Biblioteka Czasopisma Webmail
Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk

  • 22 czerwca 2021 roku

    Professor Jean Dalibard
    Collège de France and Laboratoire Kastler Brossel

    Topology and scale invariance in atomic Flatland

    In a 2D world, most transitions towards ordered states of matter like crystals or magnets would not occur because of the increased role of fluctuations. However, non-conventional topological transitions can still occur, as understood by Kosterlitz and Thouless (2016 Nobel prize). In this talk I will present some important features of Flatland physics explored with cold atomic gases, and connect them with other prominent topological properties of matter, such as quantum-Hall type phenomena.

  • 18 maja 2021 roku

    Professor Jacek Furdyna
    University of Notre Dame, USA

    Scientific Legacy of Professor Robert Rafał Gałązka

    In this presentation I will attempt to review the many scientific contributions of Professor Gałązka, and their impact on science. I will begin with his earliest work on narrow- and zero-gap semiconductors. I will then proceed to his seminal work in the area of semimagnetic semiconductors, for which he is perhaps best known around the world. Here I will give special attention to the many different aspects of physics that arise from the giant Zeeman effect which semimagnetic semiconductors exhibit; and I will discuss how these novel properties have progressed (and blossomed) with advances in crystal growth and experimental methodologies, constantly providing new and often unexpected results. While Zeeman-effect-based phenomena in semimagnetic semiconductors are truly exciting, magnetic effects of these materials (starting with Prof. Gałązka's discovery of spin glass phase in HgMnTe and CdMnTe) are equally interesting, and I will devote considerable attention to achievements in this area as well. Finally, I would be remiss not to include in this talk Prof. Gałązka's important venture into crystal growth under microgravity conditions, which he planned and designed, and which was carried out on the Salyut 6 Space Station. The rich scientific legacy which professor Gałązka leaves behind, both through his direct involvement or through his influence, is truly enormous, and has resulted in many thousands of publications, hundreds of doctoral theses written around the world, and many books – all inspired by the seminal ideas to which he has laid ground.

  • 27 kwietnia 2021 roku

    prof. dr hab. Jacek Jemielity
    Centre of New Technologies, University of Warsaw

    How mRNA vaccines work

    For several decades, scientists from all over the world have been trying to discover effective methods of combating diseases that are difficult to treat with traditional methods, such as cancer, genetic rare diseases, and the last year in every aspect of our lives has been dominated by the pandemic caused by the coronavirus SARS-CoV-2. The hope for improving this situation is the so-called gene therapy, in which a therapeutic is delivered in the form of a genetic recipe, which is then expressed in the cells of the patient. In recent years, messenger RNA (mRNA), which is the genetic recipe for a specific protein, has received a great deal of attention in this context. A kind of culmination of these efforts was the development of mRNA vaccines against coronavirus, which were the first to be approved for widespread use. On the way to effective mRNA-based therapies, there have been a number of problems that have been solved, but there is also room for improvement. During the lecture, the speaker will present the idea of gene therapies and their enormous potential beyond anticancer and antiviral therapies. He will talk about the main problems associated with the development of this novel therapy and ways to solve them using biological and chemical methods, including those developed at the University of Warsaw.

  • 30 marca 2021 roku

    prof. dr hab. Krzysztof Górski
    NASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology (Caltech), USA

    Exploration of the Cosmic Microwave Background Anisotropy with satellite missions COBE, WMAP, and Planck and its Impact on Modern Cosmology

    Planck satellite mission explored the Cosmic Microwave Background (CMB) anisotropies to study the early Universe and its subsequent evolution. It scanned the microwave and submillimetre sky and produced deep, high-resolution, all-sky maps in nine frequency bands from 30 to 857 GHz. Cosmological legacy of Planck currently provides our strongest constraints on the parameters of the standard cosmological model and some of the tightest limits available on deviations from that model. The 6-parameter CDM model provides an excellent fit to the CMB data at high and low redshift, describing the cosmological information in over a billion map pixels with just six parameters. With 18 peaks in the CMB anisotropy temperature and polarization angular power spectra constrained well, Planck measures five of the six parameters to better than 1% (simultaneously), with the best-determined parameter ("acoustic horizon at recombination") now known to 0.03%. The Planck data, alone and in combination with other probes, provide stringent constraints on our models of the early Universe and the large-scale structure within which all astrophysical objects form and evolve. We discuss some lessons learned from the Planck mission, and highlight areas ripe for further experimental advances.

  • 23 lutego 2021 roku

    Harald Reichert (ESRF Director of Research in Physical Sciences) i Francesco Sett(ESRF Director General)
    European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble, France

    Status of the EBS programme implementation at the ESRF

    The European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) has developed a programme for a new storage ring based synchrotron X-ray source which improves today’s performances thanks to a drastic reduction of the electron horizontal equilibrium emittance. X-ray beam parameters are improved by approximately two order of magnitude in terms of brilliance and coherence, and new scientific reach will be enabled in particular in X-ray imaging, microscopy and small beam applications.

    This storage ring, referred to as Extremely Brilliant Source (EBS) storage ring, whose construction programme started at the beginning of 2015, has been recently put into operation. The new storage ring arcs have been developed and assembled during the 2015-2018 period in parallel with the operation of the facility with the original ESRF storage ring, which came in user operation in September 1994. On 10 December 2018 ESRF user operation has been halted for a 20 months USM (User Service Mode) shutdown period. Since then, the original storage ring has been dismounted, the storage ring tunnel refurbished, and the new storage ring installed in the tunnel. The commissioning of the new EBS storage ring started in December 2019, and the restart of the ESRF beamlines with the new X-ray source in January 2020. USM was resumed on 25 August 2020, according to schedule and despite the ongoing COVID-19 pandemic.

    The EBS programme, centred on the construction and commissioning of the new EBS storage ring, also includes the construction of four new flagship beamlines, the adaptation of recently constructed high-performance beamlines, and advances in instrumentation and data support programmes.

    We will present the status of the ESRF EBS programme and the degree of its advancement, report on few of the first EBS experiments carried out during the last months, and discuss some of the scientific opportunities with the new X-ray source.

  • 26 stycznia 2021 roku

    prof. Uzy Smilansky
    Department of Physics of Complex Systems, The Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel

    Computer assisted research in Archaeology

    It is now 10 years since we established the Computerized Archaeology Laboratory at the Archaeological Institute of the Hebrew University, Jerusalem. There we develop algorithms and applications with which we facilitate archaeological research by offering precise and efficient methods to address practical problems, and offer new ways to study issues which were not accessible to traditional archaeology. The laboratory is equipped with optical scanners which provide high resolution digitized 3D models, which are further elaborated to document and study archaeological finds. Here, I shall try to give a glimpse into our various activities, emphasizing the link between computer based approach and traditional archaeological by focusing on examples from our studies of man-made artefacts excavated locally, and ranging in age from Prehistory via Biblical to Roman epochs.

  • 15 grudnia 2020 roku

    prof. Peter Armitage
    Henry A. Rowland Department of Physics & Astronomy, Johns Hopkins University

    On Ising's model of ferromagnetism

    The 1D Ising model is a classical model of great historical significance for both classical and quantum statistical mechanics. Developments in the understanding of the Ising model have fundamentally impacted our knowledge of thermodynamics, critical phenomena, magnetism, conformal quantum field theories, particle physics, and emergence in many-body systems. Despite the theoretical impact of the Ising model there have been very few good 1D realizations of it in actual real material systems. However, it has been pointed out recently, that the material CoNb2O6, has a number of features that may make it the most ideal realization we have of the Ising model in one dimension. In this talk I will discuss the surprisingly complex physics resulting in this simple model and review the history of "Ising's model"; from both a scientific and human perspective. In the modern context I will review recent experiments by my group and others on CoNb2O6. In particular I will show how low frequency light in the THz range gives unique insight into the tremendous zoo of phenomena arising in this simple model system.

  • 24 listopada 2020 roku

    prof. dr hab. Krzysztof Meissner
    Instytut Fizyki Teroretycznej, Wydziału Fizyki UW

    The Nobel Prize in Physics in 2020

  • 27 października 2020 roku

    dr Paweł Zmora
    Institute of Bioorganic Chemistry, Polish Academy of Sciences, Poznań

    Into the unknown? - emerging coronavirus SARS-CoV-2 and COVID19 pandemic

    Until today (11. September 2020), the newly emerged severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infected 28 493 074 people and caused 915 602 deaths (WHO), as well as started second pandemic in XXI century. Within the people, which were tested positive for SARS-CoV-2, some show the symptoms like fever and dry cough, but up to 40% of them may be asymptomatic (Zhou et al, 2020). The causes of the various course of the diseases (from asymptomatic to severe and even death), as well as effective drugs against COVID19, remain unknown to this day. Identification of host cell genes and proteins, which are necessary for SARS-CoV-2, may help understand the pathophysiology of the disease as well as find new drugs.
    The virus entry is one of the most critical steps of viral infection, which depends on the interaction between viral and cellular proteins, i.e. virus attachment to cellular receptor (i.e. ACE2) present on the cell surface. Additionally, to enter the host cell, many respiratory viruses require host cell protease to cleave their viral surface glycoprotein, so called spike (S) protein (Graham et al., 2013). This proteolytic processing allows for the S conformational changes during the virus internalization and finally leads to the fusion of viral and cellular membranes and release of viral genetic material (Graham et al., 2013). Recently, it was shown that members of type II transmembrane serine proteases (TTSPS), i.e. TMPRSS2, cleave and activate the S protein of many newly emerged coronaviruses: severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV), Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) and finally SARS-CoV-2 (Zmora et al., 2015; Hoffmann et al., 2020).The inhibition of TMPRSS2 activity through chemical compounds or knock out leads to decreased viral pathogenicity (Hatesuer, 2013).
    But can we use the current knowledge to efficiently fight the COVID19 pandemic or are we like children in the fog? What do we know so far about the SARS-CoV-2 and COVID19? And what can we learn from previous pandemic, i.e. Spanish flu in 1918? During this talk, I will present the current knowledge on the SARS-CoV-2 biology, its pathophysiology, and anti-COVID19 drug and vaccine development. Finally, I will present our preliminary result on the presence of anti-SARS-CoV-2 antibodies among Polish population.

  • 24 marca 2020 roku

    Konwersatorium zostało odwołane z powodu pandemii

    prof. Uzy Smilansky
    Department of Physics of Complex Systems, The Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel

    Computer assisted research in Archaeology

    It is now 10 years since we established the Computerized Archaeology Laboratory at the Archaeological Institute of the Hebrew University, Jerusalem. There we develop algorithms and applications with which we facilitate archaeological research by offering precise and efficient methods to address practical problems, and offer new ways to study issues which were not accessible to traditional archaeology. The laboratory is equipped with optical scanners which provide high resolution digitized 3D models, which are further elaborated to document and study archaeological finds. Here, I shall try to give a glimpse into our various activities, emphasizing the link between computer based approach and traditional archaeological by focusing on examples from our studies of man-made artefacts excavated locally, and ranging in age from Prehistory via Biblical to Roman epochs.

  • 25 lutego 2020 roku

    prof. Jacek Szczytko
    Institute of Experimental Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw

    Synthetic spin-orbit interactions in a tuneable optical cavity

    The spin-orbit coupling (SOC) in solid-state systems can give rise to a wide range of exotic electronic transport effects. In solid-state systems with broken inversion symmetry, SOC leads to the so-called Dresselhaus and Bychkov-Rashba SOC Hamiltonians, which are of particular interest in the context of spintronics, topological insulators, and superconductors as they allow for generation, manipulation and detection of electron spin. However, SOC in solid-state matter is fixed which limits their flexibility. On the other hand, it has been recently shown that optical structures can mimic complex solid-state systems. The SOC effects of light stem directly from the solutions of Maxwell equations in structures designed at the spatial scales of the order of the wavelength, such as metamaterials or waveguides, as well as at interfaces. Furthermore, the splitting between TE- and TM-polarized modes of light in a homogeneous medium enclosed in a microcavity led to the observation of an optical analogue of the spin Hall effect and the realization of artificial gauge fields. Clever engineering of diverse gauge fields could provide control over physical parameters of quantum system. Using a liquid crystal-filled photonic cavity, our team managed to emulate an optical spin Hall effect for parameters range (energies of TE-TM splitting) far beyond those previously considered experimentally and theoretically [1]. Recently we discovered Rashba-Dresselhaus spin-orbit coupling in a photonic system and showed control of an artificial Zeeman splitting [2]. Our results illustrate an effective approach of engineering artificial gauge fields and synthetic Hamiltonians with photons for the simulation of nontrivial condensed matter and quantum phenomena.

    [1] K. Lekenta, et al., Tunable optical spin Hall effect in a liquid crystal microcavity. Light Sci. Appl. 7, 74 (2018).
    [2] K. Rechcińska, et al. Photonic Engineering of Spin-Orbit Synthetic Hamiltonians in Liquid Crystal, Science 366, Issue 6466, pp. 727-730 (2019)

  • 28 stycznia 2020 roku

    prof. László Forró
    Laboratory of Physics of Complex Matter, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne, Switzerland

    Organo-metallic hybrid halide perovskite: beyond photovoltaics

    Recently, it has been shown that CH3NH3PbI3 is a very promising material in photovoltaic devices reaching light conversion efficiency (η) up to 25%. A strong research activity has been focused on the chemistry of the material in order to establish the most important parameters which could further improve η and to collect photons from a broad energy window. The major trend in this field is in photovoltaic device engineering although the fundamental aspects of the material are not yet fully understood.

