O nas

      Katedra powstała dzięki połączeniu Zakładu Elektroniki Jądrowej oraz Zakładu Fizyki Cząstek Elementarnych i Detektorów na Wydziale Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH w 2006 roku. Zespół złożony z ponad 40 naukowców, techników, doktorantów i studentów corocznie przyczynia się do powstania ponad 100 publikacji w renomowanych czasopismach z dziedziny fizyki i elektroniki. Obecnie pracownicy Katedry biorą udział w siedmiu międzynarodowych eksperymentach zajmujących się badaniami podstawowymi oraz w projektach Uni Europejskiej. Prace prowadzone są w aktualnie biegnących lub niedawno zakończonych eksperymentach (ATLAS, LHCb, RHIC, ZEUS, DELPHI, OPAL) oraz przy planowanych projektach (ILC). Działalność Katedry obejmuje trzy główne profile:

  • Badania oddziaływań fundamentalnych w ramach Modelu Standardowego, jak również prace symulacyjne nowych procesów więcej.
  • Elektronika odczytu więcej.
  • Projektowanie i wykonanie detektorów rejestrujących produkty oddziaływania (detektory gazowe i półprzewodnikowe) więcej.

Tematyka realizowana jest w dwóch zespołach:   Zespół Fizyki Cząstek Elementarnych Zespół Elektroniki Jądrowej i Detekcji Promieniowania

Wprowadzenie

   Działalność naukowa Zespołu Elektroniki Jądrowej i Detekcji Promieniowania obejmuje następujące kierunki badań:

  • elektronika ciała stałego,
  • elektronika front-end dla detektorów promieniowania,
  • instrumentacja eksperymentów fizyki cząstek elementarnych,
  • rozwój aparatury elektronicznej do badań biologicznych.

W zakresie elektroniki ciała stałego prace Zespołu koncentrują się na zagadnieniach uszkodzeń radiacyjnych w detektorach półprzewodnikowych promieniowania jądrowego i półprzewodnikowych elementach elektronicznych, oraz na zagadnieniach szumów w tych elementach.

W zakresie elektroniki front-end prowadzone są prace nad układami odbioru sygnału z detektorów półprzewodnikowych. Obecnie prace te koncentrują się na układach front-end dla krzemowych detektorów mikropaskowych. Układy te są projektowane z wykorzystaniem techniki specjalizowanych układów scalonych (ASIC - Application Specific Integrated Circuits). Zespół dysponuje narzędziami CAD do projektowania układów scalonych oraz jest członkiem organizacji EUROPRACTICE, za pośrednictwem której są realizowane prototypowe układy scalone. Rozwój systemów detekcyjnych opartych na krzemowych detektorach pozycjoczułych jest prowadzony w trzech różnych kierunkach zastosowań: detektor torów dla eksperymentu ATLAS w CERN, detektory pozycjoczułe promieniowania X i neutronów, oraz systemy obrazowania z wykorzystaniem promieniowania X dla potrzeb biologii i medycyny.

Pracownicy Zespołu biorą udział w dwóch eksperymentach fizyki cząstek elementarnych prowadzonych w ramach szerokiej współpracy międzynarodowej: eksperymencie ciężkojonowym NA50 na akceleratorze SPS w CERN, oraz w przygotowaniu eksperymentu ATLAS na akceleratorze LHC w CERN.

W zakresie rozwoju aparatury elektronicznej do badań biologicznych prowadzone są prace nad opracowaniem wieloelektrodowych systemów odbioru sygnałów z biologicznych układów neuronowych w oparciu o specjalizowane wielokanałowe układy scalone.

Badania oddziaływań fundamentalnych

       Zagadnienia pochodzenia Wszechświata i podstawowych składników materii nurtują ludzkość od czasów starożytnych. Pierwszymi narzędziami pomiarowymi były nasze zmysły, które wzmocnione lunetami widzącymi odległe obiekty i mikroskopami zaglądającymi w mikronowe struktury musiały wystarczyć naukowcom do prowadzenia obserwacji.
Na początku ubiegłego stulecia konieczność sprawdzania nowych teorii oddziaływań spowodowała gwałtowny rozwój metod detekcyjnych. W latach 50-tych do weryfikacji założeń Modelu Standardowego zbudowano eksperymenty, w których rozpędzane były naładowane cząstki. Energia wyzwolona w ich zderzeniach pozwalała na produkcję niekiedy bardzo ciężkich produktów. Doświadczenia tego rodzaju są jednocześnie i lunetami i mikroskopami: dzięki bardzo dużej energii zgromadzonej na bardzo małym obszarze próbuje się stworzyć warunki podobne do początku Wrzechświata, a jednocześnie wysokoenergetyczne cząstki pełnią rolę światła penetrującego coraz mniejsze składniki materii.
Wraz ze wzrostem apetytu fizyków musiały również rosnąć energie rozpędzanych cząstek - koniec wieku XX zaznaczył się dostępną energią 200 GeV (LEP), już w naszym stuleciu święcić możemy energie o trzy rzędy większe (Tevatron), a w otwartym niedługo akceleratorze LHC spodziewmy się wiązek protonów dających energie 14 TeV. W dalszej przyszłości planowany jest liniowy akcelerator elektronów ILC.
Naukowcy stanowiący Zespół Fizyki Cząstek Elementarnych biorą udział we wszystkich wymienionych powyżej eksperymentach. W przypadku eksperymentów zakończonych oraz prowadzonych aktualnie prace skupiają się na analizie danych oraz kontroli sposobu rejestracji i jakości danych.
Z wielu tematów podjętych w ciągu mijających lat wymienić można:

  • Obserwacja stanów końcowych przy odziaływaniach elektron-proton (ZEUS)
  • Wyznaczenie funkcji struktury fotonu (OPAL)
  • Pomiar hadronowej składowej funkcji struktury elektronu (DELPHI)
  • Obserwacja stanów rezonansowych w oddziaływaniach foton-foton (DELPHI)

W nowych eksperymentach fizycy uczestniczą we wszystkich etapach doświadczenia: projektach, symulacji oddziaływań, detektorów i układów wyzwalania, konstrukcji i testach, aby po latach przygotowań mieć dostęp do analizy danych zebranych przez te detektory. Problemami, poruszanymi obecnie i prowadzonymi w przyszłości na nowych akceleratorach są:

  • Przewidywania parametrów rozpadu bozonu Higgsa i sposoby jego obserwacji (ATLAS)
  • Poszukiwania cząstek supersymetrycznych (ATLAS)
  • Wyznaczenie parametrów macierzy CKM trójkąta unitarności (LHCb)
  • Obserwacja bardzo rzadkich rozpadów mezonów B (LHCb)
  • Własności plazmy kwarkowo-gluonowej (RHIC, ATLAS)
  • Przygotowanie planu detektorów i symulacja oddziaływań na liniowym akceleratorze elektronów (ILC)
Copyright 2023 KOiDC