferometar. Ogledalo u jednoj grani interferometra je postavljeno na piezo element (piezo kristal ili zujalica) tako da dužina te grane može da se menja. Registrujući promene u interferencionoj slici određeno je izduženje piezo elementa. Za primenjene napone do 5000 V izduženje piezo kristala je oko 900nm, a kod piezo zujalica 2,5μm pri naponu od 6V. Pored merenja izduženja pri primeni određenih napona, nacrtana je histerezisna petlja za oba piezo elementa.

Ispitivanje osobina planarnih i sfernih sočiva

Tripunović Ognjen
Mentori: Petra Beličev, Igor Ilić, Marina Radulaški

PDF

Metamaterijali predstavljaju relativno novu grupu veštačkih materijala čija se glavna karakteristika ogleda u negativnom indeksu prelamanja ovakvih struktura. Zbog svojih izuzetnih performansi, moguće ih je koristiti za pravljenje supersočiva, tj. sočiva koja prevazilaze difrakcioni limit. U ovom radu dat je teorijski opis prostiranja svetlosti kroz sočivo napravljeno od metamaterijala uzimajući u obzir dve geometrije: planarnu i sfernu. Numerički rezultati pokazuju zavisnost prelomljenog dela polja od opsega frekvencija, upadnog ugla, kao i od samog oblika polja puštenog na supersočivo.