Katedra jadrovej a subjadrovej fyziky jubiluje

Transcript

1 Katedra jadrovej a subjadrovej fyziky jubiluje V septembri 2014 Katedra jadrovej fyziky prekročila prah do druhej polovice storočia svojej existencie. Za toto obdobie prešla rôznymi zmenami, menila štruktúru, obsahové zameranie výučby a vo výskume sa preorientovala na elektronické experimenty na veľkých urýchľovačoch. Podobne aj subjadrová fyzika prešla veľké vzdialenosti v poznávaní štruktúry hmoty, kde sme sa posunuli od chápania atómu ako najmenšej nedeliteľnej čiastočky hmoty na úroveň kvarkov. Boli objavené nosiče slabých interakcií, intermediárne Z 0 a W +/- bozóny, a najväčší úspech, ktorý vzbudil veľkú pozornosť nielen fyzikov ale aj verejnosti, bolo pozorovanie Higssovej častice. História Katedry jadrovej fyziky sa začala písať 1. septembra Katedra vznikla na základoch Katedry fyziky, zapožičanej na dobu štyroch rokov z Vysokej školy technickej v Košiciach na novovzniknutú Prírodovedeckú fakultu Univerzity P. J. Šafárika, založenú Súčasťou Katedry fyziky bol aj rektorátny ústav - rádioizotopové stredisko, ktoré viedol doc. RNDr. J. Dubinský. Asistenti strediska boli Ing. M. Karabová a Ing. J. Karaba. Okrem pracovníkov rádioizotopového strediska na Katedru jadrovej fyziky pri jej vzniku prešli z Katedry fyziky Ing. S. Chalupka, z. doc. J. Tuček, Ing. A. Zentková a E. Síleš. V roku 1964 katedru posilnil ďalší absolvent FTJF ČVUT, Praha, Ing. O. Csala. Na katedre po jej založení pôsobilo osem pracovníkov s vysokoškolským vzdelaním a šesť technických a laborantských pracovníkov. Pôvodne Katedra jadrovej fyziky zostala v priestoroch materskej katedry na nám. Februárového víťazstva (dnes Park Angelinum). RNDr. Jozef Tuček, ktorý po dlhodobom pobyte v Spojenom ústave jadrových výskumov v Dubne od roku 1963 pôsobil na Prírodovedeckej fakulte, spolu s Ing. Mariannou Karabovou zriadili za účinnej pomoci SÚJV v Dubne, Fyzikálneho ústavu ČSAV a Fakulty technickej a jadrovej fyziky ČVUT v Prahe fotoemulzné laboratórium, v ktorom sa už v roku 1964 začali študovať hadrónovo-jadrové interakcie pomocou jadrových fotoemulzií. Do práce fotoemulznej skupiny sa zapojil RNDr. Emanuel Sileš, ktorý tu vypracoval svoju rigoróznu prácu. Úlohou novej katedry bola výchova jadrových fyzikov, budúcich vedeckých pracovníkov. Podieľala sa tiež na výchove stredoškolských učiteľov fyziky. Prvým vedúcim Katedry jadrovej fyziky bol prof. RNDr. Juraj Dubinský. Má veľké zásluhy na personálnom a materiálnom vybudovaní katedry. V januári 1969 sa prof. Dubinský stal riaditeľom novoutvoreného Ústavu experimentálnej fyziky SAV. Zabezpečil rozvoj fyziky vysokých energií rozšírením spolupráce so Spojeným ústavom jadrových výskumov v Dubne a rozvoj kozmickej fyziky zapojením Ústavu experimentálnej fyziky do programu Interkozmos. Úzka spolupráca Katedry jadrovej fyziky s Ústavom experimentálnej fyziky umožnila katedre podieľať sa na oboch programoch. Tým bola vytvorená široká vedecká základňa, ktorá umožnila rast pracovníkov oboch ustanovizní. Po ukončení adaptačných prác v budove bývalej strednej ekonomickej školy v roku 1966 sa katedra presťahovala do týchto priestorov na Moyzesovu ulicu. Jadrový výskum sa rýchle rozvíjal a v roku 1967 úspešne obhájili diplomové práce pod vedením doc. J. Tučeka v zameraní jadrová fyzika prví traja jadroví fyzici (Ladislav Šándor, Magdaléna Lojová-Tóthová, Viola Menyhértová-Vavrinčíková). V rokoch sa katedra rýchle rozrastala príchodom nových absolventov Prírodovedeckej fakulty UK v Bratislave (G. Martinská a P. Matula), absolventov Fakulty technickej a jadrovej fyziky ČVUT v Prahe (Ing. J. Michalčák, Ing. R. Mach, Ing. P. Grossman), prvých absolventov PF UPJŠ (L. Šándor, M. Lojová), pracovníka BÚ SAV v Košiciach (Ing. Š. Hudák) a Ing. J. Patočku, ktorý po ukončení pracovného pobytu v Spojenom ústave jadrových výskumov v Dubne nastúpil na Katedru jadrovej fyziky. Spolu s Dr. Martinskou a Ing. Michalčákom začali študovať interakcie častíc metódou bublinových komôr. Po vytvorení Katedry teoretickej fyziky 1. Septembra 1965 z katedry odišli pracovníci (Ing. S. Chalupka, Ing. A. Zentková, Ing. J. Karaba) a následne v r Doc. J. Tuček a Dr. M. Lojová-Tóthová. Po zriadení Výpočtového strediska UPJŠ v r z Katedry odchádza Ing.