    In my laboratory, we have devoted considerable efforts to the growth of high-quality single crystals at different length scales, ranging from large bulk crystals (up to 10 cm3) through nanowires down to quantum dots of tens of nanometers of linear dimensions. The structural tunability of the material allows the study of a broad range of physical phenomena including electrical and thermal transport, magnetism, optical properties, band structure by photoemission etc. In this presentation, a selected set of measurements will be reported together with some device applications.

    Acknowledgement: The work has been performed in collaboration with Endre Horvath, Massimo Spina, Balint Nafradi, Peter Szirmai, Alla Araktcheva, Andrea Pisoni, Jacim Jacimovic, Andrzej Sienkiewicz, Claudio Grimaldi, Hugo Dil and many others.

  • 17 grudnia 2019 roku

    prof. Bożena Czern
    Center for Theoretical Physics of the Polish Academy of Sciences

    Nobel Prize in Physics 2019

    The Nobel Prize in Physics this year went to astronomers. Half of the prize went to James Peebles, and it was not for a specific discovery but for his life achievement in developing our understanding of the evolution of the Universe, very unusual choice but fully justified. The second half went to Michel Mayor and Didier Queloz for the discovery of an exoplanet orbiting a solar-type star. Finally, I will briefly comment why Aleksander Wolszczan was not awarded by the Noble committee for his discovery.

  • 26 listopada 2019 roku

    prof. dr hab. Maciej Wojtkowski
    International Center for Translational Eye Research, Institute of Physical Chemistry,
    Polish Academy of Sciences

    Function and morphology of the retina at the cellular level

    Last decades have seen an impressive expansion of our knowledge regarding the morphology and function of the eye enabling to provide new diagnostic tools dedicated to follow the progression and treatment of degenerative diseases mostly related to aging. Our work focuses on the development of new methods for repeated, safe, retinal imaging to assess morphological and functional aspects of individual cells of the retina and retinal pigment epithelium (RPE). We concentrate our efforts on the development of two complementary optical imaging techniques that are the best candidates to achieve our experimental goals: advanced two-photon ophthalmoscopy and a speckle-less OCT.

    Retinyl condensation products have been identified as native fluorophores in the human retina and the source of a strong two-photon excited fluorescence (TPEF) signal. These fluorophores undergo chemical changes during the visual cycle. Monitoring their concentration in retinal layers will provide unprecedented and unique opportunities in ophthalmology by providing information about functional changes in response to age and pharmacological treatments. Currently such techniques can be applied only to animal models due to limited sensitivity of detection.

    Optical coherence imaging techniques like OCT, SLO, AO-SLO can provide phase and amplitude sensitive information about the morphology and function of the human eye offering higher speed and sensitivity than any other methods. However, limitations include the deterioration of spatial resolution due to the presence of speckle noise. Therefore, existing techniques are unable to provide high quality reconstructions of important types of cells in vivo. Currently we work on the development of novel - speckle-less OCT technique that will enable us to visualize retinal microstructure at the cellular level.

  • 29 października 2019 roku

    prof. dr hab. Krzysztof Pachucki
    Faculty of Physics, University of Warsaw

    Quantum Electrodynamics of Light Atoms and Molecules

    In 1947 Hans Bethe [1] explained apparent discrepancy between Dirac theory for the hydrogen atom and the measurement of the 2S1/2 - 2P1/2 transition by W. Lamb and R. Retherford. His explanation set the grounds for the development of the quantum electrodynamic theory (QED) by S. Tomonaga, J. Schwinger, R. Feynman and F. Dyson. Inspired by this original work of Bethe, we search [2,3,4,5] for discrepancies between highly accurate spectroscopic measurements for light elements and theoretical predictions based on QED, in order to discover new effects or even new interactions which might result in the developement of Standard Model of fundamental interactions.

    [1] H. A. Bethe, The Electromagnetic Shift of Energy Levels, Phys. Rev. 72, 339 (1947).
    [2] K. Pachucki, V. Patkos and V. A. Yerokhin, Testing fundamental interactions on the helium atom, Phys. Rev. A 95, 062510 (2017).
    [3] M. Puchalski, J. Komasa, and K. Pachucki, Nuclear spin-spin coupling in HD, HT, and DT, Phys. Rev. Lett. 120, 083001 (2018).
    [4] M. Puchalski, J. Komasa, P. Czachorowski, and K. Pachucki, Nonadiabatic QED Correction to the Dissociation Energy of the Hydrogen Molecule, Phys. Rev. Lett. 122, 103003, (2019).
    [5] Bezginov, T. Valdez, M. Horbatsch, A. Marsman, A. C. Vutha, E. A. Hessels, Science 365, 1007 (2019).

  • 25 czerwca 2019 roku

    prof. dr hab. Marek Żukowski
    International Centre for Theory of Quantum Technologies (ICTQT), University of Gdańsk

    Entanglement indicators for quantum optical fields

    We show that any multi-qudit entanglement witness leads to a non-separability indicator for quantum optical fields, which involves intensity correlation measurements and is useful for field states of undefined photon numbers. With the approach we get, e.g., necessary and sufficient conditions for intensity or intensity-rates correlations to reveal polarization entanglement. We also derive separability conditions for experiments with mutually unbiased multiport interferometers. Within the standard detector inefficiency model these entanglement indicators work for any detection efficiencies. For specific cases, we show advantages of using local intensity rates rather than intensities. The approach with rates allows a mapping of Bell inequalities for qudits to ones for optical fields. Our results may find applications also in studies of non-classicality of correlations in "macroscopic" many-body quantum systems of undefined or uncontrollable number of constituents.
    [arXiv:1903.03526 ]

  • 28 maja 2019 roku

    prof. Yakov Kopelevich
    State University of Campinas (UNICAMP, Brazil)

    Graphite and graphene: scientific background

    It has been recognized long ago, and more recently confirmed experimentally, that peculiarity of electrons in graphite monolayer (graphene) is related to the particular linear spectrum of charge carriers expanding in a vicinity of the corner point K of the hexagonal Brillouin zone (BZ), similar to the conical dispersion of massless Dirac Fermions (DF) in 2D Quantum Electrodynamics. Because a real bulk graphite always contains nearly decoupled and misoriented graphitic planes, some of fundamental physical properties of N-layer (N = 1,2,3,.) graphene have been experimentally uncovered in bulk graphite prior and&nbsop;after experiments performed on graphene. In this presentation we give a comparative analysis of common physical properties found in graphite and N-layer graphene, focusing on the phenomena such as superconductivity, ferromagnetism, integer and fractional quantum Hall effects, discovered in these systems during the last ~ 20 years.

  • 16 kwietnia 2019 roku

    prof. Leszek Roszkowski
    Astrocent, Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN i Narodowego Centrum Badań Jądrowych

    The dark matter dilemma and how to resolve it

    Dark matter is the second largest component of the mass-energy balance of the Universe. Despite the wealth of observational evidence in support of its existence, the identity of dark matter remains unknown. In my talk I will first briefly present what is known about the properties of dark matter. Next, I will discuss some more popular ideas for the nature of dark matter in terms of particle physics, as well as the experimental effort to detect the elusive dark matter particle.

  • 19 marca 2019 roku

    dr hab. Marta Kopaczyńska
    Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej

    Optical manipulation from nanomolecules to single cells

    The 2018 Nobel Prize in Physics has been awarded to Arthur Ashkin for the discovery and development of optical tweezers and their applications to biological systems. His revolutionary work opened a window into the world of molecular mechanics and spurred the rise of single-molecule biophysics.
    Optical tweezers (OT) use the mechanism of optical trapping in order to precisely manipulate and examine micro- and nano-sized objects. The object trapped in a focused laser beam can be displaced or rotated. Because of the subtle nature of non-mechanical manipulation, OT have become particularly useful in biotechnology and chemistry as they enable studying piconewton forces acting on a specimen. The novel methods of studying biomechanical properties of cells and nanomolecules with the use of the holographic version of optical tweezers will be presented.
    Based on our research the technique for measuring cancer cell stiffness and DNA elasticity will be presented. The changes of cytomechanics of cancer cells may have significant consequences. It is known that the stiffness of cells is closely related to their death, differentiation and migration. We used holographic optical tweezers (OT) as a novel method for determining mechanical properties of DNA molecules and cancer cells affected by pharmaceutical agents currently used in chemotherapy. The aim of our project is to study the nature of cellular response and the long-term effects of DNA demethylating agents and topoisomerase inhibitors on cancer cells. Usage of therapeutic scheme where there is a long gap between the treatments as well as opportunity for significant decrease of effective doses is an opportunity for reduction of adverse reactions caused by chemotherapy.

  • 26 lutego 2019 roku

    Prof. Carlo Beenakker
    Instituut-Lorentz, Leiden University

    Majorana edge modes in topological superconductors

    Two-dimensional superconductors with broken time-reversal symmetry have been predicted to support topologically protected chiral edge states, providing a superconducting counterpart to the quantum Hall effect in semiconductors. The edge states carry charge-neutral quasiparticles, coherent superpositions of electrons and holes referred to as "Majorana fermions". The first observations have been reported recently, after several decades of unsuccesful search. We present an overview of electrical and thermal probes of the superconducting edge states, focusing on unique signatures of their Majorana nature and on applications for topological quantum computation.

  • 29 stycznia 2019 roku

    Prof. Bertram Batlogg
    ETH Zurich, Switzerland

    Organic Molecular Semiconductors

    While organic LEDs have become standard consumer electronics, organic molecular crystals pose some intriguing conceptual questions about electron dynamics in a solid. These van-der-Waals bonded crystals are exceptionally pure and structurally perfect, yet the motion of the molecules causes intrinsic electronic disorder, predominantly of "dynamic off-diagonal" type. We will discuss various experimental studies pertinent to the new paradigm of charge motion in a crystal.

  • 11 grudnia 2018 roku

    prof. dr hab. Czesław Radzewicz
    Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego

    Towards strong ultrashort laser pulses

    Nobel Prize in Physics 2018 has been awarded for groundbreaking inventions in the field of laser physics; one of them being the Chirped Pulse Amplification (CPA). The technique has been invented by Donna Strickland and her back then PhD advisor Gérard Mourou and published in Strickland’s first research paper [1]. It has enabled a new generation of tabletop lasers that produce very brief pulses of intense light with instantaneous powers exceeding 1 PW. Such light interacts with matter in dramatically nonlinear ways, which has opened new physical regimes of experimental and theoretical explorations. Specifically, high-order harmonic generation has been discovered, leading recently to the development of attoscience. Another spectacular application of the CPA-based systems is the ability to directly accelerate charged particles by means of laser light. These and other physical examples of strong laser light applications will be mentioned, none of which would have been possible without the invention of the CPA.

    [1] D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).

  • 27 listopada 2018 roku

    Prof. Michael Berry
    University of Bristol, UK

    Nature’s optics and our understanding of light

    Optical phenomena visible to everyone abundantly illustrate important ideas in science and mathematics. The phenomena considered include rainbows, sparkling reflections on water, green flashes, earthlight on the moon, glories, daylight, crystals, and the squint moon. The concepts include refraction, wave interference, numerical experiments, asymptotics, Regge poles, polarisation singularities, conical intersections, and visual illusions.

  • 23 października 2018 roku

    Prof. Wolfgang Domcke
    Department of Chemistry, Technical University of Munich, Garching, Germany

    Mechanistic aspects of solar energy harvesting with organic heterocycless

    Recently, so-called graphitic carbon nitride (g-C3N4) materials consisting of heptazine (tri-s-triazine) building blocks and N-heterocyclic covalent organic frameworks (COFs) emerged as a new class of photocatalytic materials capable of evolving H2 from water. Readily synthesized from cheap and earth-abundant precursors and intrinsically photostable, these materials have received immense attention. Numerous studies cataloged gains in H2 evolution by altering surface area, adding defects or dopants and tuning aromatic groups. However, the fundamental mechanisms of the photocatalytic activity for water splitting remain largely enigmatic. The inherent chemical and structural ambiguity of these polymeric materials results in numerous possible catalytic sites and reactive states and renders an accurate theoretical description of the photocatalytic processes challenging.
    Throughout the current literature, the mechanism of hydrogen evolution with carbon nitrides and N-heterocyclic COFs is interpreted in terms of paradigms developed for photoelectrochemical water splitting with semiconducting transition-metal oxides, that is, exciton formation, followed by exciton dissociation, separation of charge carriers and finally reaction of electrons and holes with water molecules at solid-liquid interfaces. However, there are a number of experimental observations which call the transfer of the traditional mechanistic picture of photocatalytic water splitting to polymeric carbon nitride materials into question. In particular, exciton binding energies and polaron stabilization energies are large in these molecular materials, which results in substantial energy losses of charge carriers. Recent experimental results indeed suggest that the photocatalytic activity may be localized at single molecular units of the polymeric materials and may be governed by local molecular photochemical reactions.
    Computational studies to be discussed in this talk led to the emergence of an alternative paradigm of water oxidation and hydrogen evolution with aromatic N-heterocycles. This alternative paradigm is based on novel insights into the specific photochemistry of N-heterocycles in hydrogen-bonded complexes with water. The computational results provide evidence that N-heterocycles, when photoexcited to low-lying 1ππ* or 1* electronic states, can abstract a hydrogen atom from water molecules via a so-called proton-coupled electron transfer (PCET) reaction. By the absorption of a second photon, the excess hydrogen atom can be photodetached from the N-hydrogenated radical via a fast (nonstatistical) photodissociation reaction. The latter process regenerates the chromophore and thus closes the catalytic cycle. Overall, a water molecule is decomposed into H and OH radicals by two simple sequential photochemical reactions. The mechanistic details of this alternative concept of solar water splitting are illustrated by the discussion of excited-state minimum-energy paths for electron/proton transfer reactions, conical intersections and reaction barriers for selected hydrogen-bonded chromophore-water clusters, employing state-of-the-art ab initio electronic-structure computational methods. It is shown that heptazine is a molecule with truly unique properties for water oxidation. Perspectives for systematic improvements of the efficiency of N-heterocyclic water-splitting photocatalysts by orders of magnitude are discussed.

  • 12 czerwca 2018 roku

    dr. hab. Ewelina Knapska
    Instytut Biologii Doświadczalnej PAN im. Marcelego Nenckiego

    Neuronal correlates of socially transferred emotions

    Social interactions are very important for human beings. In this respect we are not much different from many other animal species for which social interactions are crucial for survival and reproduction. The impairments of social interactions are observed in many brain disorders, such as autism spectrum disorder, schizophrenia or in disorders of personality. One of the pillars of good relationships with peers is empathy. Empathy is complex, multilayered phenomenon, which is based on ability to recognize and understand emotions of others. Sharing emotions between individuals (emotional contagion) is one of the simplest forms of social interaction.
    Understanding how brain controls social interactions is one of the central goals of neuroscience. Whereas social interactions and their effects on the emotional state of an individual are relatively well described at the behavioral level, much less is known about neural mechanisms involved in these very complex phenomena, especially in the amygdala, a key structure processing emotions in the brain. We use laboratory models of emotional contagion to identify and characterize the neuronal circuits controlling socially transferred emotions.
    I will describe the contemporary theories of empathy that assume evolutionary continuity of the phenomenon and show how we can use animal models to learn about the mechanisms underlying sharing emotions between individuals at very precise level of neuronal circuits.

  • 29 maja 2018 roku

    prof. dr hab. Krzysztof A. Meissner
    Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego

    What we know we don't know in fundamental physics

    I will discuss the present status and the known main open questions in particle physics and cosmology.

  • 17 kwietnia 2018 roku

    Dr. Mikhail I. Eremets
    Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz, Germany

    Molecular semimetallic hydrogen and high temperature conventional superconductivity

    In 1935, Wigner and Hungtinton [1] predicted that insulating molecular hydrogen will dissociate to atomic metallic hydrogen at a high pressure. However, another way of metallization is also possible—in the molecular state, prior the dissociation, through gradual overlapping electronic bands. Current calculations are not precise enough to predict unambiguously which way of metallization is preferable. Our experiments [2] indicate that hydrogen transforms to metal in the molecular state at pressure of about 350 GPa when reflection of the sample significantly increases. At that pressure, hydrogen has poor electrical conductivity while showing metallic temperature dependence. At the same time, the Raman measurements evidence that hydrogen is in the molecular state. Our results are consistent with the recent theoretical works showing that the metallization happens through closing of an indirect band gap in molecular hydrogen. At pressures above 440 GPa the Raman signal gradually disappears, indicating dissociation to the atomic state or transformation into a good molecular metal where superconductivity is expected.
    Before the pure hydrogen, we found the high temperature superconductivity in a hydrogen-dominant material [3] with record Tc=203 K in H3S [4]. The superconductivity has been well established experimentally with the aid of different techniques and analyzed in numerous theoretical works. In particular, it was shown that the major input (90%) in the superconductivity is from hydrogen part of the phonon spectrum, and therefore H3S can be considered as doped atomic metallic hydrogen. Prospects of reaching room temperature superconductivity will be discussed too.

    1. Wigner, E. and H.B. Huntington, On the possibility of a metallic modification of hydrogen, J. Chem. Phys., 1935, 3, 764-770
    2. Eremets, M.I., et al., Molecular semimetallic hydrogen arXiv:1708.05217, 2017
    3. Ashcroft, N.W., Hydrogen Dominant Metallic Alloys: High Temperature Superconductors? Phys. Rev. Lett., 2004, 92 187002
    4. Drozdov, A.P., et al., Conventional superconductivity at 203 K at high pressures Nature 2015, 525, 73-77

  • 27 marca 2018 roku

    Dr. Damien Thompson
    Department of Physics at University of Limerick, Ireland

    Nanoscale computer-aided design of supramolecular materials

    In this talk I will describe the difficulties encountered in designing materials at the nanoscale and present recent research in which computer simulations are used to guide experiments to create novel materials for devices. I will describe our attempts to decipher design rules for the synthesis of large-area molecular tunnel junctions with giant rectification of electrical current, graphene-based molecular sensors, and piezoelectric amino acid crystals.

  • 20 lutego 2018 roku

    dr hab. Szymon Kozłowski
    Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego

    Quasars as probes of distant Universe

    Quasars are the brightest continuous sources of light in the Universe. They may serve as "standard rulers", enabling the measurement of distances not available with other methods. I will review basic physical and observational properties of these objects. In particular I will concentrate on the black hole mass and luminosity measurement methods, and then on how the luminosity may provide clues for both the distances in and properties of the Universe.

  • 24 stycznia 2018 roku

    prof. dr hab. Marek Szymoński
    Zakład Fizyki Nanostruktur i Nanotechnologii, Instytutu Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków

    Construction and addressing of molecular devices on semiconductor surfaces

    The design of electronic devices based on the intrinsic electronic properties of individual molecules is one of the ultimate goals for nanotechnology. A crucial yet challenging element in any molecular-scale device is the ability to controllably switch between two states, for example, by controlling the linear or rotational movement of a molecule between two different configurations. Over the past two decades, the development of scanning probe microscopy has facilitated the controlled tip-induced positioning of individual atoms and molecules. This development has reached unprecedented levels of precision on metal surfaces and has allowed the atom-by-atom or molecule-by-molecule construction of complex nanostructures. In the construction of prototypical single-molecule devices, however, the application of thin insulating films or of semiconductors as platforms for molecular device has the important advantage that the molecules can be electronically decoupled from the underlying bulk states and hence retain their intrinsic electronic properties. In my presentation 2 prototypical examples of molecular switches assembled on Ge(001) surface will be presented. In the first case, I will show recent results obtained in my group demonstrating the continuous rotational switching, and the controlled step-by-step single switching of an Y-shaped starphene molecule adsorbed on a dangling bond (DB) dimer created at the hydrogen-passivated Ge(001):H surface. In the second case, we shall demonstrate a controlled Y molecule interaction with DB wires on a bare Ge(001) surface. Using an unique cryogenic STM multiprobe device we could construct and operate the first fully reversible molecular switch, partially in a remote manner from the distances exceeding 50 nm, by injection of hot electrons into 1D DB dimer wire connected to the molecule. The presentation will be concluded by an outlook addressing some technological challenges to be overcome on the way towards practically functional devices.

  • 19 grudnia 2017 roku

    Prof. dr Hugo Keller
    Physik-Institut der Universität Zürich, Zürich, Switzerland

    Probing fundamental properties of condensed matter systems with positive muons

    The muon-spin rotation (μSR) technique is a powerful tool for investigating fundamental magnetic and electronic properties of various condensed matter systems. In this technique the positive muon μ+ serves as a microscopic magnetic probe to detect local magnetic fields in the bulk of a solid. In many cases μSR has provided important information on the microscopic magnetic properties of condensed matter systems, which are hardly obtained with other experimental techniques.

    After a brief introduction to the basic principles of the μSR technique, some typical examples of the application of μSR for investigating local magnetic properties of various condensed matter are presented. The following topics are discussed in some detail: magnetic systems (ferro- and antiferromagnetic systems), unconventional high-temperature superconductors (cuprate and iron-based superconductors, vortex matter, coexistence of superconductivity and magnetism, phase diagrams), and multiferroic systems.

    The low-energy μSR technique developed at the Paul Scherrer Institute (PSI) is well suited for investigating multilayer structures containing superconducting and insulating (or metallic) layers. Slow positive muons of tunable energy are implanted at a very small and controllable depth below the surface of a sample on a nanometer scale. This allows all the advantages of standard μSR to be obtained in thin samples (films), near surfaces, and as a function of depth below surfaces. In non-metals (e.g. semiconductors) a positive muon μ+ can pick up an electron e- to form muonium (μ+e-) which is a hydrogen-like atom. The μSR technique is an ideal tool to determine the hyperfine coupling constant of muonium in semiconductors, to study muonium diffusion (quantum diffusion) in non-metals, and to test chemical reaction rate theories involving muonium. Some typical examples of muonium research will be briefly discussed.

  • 28 listopada 2017 roku

    prof. Marcin Nowotny
    Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie

    Cryo-electron microscopy and its applications in structural biology

    Structural biology is a field that focuses on elucidating the atomic structures of molecules from living organisms' termed macromolecules, mostly proteins and nucleic acids. For many years structural biology was dominated by two techniques: X-ray crystallography and nuclear magnetic resonance spectroscopy. Electron microscopy (EM) lagged behind these two techniques because it could provide structural information at low resolution (~ 20 Å), which did not allow for the construction of atomic models of the molecules. Several breakthroughs changed this situation. The first was the development of the cryo-EM a method of freezing and visualization of molecules in amorphous ice. This allowed their direct observation in the natural aqueous environment. This method was established by Jaques Dubochet, the first laureate of this year's Nobel Prize in chemistry. Simultaneously, computational methods were developed, which allowed for a reconstruction of the three-dimensional shapes of macromolecules from the their microscopic images in different orientations (work by Joachim Frank, the second laureate of the prize). Over the last few years, much faster and more sensitive so-called direct electron detectors have been developed and implemented (also thanks to the contributions of Richard Henderson, the third laureate of the prize). This, combined with constantly improving software, has led to the "resolution revolution" in cryo-EM. It is now possible to obtain structures of biological macromolecules with molecular weights larger than 100 kDa at resolutions of about 3 Å, comparable with crystallography. At this resolution atomic models of the examined molecules can be built from scratch, without the need to for structural information from other methods. Cryo-EM has now become the main method of structural analysis of complex and mobile macromolecular machines, for which for many years it has been impossible to define the structure by other methods.

  • 24 października 2017 roku

    prof. dr hab. inż. Marek Samoć
    Wydział Chemiczny, Politechniki Wrocławskiej

    Nonlinear optical properties of metal-containing nanostructures: plasmonic particles, metal clusters, coordination polymers

    Optimized third-order nonlinear optical (NLO) materials are required for a number of applications in laser technologies, telecommunication and biophotonics. We have been exploring several pathways towards systems where one could optimize both the magnitude of the nonlinear optical effect of interest and other functionalities of the system such as bright luminescence in desired wavelength range or biological functionalities.
    Promising materials include nanoparticles that can be engineered for particular functions, employing wet chemistry approaches for syntheses of colloidal nanoparticles and ligand exchange. Relatively well known are advantages of semiconductor particles (quantum dots) as e.g. markers in nonlinear microscopy for biological use. We found that they can be outperformed in certain respects by noble metal particles, in which the optical properties are strongly dependent on the presence of localized surface plasmon resonances. On the other hand, relatively small metal clusters (e.g. Au25), that do not support plasmonic excitations, can also show efficient two-photon absorption and can be engineered to provide additional useful features, like high emission quantum yield and very strong nonlinear chirooptic properties.
    Our most recent work has focused on NLO effects in coordination polymers, including metal-organic frameworks (MOFs). We have found that nanoparticles of a well-known pigment, Prussian Blue, exhibit very strong nonlinear absorption, which was identified as a sequential process involving two-photon absorption followed by absorption of a third photon. For certain MOFs, containing ligands with high intrinsic NLO properties, we have also seen both strong, metal ion dependent, nonlinear absorption and efficient multiphoton-induced emission.

  • 30 maja 2017 roku

    Prof. Dr. Antonio Acín
    ICFO-The Institute of Photonic Sciences, Barcelona, Spain

    Quantum information theory with black boxes

    Device-independent quantum information processing represents a new framework for quantum information applications in which devices are just seen as quantum black boxes processing classical information. This level of abstraction makes device-independent protocols especially relevant for cryptographic applications, as existing quantum hacking attacks become impossible. After introducing the key ideas and concepts needed for the definition of the device-independent scenario, we review the main results and open questions and discuss how this new approach also sheds light on fundamental questions in quantum physics.

  • 25 kwietnia 2017 roku

    prof. dr hab. inż. Andrzej Miniewicz
    Advanced Materials Engineering and Modelling Group Faculty of Chemistry, Wroclaw University of Science and Technology, Wrocław

    Physics of optical trapping of untrappable particles - gas bubbles

    Methods of optical trapping of dielectric particles are currently developed due to need of three dimensional manipulations and deposition of micro- and nanometric objects. They rely on, so called, gradient force that attracts particles toward laser beam focal point. However, objects of lower refractive index than surrounding environment, like gas bubbles in liquids, cannot be trapped. In this work we discuss state of the art of trapping and manipulating of not only gas bubbles but also droplets. For that purpose we are employing opto-thermal Marangoni effect. In this report we will show examples of droplet and bubble formation and their manipulation induced by moving laser light beam. The experimental results are modelled by the COMSOL-based finite-element method of numerical simulations that helped us to understand the complex physics behind the observed phenomena. We also discuss application of this tool for micromanipulation of objects, like nanocrystals, for growing microcrystals under laser light, we report on effects of vortices induced in liquid crystals or moving macroscopic objects [1-3].