2 Štefan Hudák, ktorý sa stáva riaditeľom výpočtového strediska a neskoršie v r Dr. V. Noviczký. K podstatným zmenám v zložení katedry dochádza v rokoch , kedy dochádza k veľkej výmene pracovníkov, prichádzajú noví pracovníci (Dr. V. Noviczký, Dr. M. Seman, Dr. O. Futó,...) a niektorí odchádzajú (Dr. P. Matula, Ing. R. Mach, Ing. P. Grossman,...). ˇ Po vzniku ÚEF SAV v r prešli na akadémiu v rokoch 1972 a 1976 dvaja pracovníci katedry (Dr. Seman,Dr. Šándor). V ďalších rokoch (r ), keď sú okrem absolventov jadrovej fyziky (Dr. A. Dirner, Dr. S. Vokál, Dr. J. Urbán) a inžinierskych pracovníkov (Ing. M. Javorek, Ing. V. Vojtko) na uvoľnené miesta prijímaní aj absolventi so zameraním na biofyziku (Dr. L. Andrej, Dr. P. Jasem, Dr. V. Lisý, Dr. P. Miškovský), sa začína kreovať skupina odborníkov orientovaná na biofyziku. Jadrovú fyziku bolo možné študovať na Katedre jadrovej fyziky v rámci odboru Fyzika, kde v 3. roč. štúdia bolo zameranie (špecializácia) Jadrová fyzika (alebo fyzika tuhých látok). Od roku 1978 bola katedra poverená aj výchovou odborníkov zameraných na biofyziku. Preto v roku 1979 bola katedra premenovaná na Katedru jadrovej fyziky a biofyziky a jej vedúcim sa stal prof. E. Síleš. V roku 1979 absolvovali túto špecializáciu prví traja fyzici, ktorí študovali podľa individuálnych študijných plánov. Prví šiesti študenti prijatí na riadne štúdium biofyziky v r ukončili štúdium v roku Od nasledujúceho roku sa prijímali študenti na tento odbor pravidelne, už od prvého ročníka. Vtedajšie výskumné úlohy v odbore biofyzika sa týkali hlavne štruktúry nukleových kyselín (stability a konformačných zmien biopolymérov pri interakcii s vybranými látkami). V roku 1982 sa katedra presťahovala do novostavby na Jesennú 5, kde sa začalo s budovaním biofyzikálnych laboratórií a počítačového laboratória. V nových priestoroch bolo zmodernizované praktikum elektroniky s využitím výpočtovej techniky. Po r Jadrovú fyziku bolo možné študovať iba podľa individuálneho študijného plánu v rámci odboru Biofyzika. V roku 1982 ukončili zameranie Jadrová fyzika poslední traja absolventi, ktorí študovali podľa individuálneho študijného plánu. Výchova študentov v tomto zameraní sa obnovila až v ak. r. 1990/91, v roku 1993 ukončili zameranie jadrová fyzika dvaja absolventi, ktorí študovali podľa individuálnych študijných plánov. Počnúc ak. r. 1991/1992 sa obnovila výučba v tomto zameraní podľa riadnych študijných plánov. Prvé kroky v oblasti výskumu fyziky vysokých energií boli vykonané pri štúdiu vysokoenergetických častíc kozmického žiarenia. Výskumy sa týkali protónovej zložky rozsiahlych spŕšok. Na Lomnickom štíte bola vtedy nainštalovaná emulzná komora, pomocou ktorej boli nájdené interakcie častíc s energiou väčšou ako ev. Ďalšie práce, vykonané emulznou metodikou, boli založené na spracovávaní jadrových emulzií exponovaných vo zväzku relativistických jadier s hybnosťou 4,1 až 4,5 GeV/c na nukleón, urýchlených na Synchrofázotrone v Laboratóriu vysokých energií SÚJV v Dubne. Prehliadanie fotoemulzií, geometrické a energetické merania prípadov jadrových interakcií a príprava DST sa realizovali na katedre vo fotoemulznom laboratóriu a neskôr sa tento