    1. A. Miniewicz, S. Bartkiewicz, H. Orlikowska, K. Dradrach, "Marangoni effect visualized in two-dimensions Optical tweezers for gas bubbles", Scientific Reports, 6, 34787 (2016).
    2. S. Bartkiewicz, A. Miniewicz, "Whirl-enhanced continuous wave laser trapping of particles", Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 1077 (2015).
    3. K. Dradrach, S. Bartkiewicz and A. Miniewicz, "Photonic vortices induced in a single-component phototropic liquid crystal", Phys. Chem. Chem. Phys., 18, 3832-3837 (2016).

  • 28 marca 2017 roku

    dr hab. Andrzej Stupakiewicz
    Wydział Fizyki, Uniwersytetu w Białymstoku

    Ultraszybki zapis fotomagnetyczny w dielektryku

    Przedstawiona zostanie nowa metoda „zimnego” ultraszybkiego zapisu fotomagnetycznego. Metoda ta oparta jest na odwracalnym przełączeniu stanu magnetyzacji wyłącznie pojedynczym, liniowo spolaryzowanym ultrakrótkim impulsem laserowym. Mechanizm odpowiedzialny za przełączenie pozwala na najszybszy znany dotychczas proces zapisu informacji w czasie około 20 pikosekund, któremu towarzyszy ekstremalnie niska dyssypacja ciepła. Prezentacja dotyczyć będzie najnowszych badań, których wyniki opublikowano w styczniowym wydaniu Nature.

  • 28 lutego 2017 roku

    dr Włodzimierz Lewandowski
    Główny Urzęd Miar

    Reforma polskiej metrologii - wyzwanie dla fizyków

    Polska metrologia instytucjonalna, przyjęła, z powodu różnych uwarunkowań geopolitycznych, kuriozalną form urzędu, niespotykaną, ani w krajach rozwiniętych ani nawet rozwijających się. Powszechnie na świecie metrologią, która jest sercem przemysłu zaawansowanych technologii, zajmują się wysokiej klasy instytuty państwowe, jak dla przykładu amerykański National Institute of Standards and Technology (NIST), którego fizycy w ostatnich dwóch dekadach zostali czterokrotnie wyróżnieni nagrodą Nobla. W Niemczech, przed powstaniem w roku 1887 pierwszego na świecie instytutu metrologii PTR (później PTB), odbyła się wielka dyskusja narodowa w środowisku przemysłowym i naukowym, którą zainicjował przemysłowiec i wynalazca Werner von Siemens. W Polsce taka dyskusja trwa od dekady, ale walka o Polski Instytut Miar (PIM), nie jest jeszcze zakończona. Konwersatorium opowie o dzisiejszym stanie prac nad reformą, i będzie ilustrowane najnowszymi przykładami naukowymi.

  • 31 stycznia 2017 roku

    prof. dr hab. Kazimierz Rzążewski
    Centrum Fizyki Teoretycznej PAN

    Bose-Einstein condensation and classical fields

    In my lecture I will explain our approach to equilibrium and non equilibrium properties of a weakly interacting Bose gas which is held at nonzero temperatures. I will also present some recent applications of the method.

  • 20 grudnia 2016 roku

    prof. dr hab. Wiesław I. Gruszecki
    Instytut Fizyki, Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie

    New light on photosynthesis

  • 29 listopada 2016 roku

    dr hab. Paweł Jakubczyk
    Instytut Fizyki Teoretycznej UW

    The Kosterlitz-Thouless transition

  • 25 października 2016 roku

    Prof. Laurens Molenkam
    Experimental Physics III Department, University of Würzburg

    Topological Physics in HgTe-based Quantum Devices

  • 20 września 2016 roku

    Prof. Hideo Hosono
    Tokyo Institute of Technology, Japan

    Iron-Based Superconductors: discovery and progress

    We reported the first iron-based superconductor of LaFePO in 2006 and the second report of bulk superconductivity in LaFeAsO1-xFx with Tc=26K kindled the extensive research worldwide. So far more than 20,000 papers have been published up to date and the unique characteristics of the materials and the pairing mechanism are rather unveiled [1,2].
    In this talk I talk a small story to discovery of iron-based superconductors and the recent progress in bulk and thin films. Emphasis is placed on double dome structure of Tc in heavy hydrogen-doped 1111 compounds [3-5].

    [1] (book) N-L. Wang, H. Hosono, P. Dai, Iron-based Superconductors, Pan Stanford (2013)
          P. D. Johnson, G. Xu, and W.-G. Yin, Iron-Based Superconductivity Ed. by Springer, (2015)
    [2] (review) H.Hosono and K.Kuroki, Physica C514,399(2015)
    [3] S. Iimura et al. Nat.Com. 3, 943(2012)
    [4] M. Hiraishi et al. Nature Physics 10, 300-303 (2014)
    [5] S. Iimura, S. Matsuishi, and H. Hosono, Phys. Rev. B, 94, 024512, (2016)

  • 14 czerwca 2016 roku

    Prof. Eric Herbst
    Departments of Chemistry, Astronomy, and Physics University of Virginia, USA

    What Molecules Tell Us About the Formation of Stars and Planets

    Approximately 180 different molecules have been detected in stellar and interstellar sources in our galaxy and others. The interstellar sources are mainly so-called interstellar clouds, which are large accumulations of gas and dust, in which the gas can be largely molecular in nature. Dense interstellar clouds are the only known sites for the formation of stars and planets, and so are of great interest to astronomers. Molecules are excellent probes of physical conditions and lifetimes of sources in which they exist, and can be used to understand the various evolutionary stages in which portions of interstellar clouds collapse to form stars and planets. Molecules act as probes both through their characteristic spectra and through an understanding of the chemistry that produces them. In this talk, I will discuss the role molecules play in our understanding of the formation of low-mass stars such as our sun and the planets likely surrounding them.

  • 17 maja 2016 roku

    dr hab. Michał Bejger
    Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika PAN

    Pierwsza bezpośrednia obserwacja fal grawitacyjnych

    Fale grawitacyjne (zmienne w czasie zaburzenia czasoprzestrzeni rozchodzących się w niej jak fale) zostało zaproponowane przez Alberta Einsteina już w 1916 roku, jednak na eksperymentalne potwierdzenie ich istnienia potrzeba było prawie 100 lat. Oprócz niezwykle istotnego zweryfikowania teorii i stworzenia po raz pierwszy w historii możliwości badania ewolucji silnych pól grawitacyjnych, pierwsza detekcja fal przez detektory Advanced LIGO otwiera zupełnie nowe okno obserwacyjne na Kosmos - astronomię fal grawitacyjnych. Podczas wykładu opowiem o historii fal grawitacyjnych, idei detekcji przy pomocy interferometrów laserowych, opublikowanej niedawno pierwszej detekcji fal z układu podwójnego gwiazdowych czarnych dziur, innych astrofizycznych źródłach sygnału oraz planach na najbliższą przyszłość.

  • 26 kwietnia 2016 roku

    Prof. Yigal Meir
    Physics Department, Ben-Gurion University, Israel

    Correlation Effects in Quantum Point Contacts

    Quantum point contacts (QPCs), are the basic building blocks of any mesoscopic structure, and display quantized conductance, reflecting the quantization of the number of transparent channels. An additional feature, coined the "0.7 anomaly", has been observed in almost all QPCs, and has been a subject of intensive debate in the last couple of decades. In the past we have attributed this feature to the emergence of a quasi-localized state at the QPC, which explains all the phenomenology of the effect. In this talk I will review the physics of the effect, and describe two new experiments, and relevant theories, one which measured the thermoelectric power through the QPC, and another which measured the conductance through length-tunable QPC. The experimental findings support the picture of the localized state(s). Interestingly, with increasing QPC length, it was found that both the 0.7 anomaly and the zero bias peak in the differential conductance oscillate and periodically split with channel length, supporting the idea that the number of the localized states increases with length, leading to an alternating Kondo effect.

  • 22 marca 2016 roku

    Prof. Josep Fontcuberta
    Institut de Ciència de Materials de Barcelona, Spain

    The Magnetism of Oxides

    Magnetite, Fe3O4, guided early explorers towards unknown frontiers. Since those days, oxides have been the backbone of many scientific and technological developments. When high temperature superconductors were discovered, the subsequent enthusiasm stimulated an impressive development in oxide thin film growth technologies and a deep revision of the understanding of metal oxides and strongly correlated electronic systems. Today, oxides are fueling the discovery and development of unexpected, intriguing, and fascinating new areas of knowledge, such as magnetic ferroelectrics and magnetic monopoles. Ferromagnetic oxides are finding their way as active components in spintronics, either as spin filters for advantageous magnetic tunnel junctions or used to manipulate spins in non-magnetic materials, which could eventually lead to energy-efficient pure spin-current devices. The tiny spin-orbit coupling interaction, responsible for the magnetic anisotropy, has emerged as a toy that allows us the modulation of the transport properties, not only in metallic ferromagnetic systems, but also in antiferromagnetic metals and insulators. This may lead to a new generation of magnetic memory. "Interface is the device" and interfaces between oxides and metals, and interfaces between large band-gap oxides, have led to the discovery of emerging properties such as switchable "on-off" magnetization, by applying suitable electric fields, or magnetism and superconductivity in confined two-dimensional electron gas systems, which challenge our current understanding of oxides.
    This is the playground in which we fortunately play, learn, and imagine the future while enjoying building a new science out of the good old oxides. In the lecture, we will travel through the new materials and ideas that make this journey possible and so successful.

  • 23 lutego 2016 roku

    prof. dr hab. Ewa Rondio
    Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ)

    Neutrina oscylują - więc maja masę
    Nobel z fizyki 2015

    Po krótkim wprowadzeniu dotyczącym natury neutrin, ich miejsca w Modelu Standartowym i ich oddziaływań, zostaną omówione wyniki eksperymentów, które były pierwszymi sygnałami, że z neutrinami dzieje się coś nietypowego. Pokazane zostaną wyniki eksperymentów wskazujących na deficyt neutrin docierających do nas ze Slonca, a także zaburzenie proporcji neutrin mionowych i elektronowych w obserwacjach neutrin atmosferycznych. Następnie zostaną przedstawione wyniki eksperymentów SuperKamiokande i SNO, za które została przyznana Nagroda Nobla. Wyjaśnienie wszystkich obserwacji przez zjawisko zmiany zapachu neutrina podczas propagacji, zwanego zjawiskiem oscylacji neutrin, pokaże spójny obraz wszystkich posiadanych w tej chwili wyników. Na zakończnie przedstawię obecny krajobraz badań zwiazanych z oscylacjami neutrin.

  • 19 stycznia 2016 roku

    prof. dr hab. Andrzej Krasiński
    Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika PAN

    Sto lat ogólnej teorii względności

    W ostatnim półwieczu nastąpił gwałtowny jakościowy i ilościowy skok w rozwoju medycyny, zarówno w metodach diagnostycznych opartych o nowe markery chorób, jak i w dziedzinie farmakoterapii. Podczas konwersatorium omówione zostaną molekularne podstawy skuteczności takich metod. We współczesnym procesie projektowania leków jest bowiem niezbędne zrozumienie, na poziomie cząsteczkowym, biofizycznej charakterystyki oddziaływań pomiędzy potencjalnym lekiem a jego celem terapeutycznym. Dotyczy to zwłaszcza chorób związanych z nieprawidłową ekspresją genów, np. z transformacją nowotworową. Ze względu na stopień skomplikowania molekularnych procesów regulatorowych "im dalej wyjaśniamy, tym dalej trzeba wyjaśniać" (prof. D. Shugar). Biofizyka molekularna dostarcza metod i kryteriów badawczych pozwalających na skuteczną redukcję tego stopnia skomplikowania.

  • 8 grudnia 2015 roku

    dr Anna Niedźwiecka
    Instytut Fizyki PAN

    Biofizyka molekularna w projektowaniu leków

    W ostatnim półwieczu nastąpił gwałtowny jakościowy i ilościowy skok w rozwoju medycyny, zarówno w metodach diagnostycznych opartych o nowe markery chorób, jak i w dziedzinie farmakoterapii. Podczas konwersatorium omówione zostaną molekularne podstawy skuteczności takich metod. We współczesnym procesie projektowania leków jest bowiem niezbędne zrozumienie, na poziomie cząsteczkowym, biofizycznej charakterystyki oddziaływań pomiędzy potencjalnym lekiem a jego celem terapeutycznym. Dotyczy to zwłaszcza chorób związanych z nieprawidłową ekspresją genów, np. z transformacją nowotworową. Ze względu na stopień skomplikowania molekularnych procesów regulatorowych "im dalej wyjaśniamy, tym dalej trzeba wyjaśniać" (prof. D. Shugar). Biofizyka molekularna dostarcza metod i kryteriów badawczych pozwalających na skuteczną redukcję tego stopnia skomplikowania.

  • 17 listopada 2015 roku

    dr hab. Konrad Kossacki
    Instytut Geofizyki, Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego

    Wyniki misji Rosetta

    Misja Rosetta do komety 67P/Churyumov-Gerasimenko jest pierwszą w dziejach badań kosmicznych misja obejmującą lądowanie na powierzchni jadra komety, oraz długoterminowe obserwacje ewolucji komety z małej odległości. Planuję przedstawić założenia misji, nieoczekiwany przebieg lądowania sondy i trwających już rok pomiarów, oraz najważniejsze wyniki.

  • 27 października 2015 roku

    Prof. Manfred Bayer
    Experimentelle Physik 2, TU Dortmund, D-44221 Dortmund, Germany

    Rydberg excitons in cuprous oxide

    In Rydberg atoms an electron has been promoted into a state with high principal quantum number, thereby representing an hydrogen atom-like object with dimensions in the micrometer-range. Such Rydberg atoms allow, for example, studies of the transition from quantum to classical dynamics. The description of excitons in semiconductors as hydrogen atom-like complexes has turned out to be extremely useful for describing their optical properties. Recently it has been shown that also an exciton can be highly excited by observing states with principal quantum number up to n=25 in high-quality natural cuprous oxide crystals [1]. This corresponds to an average radius of 1.04 ľm so that the exciton wave function is extended over more than 10 billion crystal unit cells. Subsequently, established effects from atomic physics could be demonstrated such as the Rydberg blockade where the presence of one such exciton prevents excitation of another exciton in its close vicinity [1].

    The high spectral resolution in these studies has given detailed insight into the exciton level structure. Two examples for will be given which show in particular that the hydrogen model is not fully appropriate for describing excitons because of the reduction from full rotational symmetry to discrete symmetry in the crystal:

    (i) Angular momentum is not a good quantum number in a strict sense for a crystal. As a consequence high angular momentum exciton states become mixed with the dipole allowed P-excitons so that they can be observed in absorption. Moreover, they show a characteristic fine structure pattern [2].

    (ii) In magnetic field manifold Zeeman splittings are observed which in particular bring states belonging to different quantum numbers in resonance. In this regime clear signatures of quantum chaos can be observed as evidenced by pronounced anticrossings, so that zero level splitting is suppressed in the level statistics.

    [1] T. Kazimierczuk, D. Fröhlich, S.Scheel, H. Stolz, and M. Bayer, Nature 514, 343 (2014).

  • 16 czerwca 2015 roku

    Prof. Tilman Pfau
    5. Physikalisches Institut, Universität Stuttgart, Germany

    A single charge in a Bose-Einstein condensate: from two to few to many-body physics

    Electrons attract polarizable atoms via a 1/r4 potential. For slow electrons the scattering from that potential is purely s-wave and can be described by a Fermi pseudopotential. To study this interaction Rydberg electrons are well suited as they are slow and trapped by the charged nucleus. In the environment of a high pressure discharge Amaldi and Segre, already in 1934 observed a lineshift proportional to the scattering length [1].
    At ultracold temperatures and Rydberg states with medium size principle quantum numbers n, one or two ground state atoms can be trapped in the meanfield potential created by the Rydberg electron, leading to so called ultra-long range Rydberg molecules [2].
    At higher Rydberg states the spatial extent of the Rydberg electron orbit is increasing. For principal quantum numbers n in the range of 100-200 and typical BEC densities, up to several ten thousand ground state atoms are located inside one Rydberg atom, We excite a single Rydberg electron in the BEC, the orbital size of which becomes comparable to the size of the BEC. We study the coupling between the electron and phonons in the BEC [3].
    We also observe evidence for ultracold charge transfer processes for a single ion which is shielded by a Rydberg electron. Also reactive processes due to few-body Langevin dynamics involving a single ion can be studied.
    As an outlook, the trapping of a full condensate inside a Rydberg atom of high principal quantum number and the imaging of the Rydberg electron's wave function by its impact onto the surrounding ultracold cloud seem to be within reach [4].

    [1] E. Amaldi and E. Segre, Nature 133, 141 (1934)
    [2] C. H. Greene, et al., PRL 85, 2458 (2000); V. Bendkowsky et al., Nature 458,1005 (2009)
    [3] J . B. Balewski, et al., Nature 502, 664 (2013)
    [4] T. Karpiuk, et al., arXiv:1402.6875

  • 2 czerwca 2015 roku

    dr hab. Rafał Demkowicz-Dobrzański
    Instytut Fizyki Teoretycznej, Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego

    Metrologia kwantowa

    Słynne stwierdzenie Diraca "każdy foton interferuje sam ze sobą" nie jest słuszne gdy mamy do czynienia z interferometrią wykorzystującą fotony w stanach splątanych. Tego typu interferometria oferuje nieosiągalną w klasycznym podejściu precyzję, pozwalając na pokonanie granicy tzw. szumu śrutowego. W ostatnich latach dziedzina ta rozwija się niezwykle dynamicznie przechodząc od sfery eksperymentów akademickich do praktycznych rozwiązań w dziedzinie detekcji fal grawitacyjnych, zegarów atomowych i magnetometrii. Omówione zostaną wybrane osiągnięcia eksperymentalne w tej dziedzinie, jak również podstawy teoretyczne pozwalające na ocenę potencjalnych zysków z wykorzystania nieklasycznych stanów.

  • 21 kwietnia 2015 roku

    dr Marek Dudyński
    MTF Sp. z o.o. i Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki Uniwersytetu Warszawskiego

    Struktury grafenowe w węglach organicznych

    Spektroskopia ramanowska jest subtelnym narzędziem pozwalającym na odróżnienie różnych alotropów węgla w strukturach organicznych. Zastosowaliśmy tę technikę w kombinacji z analizą rentgenowską dla wykazania, że to struktury grafenowe są odpowiedzialna za zdumiewające własności węgla drzewnego. W szczególności przekraczająca 2000 m2/g powierzchnia wewnętrzna węgla aktywnego wynika z turbostratycznego ułożenia płatków zredukowanego tlenku grafenu, które łączą się pod wpływem wygrzewania przy wysokim ciśnieniu. Powoduje to przejście strukturalne od węgla amorficznego do grafitu poprzez fazę niemal czystego grafenu.

  • 24 marca 2015 roku

    dr hab. Roman Ciuryło, prof. UMK
    Krajowe Laboratorium FAMO w Toruniu

    Spektroskopia: od metrologii cząsteczek do kontroli oddziaływań

    Dzięki wykorzystaniu ultra-wąskiego spektralnie promieniowania laserowego oraz optycznych grzebieni częstości do absolutnej kalibracji widm, spektroskopia daje nowe możliwości. Rozwój teorii kształtów linii widmowych położył podwaliny pod nową generacji spektroskopowych baz danych oraz metrologię ilości gazów. Rysują się perspektywy na jeszcze dokładniejsze wyznaczanie częstości przejść molekularnych i badanie oddziaływań między atomowych umożliwiające testowanie fundamentalnych teorii. Spektroskopowe pomiary szerokości dopplerowskiej linii widmowych wykorzystywane do wyznaczania stałej Boltzmanna i termometrii dopplerowskiej może się stać istotnym czynnikiem sprzyjającym redefinicji skali temperatury. Ultra wąskie przejścia w ultra-zimnych atomach uwiezionych w sieciach optycznych stały się niedościgłym wzorcem częstości co wymusza prace nad redefinicją sekundy. Spektroskopia dostarcza też kluczowych informacji na temat ultra-zimnych zderzeń. Ponadto umiejętne wykorzystanie optycznych rezonansów Feshbacha daje możliwość kontroli oddziaływań w ultra zimnych gazach atomowych.

  • 17 lutego 2015 roku

    Prof. Michael Giersig
    Freie Universität Berlin and Helmholtz Zentrum Berlin

    Carbon-based nanomaterials for various applications

    The unique and tunable properties of carbon-based nanomaterials enable new technologies for identifying and addressing challenges in a biomedical and electronic research field. In this lecture I will discuss some of our results about the contributions of carbon-based nanomaterials in cell growth and manipulation, electronic and thermal properties of multiwalled carbon nanotubes as well as the growth and properties of graphene on metallic substrates. In linking technological advance back to the physical, chemical, and electronic properties of carbon based nanomaterials, this presentation will outline future opportunities for nanomaterial application.

    In this gallery SEM (a) and HRTEM (b) -images on single layer of graphene and their Raman characterization (c) as well as growth of osteoblast cells on MWCNT

    1. Mueller, N.S.; Morfa, A.; Abou-Ras, D,; Oddone, V.; Ciuk, T.; Giersig, M.
      Growing graphene on polycrystalline copper foils by ultra-high vacuum chemical vapor deposition.
      CARBON 78 347-355 NOV 2014
    2. Firkowska, I.; Godehardt, E.; Giersig, M.;
      Interaction between Human Osteoblast Cells and Inorganic Two-Dimensional Scaffolds Based on Multiwalled Carbon Nanotubes: A Quantitative AFM Study.
      ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS 18 23 3765-3771 DEC 8 2008

  • 27 stycznia 2015 roku

    prof. dr hab. Sylwester Porowski
    Instytut Wysokich Ciśnień PAN w Warszawie

    Azotek galu GaN półprzewodnik XXI wieku

    W wykładzie omówiona będzie Nagroda Nobla z fizyki przyznana w 2014 roku trzem uczonym japońskim Isamu Akasaki, Hiroshi Amano i Shuji Nakamurze za wynalezienie wydajnych diod z azotku galu świecących światłem niebieskim. Wynalazek ten pozwolił na dramatyczne zwiększenie efektywności zamiany energii elektrycznej na światło, co według szacunków amerykańskiego Departamentu Energii już w 2030 doprowadzi do zmniejszenia zużycia energii na oświetlenie w USA prawie o połowę.
    Na świecie badania azotku galu rozwijają się niezwykle dynamicznie i wiadomo już, że rewolucja w oświetleniu spowodowana wynalazkiem Noblistów jest dopiero "wierzchołkiem góry lodowej" pełnych możliwości tego półprzewodnika.
    Do najważniejszych obszarów zastosowań GaN należą projektory laserowe i oświetlenie laserowe, telekomunikacja, energetyka, medycyna, a także przyszłe zastosowania związane z promieniowaniem terahercowym i spintroniką. W Polsce badania w tych dziedzinach rozwijają się również bardzo intensywnie. Badania naukowe w dziedzinie fizyki i technologii GaN są obecnie prowadzone w Polsce w 11 instytutach naukowych.
    W wykładzie omówione zostaną również niektóre wyniki polskich badań w dziedzinie GaN oraz szanse na ich praktyczne wykorzystanie.

  • 9 grudnia 2014

    prof. dr hab. Jacek Waluk
    Instytut Chemii Fizycznej PAN w Warszawie

    Fizyka, biologia, medycyna, czy jednak chemia? (O nagrodzie Nobla z chemii w 2014 r.)

    Tegoroczną nagrodę Nobla z chemii przyznano za opracowanie metodologii kojarzonych z fizyką, których głównymi użytkownikami sa biolodzy. Postaram się przekonać słuchaczy, że decyzja Komitetu Noblowskiego jest jednak dobrze uzasadniona.

  • 18 listopada 2014

    Prof. Pawel Hawrylak
    Department of Physics, University of Ottawa

    Carbononics - Future of Microelectronics?

    We describe here results of our recent theoretical work aiming at design of graphene nanostructures capable of realizing the three functionalities of a quantum circuit: electronics, photonics and spintronics, in a single material and at the nanoscale[1]. Integration of these different functionalities using graphene quantum dots may enable a unified approach to Information and Communication Technologies - carbononics. The design tools include size, shape, type of edge, sublattice symmetry, topology, number of layers and carrier density in graphene quantum dots[1-7]. In particular, engineering sublattice symmetry opens new opportunities in voltage and light control of magnetic moments, size engineering leads to optical gaps from THz to UV while shape engineering leads to a degenerate exciton spectrum allowing for the generation of entangled photon pairs via XX-X cascade[7]. Geometry and e-e interactions allow for the integration of topologically protected states of matter into carbononics[8-10]. Comparison with experiment on colloidal graphene quantum dots[6,7] as well as other competing material systems[10] will be given.
    1. A. D. Guclu, P. Potasz, M. Korkusinski and P. Hawrylak,"Graphene Quantum Dots", Springer 2014
    2. A. D. Guclu, P. Potasz, O. Voznyy, M. Korkusinski, P. Hawrylak, Phys. Rev. Lett. 103, 246805 (2009)
    3. A. D. Güçlü, P. Potasz and P. Hawrylak, Phys. Rev. B 84, 035425 (2011)
    4. P. Potasz, A. D. Güçlü, A. Wojs and P. Hawrylak, Phys. Rev. B 85, 075431 (2012)
    5. D. Guclu and P. Hawrylak, Phys. Rev. B 87, 035425 (2013)
    6. I. Ozfidan, M. Korkusinski, A. D. Güçlü, J. McGuire, P. Hawrylak, Phys. Rev. B. 89 085310 (2014)
    7. I. Ozfidan, M. Korkusinski, P. Hawrylak, 2014 (to be published)
    8. D. Guclu, M. Grabowski and P. Hawrylak, Phys. Rev. B 87, 035435 (2013)
    9. Isil Ozfidan, M. Vladisavljevic, Marek Korkusinski, and Pawel Hawrylak (to be published)
    10. Marek Korkusinski and Pawel Hawrylak, Nature Scientific Reports 4, 4903(2014)

  • 21 października 2014

    prof. dr hab. Włodzimierz Zawadzki
    Instytut Fizyki PAN

    50 lat od doktoratu: pięć tematów

    Program konwersatorium:

    ⋅ Powitanie - dyrektor Instytutu Fizyki prof. dr hab. Leszek Sirko
    ⋅ Wystąpienie członka rzeczywistego PAN prof. dr hab. Jerzego Kołodziejczaka
    ⋅ Wykład - "50 lat od doktoratu: pięć tematów" prof. dr hab. Włodzimierz Zawadzki

  • 20 maja 2014

    dr hab. Piotr Szymczak
    Instytut Fizyki Teoretycznej UW

    O wzroście sieci rzecznych i korytarzy skalnych

    "Morskie fale, prążki na piasku na plaży, łagodna linia wybrzeża między przylądkami, zarys odległych wzgórz na horyzoncie, kształty obłoków - to wszystko zagadki formy i kształtu, które fizyk z mniejszym lub większym trudem powinien potrafić rozszyfrować" - pisał prawie sto lat temu D'Arcy Wentworth Thompson w swoim monumentalnym dziele "O wzroście i formie". Współczesna fizyka zdołała przesunąć się po drodze zakreślonej przez Thompsona - zaczęliśmy rozumieć, jakie mechanizmy rządzą spontanicznym uporządkowaniem materii i jak opisać układy, w których oddziaływania między elementami składowymi prowadzą do powstawania uporządkowanych struktur lub jakościowo nowych zachowań fizycznych. Na wykładzie opowiem o dwóch przykładach procesów samoorganizacji w świecie przyrody nieożywionej: o tym, jak powstają zalążki jaskiń i jak wzrastają sieci rzeczne na piaszczystym podłożu. W szczególności postaram się wyjaśnić, dlaczego początkowo planarna szczelina skalna rozpuszcza się w niejednorodny sposób, prowadząc do powstawania korytarzy krasowych i dlaczego strumienie spływające do rzeki Apalachicola na Florydzie łączą się ze sobą pod kątem 72 stopni.