proces zautomatizoval za zvýšeného použitia výpočtovej techniky. Paralelne s týmto výskumom sa rozvíjala metodika bublinových komôr v spolupráci s Ústavom experimentálnej fyziky SAV a SÚJV v Dubne. Boli skúmané interakcie záporných piónov s nukleónmi a jadrami uhlíka pri 5 GeV/c pomocou jednometrovej propánovej bublinovej komory, protónovo-antiprotónové zrážky pri vtedy najvyššej energii 22,4 GeV/c pomocou dvojmetrovej vodíkovej bublinovej komory ĽUDMILA v Serpuchove a interakcie ľahkých jadier d, 3 He, 4 He, 16 O s protónmi pri hybnosti 1,6 až 3,5 GeV/c na nukleón v jednometrovej vodíkovej bublinovej komore. Na analýzu informácie zo snímok z bublinových komôr bol v Oddelení fyziky vysokých energií ÚEF SAV v r vyvinutý a realizovaný automatizovaný systém riadený počítačom NOVA 820. Spracovanie snímok z bublinových komôr bolo ukončené v r Emulzná skupina bola medzitým prijatá do CERNovskej EMUO1 spolupráce (v r. 1991), kde boli študované jadrové interakcie najťažších jadier 197 Au a 208 Pb, pri energiách 11 a 200 AGeV. Ožiarenie detektora vysokoenergetickými primárnymi jadrami bolo pritom vykonané na urýchľovačoch AGS v BNL (USA) a SPS (CERN). Analýza interakcií pomocou fotojadrových emulzií pokračovala do r.2010 a bola zameraná na štúdium fragmentácie ľahkých jadier na Nuklotróne LVE v SÚJV

3 (projekt BECQUEREL). Ukončenie spracovania snímok z bublinových komôr si vyžiadalo prechod na elektronické experimenty. V roku 1991 sa začala prostredníctvom OFVE ÚEF SAV v Košiciach spolupráca s CERNom. Za týmto účelom bol v r.1993 presunutý pracovník katedry do Ústavu experimentálnej fyziky SAV na dobu určitú. Od r.1997 sa datuje spolupráca s Ústavom pre jadrový výskum Fz-Jülich, Nemecko, zameraná na štúdium produkcie mezónov v blízkosti prahu na urýchlovači COSY, ktorá trvala 10 rokov. Bol dosiahnutý celý rad významných výsledkov ako je narušenie nábojovej symetrie, zmiešávanie π 0 - η 0 mezónov atď. V roku 1998 sa Katedra jadrovej fyziky a biofyziky rozčlenila na dve samostatné katedry- Katedru jadrovej fyziky (vedúcou sa stáva prof. G. Martinská) a Katedru biofyziky. Po založení Ústavu fyzikálnych vied v roku 2002 Katedra jadrovej fyziky bola premenovaná na Katedru jadrovej a subjadrovej fyziky (vedúcim sa stáva Dr. A. Dirner). Od r je vedúcim katedry prof. S. Vokál. Výskum v súčasnosti je zameraný na spinovú fyziku v oblasti stredných energií (do 6 GeV) a na hľadanie exotických eta-mezónových jadier na urýchľovači NUKLOTRÓN Spojeného ústavu jadrových výskumov v Dubne (experimenty STRELA, DSS, ALPOM-2 a ETA-NUCLEI), na štúdium vlastností silne interagujúcej jadrovej hmoty za extrémnych podmienok (experimenty ALICE na LHC v CERNe a STAR na urýchľovači RHIC v BNL, USA), previerku Štandardného modelu (ŠM) a hľadanie prejavov fyziky za hranicami ŠM (experiment ATLAS) na urýchľovači LHC v CERNe v Ženeve. Katedra od svojho vzniku zabezpečuje výučbu predmetov Atómová a jadrová fyzika (v súčasnosti Všeobecná fyzika IV) a ďalších špecializovaných predmetov na učiteľských kombináciách s fyzikou a bola gestorskou katedrou zamerania Jadrová fyzika v rámci jednoodborového štúdia Fyziky. Od ak. r. 2004/2005 má akreditované štúdium na druhom i treťom stupni vzdelávania v odbore Jadrová a subjadrová fyzika a právo vykonávať habilitačné a inauguračné pokračovanie v tomto odbore. Katedra začínala s ôsmimi vysokoškolskými pracovníkmi a šiestimi technickými a laborantskými pracovníkmi. Počet pracovníkov katedry po jej založení postupne rástol čo úzko súviselo s rozvojom vedeckej práce na katedre, ktorá sa realizovala v úzkej spolupráci so Spojeným ústavom jadrových výskumov v Dubne. Začiatkom šk. roku 1977/78 na katedre už pôsobilo 20 pracovníkov, z toho 13 s vysokoškolským vzdelaním. V súvislosti s rozvojom nového smeru biofyzika sa postupne menilo zloženie pracovníkov katedry. V roku 2014 na katedre pôsobí osem pracovníkov s vysokoškolským vzdelaním, jedna pracovníčka so stredoškolským vzdelaním a jedna emeritná profesorka. Vývoj katedry je teda možné rozčleniť na tri obdobia, ktoré charakterizujú parametre pedagogické, výskumné a kádrové: Intenzívny rozvoj jadrovej fyziky na Katedre jadrovej fyziky v pedagogickej i vedecko-výskumnej činnosti, nadviazanie širokej medzinárodnej spolupráce a v pedagogickom procese gestorstvo zamerania Jadrová fyzika v rámci odboru Fyzika Rozvoj nového odboru biofyzika na Katedre jadrovej fyziky a jej premenovanie na Katedru jadrovej fyziky a biofyziky, koncom deväťdesiatich rokov obnovenie výučby v zameraní jadrová fyzika podľa individuálnych študijných plánov a následne podľa riadnych učebných plánov, rozšírenie medzinárodnej spolupráce vo vedecko-výskumnej činnosti (CERN, Ženeva, Ústav pre jadrový výskum Fz -Jülich, Nemecko) doteraz Akreditácia odboru Jadrová a subjadrová fyzika pre druhý a tretí stupeň vzdelávania, rozšírenie medzinárodnej spolupráce (v experimentoch na urýchľovači RHIC v BNL, USA). V náväznosti na výsledky vedecko-výskumnej činnosti získali pracovníci katedry ako spoluautori nasledovné ocenenia:

4 r Cena SAV za súbor prác O mnohonásobnej produkcii neutrálnych častíc a radiačných rozpadov rezonančných stavov v piónovo-protónových interakciách pri 5 GeV/c r Druhá cena Spojeného ústavu jadrových výskumov za cyklus prác Osobennosti centraľnych stolknovenij jader 12 C, 22 Ne i 24 Mg s tjaželymi jadrami r Druhá cena Spojeného ústavu jadrových výskumov za cyklus prác Investigation of the Lightes Nuclei Interaction with protons r Cena SAV za príspevok k pozorovaniu kvarkovo-gluónovej plazmy v experimentoch na urýchľovači SPS v CERNe V decembri 2014 sme si pripomenuli na slávnostnom seminári jubileum katedry ako aj nedožité sté výročie narodenia zakladateľa Katedry jadrovej fyziky prof. Dubinského. Alexander Dirner Jozef Urbán Gabriela Martinská Obr. 1 Profesor Juraj Dubinský spolu so zakladateľom jadrovej fyziky v Československu prof. V. Petržílkom, riaditeľom FzÚ ČSAV Dr. J. Sedlákom a riaditeľom ÚJF Řež u Prahy doc. J. Tučekom (zľava do prava) Obr. 2. Profesor Juraj Dubinský so svojimi spolupracovníkmi a hosťami zo SÚJV Dubna (zľava dr. R.M. Lebedev, prof. J. Dubinský, Dr. L. Šándor, prof. G. Martinská, prof. Yu. A. Budagov, dr. M. Seman) Obr. 3 Účastníci pracovnej porady EMU01 medzinárodnej kooperácie v Košiciach (dr. L. Just - prvý rad, druhý zľava, prof. S. Vokál - prvý rad, tretí zľava, doc. M. Tóthová - druhý rad, tretia zľava)

5