  • 18 marca 2014

    prof. dr hab. Tomasz Wojtowicz
    Instytut Fizyki PAN

    Nanostruktury z rozcieńczonych półprzewodników magnetycznych II-VI do badań z zakresu spintroniki

    W przeciągu ostatnich dwóch dekad badania rozcieńczonych półprzewodników magnetycznych (DMS) w obszarze spintroniki (elektroniki bazującej na wykorzystaniu spinu nośników) skoncentrowane były na materiałach należących do rodziny związków III-V, z GaMnAs stanowiącym sztandarowy przykład, i wiele wysiłku poświęcone zostało próbie podniesienia ferromagnetycznej temperatury Curie TC tych materiałów do temperatury pokojowej. Zainteresowanie związkami III-Mn-V motywowane było faktem, że Mn usytuowany w pozycjach postawieniowych metalu w sieci krystalicznej tych związków dostarcza zarówno zlokalizowane spiny jak i "swobodne" dziury, niezbędne dla uzyskania ferromagnetycznego sprzężenia pomiędzy spinami.
    Z drugiej strony, historycznie pierwsze rozcieńczone półprzewodniki magnetyczne II-VI, takie jak np. CdMnTe, chociaż charakteryzują się bardzo niską temperaturą TC, umożliwiają niezależną kontrolę ilości spinów i nośników. Inną duża zaletą związków II-Mn-VI jest to, że ponieważ Mn jest w nich domieszką izoelektronową, jego obecność nie prowadzi do żadnego krytycznego obniżenia ruchliwości nośników prądu, w przeciwieśstwie do sytuacji związków III-Mn-V. Dlatego też związki II-Mn-VIs mogą istotnie przyczynić się do rozwoju badań z zakresu spintroniki, co najmniej na poziomie badań podstawowych, a także do demonstracji nowych efektów oraz idei nowych przyrządów spintronicznych.
    W moim referacie przedstawię krótką historię oraz omówię postęp osiągnięty ostatnio w badaniach z zakresu spintroniki dokonany z użyciem nanostruktur II-Mn-Te wytworzonych w Laboratorium Fizyki i Wzrostu Kryształów Niskowymiarowych IF PAN. Będzie to obejmowało zarówno dwu-, jedno-, jak i zero-wymiarowe nanostruktury bazujące na ZnMnTe oraz CdMnTe.
    Rozpocznę od krótkiej prezentacji wyników dotyczących technologii i badań samo-powstających kropek kwantowych z CdMnTe oraz bazujących na ZnMnTe nanodrutów wytwarzanych z wykorzystaniem wspomaganego katalizatorem złotym mechanizmu wzrostu para-ciecz-ciało stałe (VLS).
    Następnie skoncentruję się na ostatnio osiągniętym postępie w technologii epitaksji z wiązek molekularnych (MBE) tellurkowych nanostruktur zawierających dwuwymiarowy gaz elektronów (2DEG), który doprowadził do obserwacji ułamkowego kwantowego efektu Halla nie tylko w niemagnetycznych studniach kwantowych CdTe, ale także po raz pierwszy w systemie magnetycznym (bazującym na CdMnTe). Ta obserwacja, interesująca jako taka, otwiera także nowe perspektywy zastosowania nanostruktur DMS II-VI zarówno w podstawowych jak i aplikacyjnych badaniach z zakresu spintroniki. Po krótkim omówieniu kroków technologicznych, które pozwoliły na podniesienie jakości hodowanych metodą MBE nanostruktur CdMnTe do obecnego poziomu, przedstawię już dotychczas zademonstrowane zastosowania takich wysoko-ruchliwościowych nanosruktur magnetycznych 2DEG do:
    • Indukowanej promieniowaniem THz oraz mikrofalowym generacji czystych prądów spinowych oraz efektywnej konwersji tych prądów z użyciem pola magnetycznego w spinowo spolaryzowane prądy elektryczne.
    • Przekonującej demonstracji promieniowania terahercowego z fal spinowych wzbudzanych w rozcieńczonych półprzewodnikach magnetycznych poprzez efektywny process Ramanowski.
    • Eksperymentalnej demonstracji zasady działania nowego typu tranzystora spinowego, bazującego na kontroli transmisji spinów poprzez sterowalne przejścia Landaua-Zenera.

  • 25 lutego 2014

    prof. dr hab. Adam Liwo
    Wydział Chemii, Uniwersytetu Gdańskiego

    Pierwsza nagroda Nobla z Chemii obliczeniowej

    Słowo "chemia" pochodzi z koptyjskiego "kemi", oznaczającego w starożytnym Egipcie wiedzę tajemną. Za pośrednictwem języka arabskiego to słowo przeniknęło do średniowiecznej Europy jako alchemia, będąca poprzedniczką współczesnej chemii. Chemia bada układy i zjawiska na tyle złożone, że mogły się one wydawać wręcz magicznymi dla filozofów Starożytności i Średniowiecza tym bardziej, że przyczyną obserwowanych makroskopowo reakcji chemicznych są procesy zachodzące w skali nano, do wyjaśnienia których konieczna jest mechanika kwantowa.
    Począwszy od powstania teorii atomistycznej Daltona, naukowcy osiągali coraz większe sukcesy w wyjaśnianiu początkowo tajemniczych przemian chemicznych na gruncie racjonalnym. Jakkolwiek obecnie wiadomo, że równanie Schrödingera najprawdopodobniej opisuje zachowanie układów molekularnych a aparat mechaniki statystycznej umożliwia powiązanie właściwości pojedynczych cząsteczek lub układów złożonych z niewielkiej ich liczby z właściwościami układów makroskopowych, rozwijanie modeli o różnym stopniu skomplikowania oraz metod obliczeniowych jest konieczne aby badać zachowanie układów złożonych z wielu molekuł takich, jak np. ogniwa paliwowe czy chloroplasty. Te modele i techniki obliczeniowe były i są rozwijane przez trzech laureatów ostatniej nagrody Nobla w dziedzinie chemii: Martina Karplusa, Michaela Levitta oraz Arieha Warshela, przyznanej im. "za prace nad modelami wieloskalowymi do badania złożonych układów chemicznych". Jest to pierwsza Nagroda Nobla kiedykolwiek przyznana za osiągnięcia naukowe wyłącznie w chemii teoretycznej, co czyni ją historyczną ponieważ chemia jest postrzegana jako nauka, którą uprawia się wyłącznie w laboratorium mokrym.
    W niniejszym wystąpieniu zostanie przedstawione podejście wieloskalowe stworzone przez Laureatów oraz innych naukowców pracujących w tej dziedzinie, jego składowe (mechanika i dynamika molekularna w reprezentacji pełnoatomowej, dynamika klasyczno-kwantowa, modelowanie gruboziarniste układów molekularnych) oraz jego zastosowania do badań reakcji chemicznych i biochemicznych, fałdowania i dynamiki białek i kwasów nukleinowych oraz wpływu środowiska na te procesy. Zostanie również pokazane ogromne znaczenie tych badań w naukach o materiałach i naukach o życiu, technologii i medycynie.

  • 21 stycznie 2014

    prof. dr hab. Marek Godlewski
    Instytut Fizyki PAN

    Jan Czochralski - ojciec dzisiejszej elektroniki

    Uchwałą z dnia 7 grudnia 2012 Sejm Rzeczypospolitej Polskiej ogłosił rok 2013 rokiem Jana Czochralskiego. W referacie omówię wkład tego polskiego uczonego w rozwój światowej nauki oraz techniki. Bez jego wynalazku trudno byłoby rozwinąć przemysł elektroniczny. Metoda opracowana przez prof. Jana Czochralskiego (nazywana metodą Czochralskiego) uływana jest do produkcji wysokiej jakości monokryształów krzemu wykorzystywanych przy produkcji elementów elektronicznych.

    W referacie omówię także krótko historię życia Jana Czochralskiego, w szczególności jego losy powojenne.

  • 17 grudnia 2013

    dr Piotr Sułkowski
    Instytut Fizyki Teoretycznej UW

    Knots, strings and quantum fields

    Matematyka bywa określana jako język fizyki. Fizyka natomiast często jest źródłem inspiracji dla matematyki, a wnioski wypływające z fizycznych argumentów nieraz prowadzą do fascynujących związków między z pozoru od siebie niezależnymi działami matematyki. W ostatnich dwóch dekadach byliśmy świadkami niezwykłej serii tego typu odkryć, będących konsekwencją badań nad ściśle rozwiązywalnymi kwantowymi teoriami pola oraz teoriami strun. Podczas wykładu przedstawione zostaną najważniejsze tego typu zależności pomiędzy teorią pola i teorią strun, a działem matematyki zwanym teorią węzłów. Zwięźle podsumowane zostaną zarówno wcześniej znane związki teorii węzłów z fizyką, jak też obecny stan badań na styku tych dwóch dziedzin.

  • 19 listopada 2013

    Prof. Yossi Paltiel
    Department of Applied Physics, The Hebrew University of Jerusalem, Izrael

    Quantum nano-devices at room temperatures

    A century ago Quantum mechanics created a conceptual revolution whose fruits are now seen in almost any aspect of our day-to-day life. Lasers, transistors and other solid state and optical devices represent the core technology of current computers, memory devices and communication systems. However, all these examples do not exploit fully the quantum revolution as they do not take advantage of the coherent wave-like properties of the quantum wave function.
    The traditional paradigm for quantum information processing relies on arrays of pure, isolated qubits and their coherent interactions to manipulate quantum superpositions and entangled qubit states. This approach has so far proved to be very difficult to realize. This is because of the detrimental effects of environmental noise, which destroys quantum resources like superpositions and entanglement. However, recently the role of noise as a potential enhancer, rather than destroyer, of quantum information processing, is being reconsidered in various scenarios, ranging from quantum simulations and complexity theory to the emerging field of quantum biology. We are developing a novel nano tool box with controls coupling between the quantum states and the environment. This tool box which combines nano particles with organic molecules enables the integration of quantum properties with the classical existing devices at ambient temperatures.
    In the talk I will present our the nano tool box and show studies of charge transfer, spin transfer and energy transfer in the hybrid layers as well as collective transfer phenomena. These enable the realization of room temperature operating quantum electro optical devices. For example I will present in details, our recent development of a new type of chiral molecules based magnetless universal memory exploiting selective spin transfer.

  • 22 października 2013

    prof. dr hab. Marek Trippenbach
    Wydział Fizyki UW

    Fizyka zimnych atomów - w poszukiwaniu korelacji kwantowych

    Na wykładzie przedstawię posumowanie stanu naszych badań w zakresie teorii ultra-zimnych atomów - kondensatów Bosego Einsteina.
    Zderzenia między atomami w kondensatach Bosego-Einsteina są źródłem wielu ciekawych efektów, do których opisu stosuje się wyłącznie język mechaniki kwantowej. Na przykład, rozkład gęstości w pojedynczej realizacji zderzenia dwu kondensatów, może znacząco się różnić od średniej kwantowej - rozbieżność między średnią a pojedynczym dobrze kontrolowanym eksperymentem jest nieobecna w świecie klasycznym. Atomy powstałe na skutek zderzeń są silnie skorelowane. Korelacje takie często są na tyle mocne, że nie opisuje ich język fizyki klasycznej - mówimy wtedy o efekcie splątania. Na skutek zderzenia, tworzone są pary atomów o przeciwnych prędkościach. To zjawisko, analogiczne do parametrycznego podziału częstosci w optyce kwantowej, prowadzi do ściskania stanu końcowego rozproszonych atomów. Współpracując z kilkoma grupami doświadczalnymi (prof. Chris Westbrook, Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique, Paryż, Jorg Schiedmayer, Atominstitut - Institute of Atomic and Subatomic Physics, Wiedeń, Ken Baldwin, Australian National University, Canberra) próbujemy zaplanować eksperyment, w którym uda się wyprodukować wieloatomowy stan splątany. Taki stan może znaleźć zastosowanie w super precyzyjnych pomiarach interferometrycznych.

  • 24 września 2013

    Prof. Michal Zochowski
    Department of Physics and Biophysics Program, University of Michigan, Ann Arbor

    Dynamiczne własności sieci a przetwarzanie informacji w mózgu

    Fizyka sieci jest obecnie jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin fizyki, stanowi też podstawę do wyjaśnienia wielu zjawisk z zakresu nauk przyrodniczych i społecznych. Mózg, czy bardziej ogólnie, układ nerwowy jest jednym z przykładów układu biologicznego, w którego funkcjonowaniu dynamika sieci pełni zasadniczą rolę. Badania prowadzone w moim laboratorium koncentrują się na zrozumieniu tego, jak uniwersalne właściwości sieci przekładają się na wyższe procesy kognitywne i ogólne funkcjonowanie mózgu. W swoim wystąpieniu przedstawię kilka przykładów wpływu dynamiki sieci na procesy kognitywne, jak również postaram się pokazać jaką rolę może mieć fizyka w wyjaśnianiu pracy mózgu i jego patologii.

  • 18 czerwca 2013

    prof. nzw. dr hab. Lech Baczewski
    Instytut Fizyki PAN

    Konfiguracja spinowa i efekty powierzchniowe w magnetycznych cienkich warstwach metalicznych

    Lokalne oddziaływania na międzywierzchniach pomiędzy dwoma różnymi materiałami w nanostrukturach metalicznych mają istotny wpływ na właściwości całego układu ze względu na efekty spinowe, ładunkowe, naprężenia wywołane niedopasowaniem sieci krystalicznej. Obecnie dostępne nowoczesne metody wzrostu nanostruktur w ultra wysokiej próżni np. epitaksja z wiązek molekularnych MBE, pozwalają na projektowanie magnetycznych układów cienkowarstwowych o żądanych właściwościach takich jak namagnesowanie, koercja, anizotropia czy parametry wymiany. Przedstawione zostaną wyniki badań efektów powierzchniowych w metalicznych strukturach cienkowarstwowych magnetyczny metal przejściowy 3d/ niemagnetyczny metal przejściowy 4d na przykładzie modelowego układu Co/Mo. W celu zbadania konfiguracji spinowej w molibdenie w pobliżu międzywierzchni z kobaltem wytworzono metodą MBE szereg próbek o zmiennej grubości Mo. Struktura magnetyczna Co i Mo była badana przy zastosowaniu reflektometrii spolaryzowanych neutronów (PNR) oraz magnetometrii typu SQUID. Przedstawione zostaną podstawy fizyczne metody PNR oraz procedury symulacji uzyskanych widm. Zaprezentowany także będzie przegląd wyników neutronowych w innych warstwowych układach metalicznych, zwłaszcza w takich, gdzie metalem magnetycznym jest ziemia rzadka.

  • 21 maja 2013

    dr inż. Włodzimierz Strupiński
    Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, Warszawa

    Wzrost grafenu metodą sublimacji i CVD

    Grafen to pierwszy otrzymany kryształ dwu-wymiarowy (2D) wykazujący wiele bardzo interesujących własności materiałowych, wysoką mechaniczną wytrzymałość, sztywność, elastyczność, doskonałe przewodnictwo elektryczne i cieplne. Te bardzo atrakcyjne parametry zachęcają do intensywnych prac nad zastosowaniami grafenu w nowych przyrządach i materiałach kompozytowych, gdzie mógłby zastąpić tradycyjne materiały. Poza tym, ten sam materiał wykazujący cały szereg ekstremalnych właściwosci, umożliwia opracowanie zupełnie nowych technologii takich jak elastyczna elektronika, przezroczyste powłoki ochronne czy warstwy barierowe. Jednakże, podstawowym czynnikiem decydującym o rozwoju grafenowych produktów jest dostęp do odpowiednio wysokiej jakości warstw grafenowych.
    Na seminarium przedstawione zostaną metody wytwarzania grafenu w postaci warstw na węgliku krzemu i podłożach metalicznych metodami chemicznego osadzania z fazy gazowej oraz metodą sublimacji krzemu. Przedyskutowany zostanie mechanizm wzrostu grafenu i problemy towarzyszące technologii. Omówiona także będzie technika interkalacji grafenu, rola reagentów gazowych i wpływ paramerów podłoża. Szczególna uwaga będzie poświęcona metodologii charakteryzacji grafenu wytwarzanego w ITME, STM, AFM, LEEM, ARPES, micro-Raman, Hall i inne.

  • 16 kwietnia 2013

    prof. dr hab. Zbigniew Kisiel
    Instytut Fizyki PAN

    Spektroskopia rotacyjna i struktury najbardziej stabilnych izomerów klasterów wody, (H2O)n , n=6 - 10

    Bieżąca rewolucja w metodach szerokopasmowej spektroskopii rotacyjnej otworzyla dostęp do takich nowych pól badań jak zastosowania astrofizyczne zakresu THz (n.p. radioteleskop ALMA) czy badania ekspansji naddźwiękowej wcześniej niedostępnych eksperymentalnie klasterów molekularnych. Postęp na tym drugim polu został umożliwiony poprzez opracowanie w laboratorium prof. Pate'a na University of Virginia nowatorskiego fourierowskiego spektrometru mikrofalowego wykorzystującego impulsy świergoczące. Bezprecedensowy szerokopasmowy dostęp, czułość i dynamika rejestracji widma umożliwiły, po raz pierwszy, obserwację widm rotacyjnych wielu różnych klasterów wody, zaczynając od trzech izomerów heksameru wody (H2O)6, a bieżąco do (H2O)15. Badania przy pomocy podstawienia izotopowego umożliwiły wyznaczenie trówymiarowych struktur sieci tlenowej w tych klasterach na poziomie precyzji 0.01Å. Takie wyniki były dotychczas uznawane za znajdujące się poza zasięgiem eksperymentu, a ich połączenie z obliczeniami ab initio pozwoliło na uzyskanie unikalnego nanoskalowego wglądu w sieć wiązań wodorowych wody. Wykład omówi podstawy metody eksperymentalnej i dotychczasowe wyniki dotyczące wybranych klasterów wody, opublikowane po raz pierwszy w Science 336, 897 (2012).

  • 26 marca 2013

    Prof. Grzegorz Jung
    Wydział Fizyki, Uniwersytetu Ben-Guriona, Beersheba, Izrael

    Szumy przepływu wirów w nadprzewodnikach

    Zjawisko szumów przepływu strumienia (flux flow noise), które było pierwszym eksperymentalnym dowodem na istnienie wirów Abrikosowa w nadprzewodnikach II-rodzaju, jest znane i intensywnie badane od prawie 50 lat. Jednakże opis zjawiska przy pomocy konwencjonalnych modeli, wiążących szum strumienia z fluktuacjami gęstości lub szybkości przepływu wirów, silnie rozmija się z rzeczywistością oglądaną w eksperymentach i to pomimo wielu poprawek i udoskonaleń wprowadzanych na przestrzeni lat do modeli teoretycznych. W wykładzie, po omówieniu samego zjawiska dysypacyjnego przepływu wirów i związanych z nim szumów napięcia, przedstawione zostanie nowy alternatywny mechanizm szumów oparty na dynamicznym współistnieniu różnych faz w materii wirowej. W szczególności pokazane zostanie iż zaproponowany mechanizm dobrze opisuje nadmiarowe szumy przepływu strumienia, szczególnie silnie przejawiające się w nadprzewodnikach wysokotemperaturowych i nie poddające się; opisowi w żadnym z istniejących modeli.

  • 26 lutego 2013

    Prof. Mark O. Robbins
    Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University, USA

    Friction: A surprisingly slippery subject

    Friction affects many aspects of everyday life and has played a central role in technology dating from the creation of fire by rubbing sticks together to current efforts to make nanodevices with moving parts. The friction "laws" we teach today date from empirical relationships observed by da Vinci and Amontons centuries ago. However, understanding the microscopic origins of these laws remains a challenge. Friction is a complex multiscale phenomenon that depends on both atomic interactions in contacts, and the macroscopic elastic and plastic deformation that determine the morphology and stress distribution within these contacts. Recent experiments and simulations have provided new information about friction at the atomic scale. The results are often counterintuitive, with solids sliding more easily than fluids and fluids resisting shear like solids. The talk will discuss the origins of friction, starting with how roughness affects the area where two surfaces actually touch, then addressing what contact means at the atomic scale and finally considering how surfaces can lock together in regions of contact to produce the macroscopic friction laws we teach.

  • 29 stycznia 2013

    Prof. Olle Inganäs
    Center of Organic Electronics (COE), Linköpings Universitet, Linköping, Sweden

    Biopolymers and electronic polymers integrated: from wire transistors to white light sources, plastic solar cells and charge storage in biopolymers

    The realm of biological polymers contribute the largest amount of polymers on earth, with a dominant contribution in plants. Information storage and functions are expressed in DNA, RNA and proteins; all assembled with the help of solar energy through photosynthesis, delivering structural polymers such as cellulose and lignin, and feeding all forms of life. Our ambition to combine biopolymers with conjugated polymers/molecules from organic electronics, at the molecular and at the materials level, has led to new means for detection of misfolded proteins and DNA hybridization, and to electronic devices incorporating protein or DNA templates, including white light sources and electrochemical wire transistors.
    with the 10 % power conversion efficiency now attained with organic photovoltaics, and coming developments of low cost printed photovoltaics, a low cost renewable solar photovoltaic economy is possible. The next problem to solve is that of storing electrical energy over days and weeks. A novel combination of electroactive biopolymers and conjugated polymers may offer new means of storage.

  • 8 stycznia 2013

    dr hab. Konrad Banaszek, prof. UW
    Instytut Fizyki Teoretycznej UW

    Nobel z fizyki 2012: Małe jest intrygujące!

    Nagrodę Nobla z fizyki w 2012 r. otrzymali wspólnie Serge Haroche oraz David J. Wineland. Rozwinęli oni techniki doświadczalne, które umożliwiły kontrolowanie i detekcję pojedynczych układów kwantowych, takich jak fotony we wnękach rezonansowych oraz jony w pułapkach. Pozwoliło to na wykonanie szeregu pięknych eksperymentów, które od narodzin mechaniki kwantowej pozostawały w sferze myślowej, a które w dobitny sposób unaoczniają kwantowość mikroświata i wynikające stąd intrygujące zjawiska.

  • 18 grudnia 2012

    prof. dr hab. Andrzej Wróbel
    Pracownia Układu Wzrokowego, Zakładu Neurofizjologii, Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w Warszawie

    Mózg a świadomość

    Podstawowym zadaniem ludzkiego mózgu jest zapewnienie przeżycia organizmu, a nie dokładne odwzorowanie świata zewnętrznego. Dla człowieka wężowaty kształt (oznaczający zagrożenie) powoduje przede wszystkim reakcję ucieczki, a kolor dojrzałego owocu (oznaczający pokarm) - reakcję zbliżenia. Dopiero w dalszej kolejności następuje dokładne rozpoznanie tych bodźców i, w miarę potrzeby, analiza znaczenia bardziej skomplikowanego obrazu, np. węża podającego jabłko.
    Percepcje wytwarzane w trakcie analizy bodźców wzrokowych zależą od genetycznie uwarunkowanych połączeń między komórkami mózgu, oraz ich modyfikacji powstałych w trakcie doświadczenia wzrokowego. Zasadniczą część odbieranej informacji zmysłowej sieć neuronalna mózgu wykorzystuje w procesach automatycznych (rozpoznanie widzianych wcześniej obiektów itp.) lub całkowicie pomija w procesie szybkiej selekcji (głównie w wyniku wewnętrznych mechanizmów hamowania). Z tego powodu nasze percepcje reprezentują subiektywną pochodną rzeczywistości uwarunkowaną potrzebą przeżycia a nie "prawdziwym" obrazem otoczenia.
    Podczas wykładu przedstawię podstawowe fakty z fizjologii układu wzrokowego w świetle nowych hipotez świadomej percepcji starając się odpowiedzieć na pytania, do jakiego stopnia doznania wzrokowe odwzorowują rzeczywisty obraz zewnętrznego środowiska i czym może być świadome doznanie wzrokowe.

  • 20 listopada 2012

    prof. dr hab. Arkadiusz Wójs
    Instytut Fizyki Politechniki Wrocławskiej

    Ciecze kwantowe - opis w ramach teorii złożonych fermionów

    Ciecze kwantowe - egzotyczna faza materii której odkrycie przyniosło R. B. Laughlinowi, H. L. Stör­merowi i D. C. Tsui nagrodę Nobla z fizyki w 1998r. - powstają w układach elektronów ściśniętych w cienkiej (kwazi-dwuwymiarowej) warstwie pod działaniem silnego poprzecznego pola magnetycznego. Obok innych fascynujących własności różne ciecze mogą posiadać wzbudzenia kwazicząstkowe obdarzone ułamkowym ładunkiem elektrycznym oraz enionową (czyli ani fermionową, ani bozonową) a nawet nieprzemienną statystyką warkoczową. Ich sławnym przejawem jest ułamkowy kwantowy efekt Halla - niezwykle dokładna kwantyzacja oporności hallowskiej i jednoczesne znikanie magneto­oporu podłużnego, występujące przy szczególnych kombinacjach koncentracji elektronów oraz pola magnetycznego (odpowiadających prostym ułamkowym zapełnieniom poziomów Landaua).

    Zrozumienie cieczy kwantowych oraz ułamkowego efektu Halla opiera się na oryginalnej koncepcji "złożonego fermionu", definiowanego (w pewnym sensie) jako topologiczny stan związany ładunku elektrycznego i strumienia magnetycznego. W skrócie, oddziałujące elektrony poruszające się w silnym polu magnetycznym wiążą część strumienia przekształcając się w ten sposób do złożonych fermionów w efektywnie osłabionym polu magnetycznym, których wzajemne oddziaływania są często zaniedbywalne. Teoria złożonych fermionów J. K. Jaina (nagroda Buckleya w 2002r.) pozwala na liczne przewidywania sprawdzalne doświadczalnie i podaje jawną postać wielociałowych funkcji falowych, które można testować numerycznie. Teoria jest dobrze ugruntowana i zaakceptowana dla cieczy i własności opisywanych przez swobodne złożone fermiony (np. tzw. hierarchia Jaina stanów ułamkowego kwantowego efektu Halla i ich wzbudzeń) oraz wciąż rozwijana w nowych kierunkach, w odniesieniu do tzw. nieabelowych cieczy kwantowych, obiecujących w kontekście realizacji topologicznego komputera kwantowego.

    Niniejszy wykład przypomni temat i pojęcia elektronowych cieczy kwantowych, kwantowego efektu Halla, złożonych fermionów, statystyki warkoczowej oraz topologicznego komputera kwantowego, a także będzie stanowić przegląd niedawnych (po części własnych) osiągnięć w opisie za pomocą złożonych fermionów nieabelowych cieczy kwantowych, które w ostatnich latach przyciągnęły uwagę szerszego grona fizyków. W szczególności, zostanie przedstawiony obraz złożonych fermionów o różnych "smakach", który wydaje się obiecujący do opisu złożonych fermionów z oddziaływaniem parującym/klasterującym, adekwatnych dla dwóch obserwowanych doświadczalnie stanów hipotetycznie nieabelowych (stany ułamkowego efektu Halla typu "pfaffian" Moore'a-Reada oraz "parafermion" Reada-Rezayi).

  • 30 października 2012

    prof. nzw. dr hab. Ryszard Buczko
    Instytut Fizyki PAN

    Krystaliczny izolator topologiczny

    Podczas konwersatorium omówię teoretyczne przewidywania własności elektronów Diraca na powierzchniach i międzypowierzchniach w krystalicznych izolatorach topologicznych na bazie materiałów IV-VI. Opiszę także eksperymenty potwierdzające istnienie stanów krystalicznego izolatora topologicznego w kryształach mieszanych PbSnSe.
    Odkrycie izolatorów topologicznych jest jednym z najważniejszych osiągnięć ostatnich lat w fizyce ciała stałego. W tych nowych materiałach kwantowych symetria odwrócenia czasu i silne efekty relatywistyczne (spin-orbitalne) wymagają by obok stanów objętościowych izolatora, na jego powierzchni istniały także metaliczne heliakalne stany elektronów Diraca. Te stany powierzchniowe zakodowane są w nietrywialnej topologii funkcji falowych elektronów walencyjnych i nie mogą zostać zniszczone przez niemagnetyczny nieporządek. Ostatnio pokazano teoretycznie możliwość istnienia nowej klasy topologicznych izolatorów, nazwanych krystalicznymi, w których symetria krystaliczna zastępuje symetrię odwrócenia czasu w topologicznej ochronie stanów powierzchniowych. Zaprezentuję wyniki eksperymentów pokazujące, że wąskoprzerwowy półprzewodnik Pb1-xSnxSe jest krystalicznym izolatorem topologicznym. Zależna od temperatury kątowo-rozdzielcza spektroskopia fotoemisyjna pokazuje, że w materiale tym, dla x=0.23, zachodzi topologiczna przemiana fazowa, z normalnego izolatora do KIT w temperaturze Tc < 100K.

  • 18 września 2012

    Prof. Wolfgang Domcke
    Department of Chemistry, Technische Universität München

    Conical Intersections and their Role for the Photostability of the Building Blocks of Life

    High stability with respect to photochemical destruction by ultraviolet light is a decisive property of biological molecules. Recent excited-state electronic-structure calculations and time-dependent quantum wave-packet calculations of the nuclear motion have revealed the role of conical intersections of electronic potential-energy surfaces for the highly efficient excited-state deactivation in biological molecules such as DNA bases, DNA base pairs, aromatic amino acids and peptides. The twisting of CC double bonds or CN bonds in 1ππ* excited states has been identified as a generic mechanism for ultrafast radiationless decay in heteroaromatic molecules. In addition, extensive experimental and computational studies have provided clear evidence of the role of optically dark and dissociative 1πσ* states in the excited-state deactivation of aromatic chromophores with acidic groups (OH, NH, or NH2). Our ab initio computational results indicate that specific electron-driven proton-transfer processes in hydrogen-bonded supramolecular systems also play a universal role in the photochemistry of biopolymers (DNA and proteins). It is suggested that these processes are the origin of the exceptional photostability of these compounds which has lead to their selection at the beginning of the biological evolution.

  • 22 maja 2012

    prof. dr hab. Barbara Wosiek
    Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk, Kraków

    Pierwsze dwa lata LHC

    Wielki Zderzacz Hadronów (Large Hadron Collider - LHC) w CERN otwiera możliwości dokonania znacznego postępu w zrozumieniu natury otaczającego nas wszechświata. Energia przyśpieszanych wiązek i świetlność akceleratora zostały tak zaprojektowane, aby badać zjawiska fizyczne zachodzące przy energiach rzędu teraelektronowoltów (TeV). Główny cel badań prowadzonych przy LHC to poznanie procesu łamania elekrosłabej symetrii, opisywanego przez mechanizm Higgsa. LHC stwarza również obiecujące perspektywy dokonania odkryć prowadzących do sformułowania teorii unifikującej oddziaływania występujące w przyrodzie.
    Ostatnie dwa lata to okres sukcesów LHC. Eksperymenty ATLAS, CMS, ALICE i LHCb przedstawiły bogate spektrum wyników doświadczalnych, dotyczących zarówno weryfikacji Standardowego Modelu (SM) jak i poszukiwania zjawisk wykraczających poza SM. Rozpoczęto intensywne poszukiwania bozonu Higgsa, i przedstawiono znaczące ograniczenia na jego produkcję. Co wiecej, uzyskano także szereg ograniczeń na występowanie zjawisk wykraczających poza SM, takich jak supersymetria, nowe masywne cząstki, złożona struktura kwarków i inne. W referacie zostaną przedstawione najciekawsze rezultaty oraz perspektywy przyszłych badań.

  • 24 kwietnia 2012

    Prof. Paweł Artymowicz
    Physical Sciences, University of Toronto

    Teorie powstawania pozasłonecznych układów planetarnych

    More than a thousand candidate exoplanetary systems have recently been discovered. I give a brief introduction to the diversity see among these systems and how we think it follows from their modes of origin, highlighting the role of protoplanetary disks and disk-planet coupling that leads to planet migration in the first few million years after the formation of the central star.
    The gas-and-dust disks evolve and gradually disappear in time, however even systems so old as the solar system feature observable disks of interplanetary dust, while the young ones such as Beta Pictoris, Fomalhaut and HR8799 have much more prominent and dusty disks. I present the new theory of how radiation pressure from the central star helps to determine the observed, intricate disk morphology, which has been observed in the well resolved imaging of such objects. Growing modes and instabilities concentrated at the inner edge of the disk break the initial axial symmetry and introduce spiral and vortical structure present in a wide class of optically thick astrophysical disks, including disks other than the forming planetary systems.

  • 20 marca 2012

    prof. dr hab. Andrzej Kozłowski
    Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

    Przemiana fazowa Verwey'a w magnetycie Fe3O4

    Magnetyt jest obecny w naszym życiu dosłownie i w przenośni. Pomaga organizmom orientować się w przestrzeni, a organizmom wyższym, ludziom, poznać historie magnetyczną Ziemi i zapisać ją na nośnikach pamięci, często również zawierających magnetyt. Ta wielość "zastosowań" magnetytu jest konsekwencją bogactwa zjawisk, które ten materiał prezentuje. Jednym z tych zjawisk jest przemiana fazowa Verwey'a, gdzie wszystkie własności fizyczne mają spektakularne anomalie. Mimo 70 lat od jej poznania przemiana Verwey'a ciągle kryje tajemnice, w szczegolnosci tą, że może być to przemiana ciągła i nieciągła. Przemiana Verwey'a i poszukiwania przyczyn jej dwojakiego charakteru będzie podstawą mojego wystąpienia.

  • 28 lutego 2012

    Prof. Carl-Philipp Heisenberg
    Institute of Science and Technology, Klosterneuburg, Austria

    Mechanics of Cells and Tissues

    Tissue morphogenesis during embryonic development is brought about by mechanical forces which are generated by the specific biophysical and motility properties of its constituent cells. It has also been suggested that embryonic tissues behave like immiscible liquids with a given surface tension and that differences in surface tension between tissues determine their spatial configuration during embryogenesis. To understand how single cell biophysical and motility properties regulate tissue surface tension and how tissue surface tension controls tissue organization in development, we are studying the specific function of germ layer progenitor cell adhesion, cell cortex tension and motility in determining germ layer organization during zebrafish gastrulation. We found that the combinatorial activity of progenitor cell adhesion, cortex tension and motility determines germ layer tissue surface tension and that differences in germ layer tissue surface tension influence germ layer organization during gastrulation. We will discuss these findings in the light of different hypotheses explaining how single cell biophysical properties determine tissue morphogenesis in development.

  • 24 stycznia 2012

    prof. dr hab. Iwo Białynicki-Birula
    Centrum Fizyki Teoretycznej PAN w Warszawie

    Zasady nieoznaczoności dla fotonu

    Uncertainty relation for photons that overcomes the difficulties caused by the nonexistence of the photon position operator is derived in quantum electrodynamics. The photon energy density plays the role of the probability density in configuration space. It is shown that the measure of the spatial extension based on the energy distribution in space combined with a measure of the spread in the photon momentum leads to an inequality that is a natural counterpart of the standard Heisenberg relation. In contrast to the standard Heisenberg uncertainty relation the extension from one to three dimensions is nontrivial. The equation satisfied by the photon wave function in momentum space which saturates the uncertainty relations has the form of the Schroedinger equation in coordinate space in the presence of electric and magnetic charges.

  • 29 listopada 2011

    prof. nzw. dr hab. Ewa Łokas
    Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN

    Odległe supernowe: Nagroda Nobla 2011

  • 25 października 2011

    dr hab. Piotr Suffczyński, prof. UW
    Wydział Fizyki UW

    Epileptyczne przejścia fazowe

  • 31 maja 2011

    prof. dr hab. Karol Wysokiński
    Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie

    O nadprzewodnictwie niekonwencjonalnie - w stulecie odkrycia

  • 19 kwietnia 2011

    dr Łukasz Cywiński
    Instytut Fizyki PAN

    Topologiczne niespodzianki w strukturze pasmowej półprzewodników z wąską przerwą

  • 29 marca 2011

    mgr Mateusz Goryca
    Instytut Fizyki Doświadczalnej UW

    Spektroskopia kropek kwantowych CdTe z pojedynczymi atomami magnetycznymi

  • 25 stycznia 2011

    Prof. Dr. Vladimir Dyakonov
    Institute of Physics, University of Wurzburg and Bavarian Center for Applied Energy Research, Germany

    Optoelectronics and Photovoltaics based on Organic Semiconductors

  • 14 grudnia 2010

    dr hab. Andrzej Wysmołek
    Instytut Fizyki Doświadczalnej, Wydziału Fizyki UW

    Grafen - radość dla fizyków i nadzieja elektroniki?

  • 16 listopada 2010

    prof. dr hab. Piotr Bogusławski
    Instytut Fizyki PAN

    Kolektywna polaryzacja spinowa elektronów p, czyli o nowej klasie materiałów magnetycznych

  • 26 października 2010

    prof. dr hab. Bogdan Cichocki
    Instytutu Fizyki Teoretycznej, Wydziału Fizyki UW

    Dynamika Stokesa - wyzwanie dla fizyki statystycznej

  • 28 września 2010

    Prof. Jacek K. Furdyna
    University of Notre Dame

    Sprzężenie wymienne pomiędzy warstwami magnetycznymi w półprzewodnikach wielowarstwowych

  • 27 kwietnia 2010

    Jakub Sielewiesiuk
    AOMB Polska sp. z o. o.

    Patenty europejskie - czyli jak Europa chce dogonić USA i Japoni?

  • 30 marca 2010

    doc. dr hab. Krzysztof Rogacki
    Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN we Wrocławiu

    Nadprzewodnictwo w temperaturze pokojowej: mit czy realna perspektywa

  • 2 marca 2010

    prof. dr hab. Grzegorz Wrochna
    Instytut Problemów Jądrowych w Świerku

    POLFEL - polski laser na swobodnych elektronach

  • 26 stycznia 2010

    doc. dr hab. Wojciech Kwiatek
    Instytut Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie

    Obrazowanie układów złożonych metodami mikroskopowymi

Adres:     al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
Tel.:   (+48 22) 843 70 01 NIP:  525-000-92-75
Fax.:  (+48 22) 843 09 26 REGON:  000326061