ΤΟΜΕΑΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΤΟΜΕΑ

Το πείραμα CAST (CERN Axion Solar Telescope) ερευνά την ύπαρξη ηλιακών αξιονίων (solar axions). Χρησιμοποιείται ένας υπεραγώγιμος μαγνήτης μήκους 10 μέτρων και μαγνητικού πεδίου 9 Tesla. Υπό την επίδραση του πεδίου τα ηλιακά αξιόνια μπορούν να μετατραπούν σε φωτόνια και να ανιχνευθούν από κατάλληλους ανιχνευτές. Το πείραμα CAST έχει ήδη βελτιώσει σχεδόν κατά μια τάξη μεγέθους τα πειραματικά όρια και έχει ξεπεράσει σε ακρίβεια τα όρια που προκύπτουν από αστροφυσικές παρατηρήσεις. Οι μετρήσεις του CAST θα συνεχιστούν μέχρι και το έτος 2010.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Η Θερμοφωταύγεια και η Οπτικώς Προτρεπόμενη Φωταύγεια είναι δύο βασικά φαινόμενα πού επιτρέπουν την μελέτη των ενεργειακών σταθμών μεγάλου χρόνου ημιζωής κρυσταλλικών υλικών. Περαιτέρω, βρίσκουν εκτεταμένες εφαρμογές στην Δοσιμετρία ιονιζουσών ακτινοβολιών και την Αρχαιομετρία σε χρονολογήσεις και ελέγχους αυθεντικότητας.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Μελέτη της Υπερσυμμετρίας και των συνεπειών της στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων, σε επίγεια πειράματα στους μεγάλους επιταχυντές και σε κοσμολογικές παρατηρήσεις.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Α. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΗ ΕΝΤΡΟΠΙΑ) ΣΕ ΚΒΑΝΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Εφαρμογές σε πυρήνες, ατομικά συσσωματώματα, άτομα και συσχετισμένα μποζόνια παγίδες. Μοντέλα απαραίτητα για τις προηγούμενες εφαρμογές (π.χ. πυρηνικά μοντέλα, Ατομικά μοντέλα κ.λ.π.). Σημαντικά αποτελέσματα μέχρι τώρα: Παγκόσμια σχέση για την πληροφοριακή εντροπία. Ποσοτικό μέτρο για την πολυπλοκότητα - οργάνωση των ατόμων.

Β. ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ Έρευνα για τις δυνατότητες υλοποίησης κβαντικών υπολογιστών.Θεωρία ελέγχου κβαντικών συστημάτων με σκοπό την εκτέλεση υπολογισμών με ταχύτητες ασύγκριτες σε σχέση με τους κλασικούς υπολογιστές.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Με βάση State of the Art πυρηνικά πρότυπα, γίνεται συστηματική μελέτη εξωτικών πυρήνων με σκοπό να δοθούν πειστικές απαντήσεις στα ερωτήματα: 1) Ποιά είναι τα όρια της ύπαρξης των πυρήνων; 2) Πού εντοπίζεται η γραμμή κόρου πρωτονίων/νετρονίων (proton/neutron drip line); 3) Πού τελειώνει ο πίνακας Mendeleyev; 4) Ποιά είναι η εξάρτηση της πυρηνικής δύναμης από τον λόγο πρωτονίων/νετρονίων; 5) Πώς μπορούν να ερμηνευτούν συλλογικά πυρηνικά φαινόμενα με βάση τη μονοσωματιδιακή κίνηση; 6) Μαζικότητα και εξωτικοί πυρήνες.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Η αλληλεπίδραση των κοσμικών σωματιδίων με την ατμόσφαιρα δίνει ένα πλήθος δευτερογενών σωματιδίων (μιόνια, γάμμα, νετρόνια, νετρίνα,...), τα οποία μπορούν να καταμετρηθούν από επίγειες διατάξεις ανιχνευτών στοιχειωδών σωματιδίων. Η αλληλεπίδραση των πολύ μεγάλης ενέργειας κοσμικών σωματιδίων με την ατμόσφαιρα, δίνει τους Εκτεταμένους Ατμοσφαιρικούς Καταιγισμούς σωματιδίων, η ανίχνευση των οποίων βρίσκεται στην αιχμή της έρευνας παγκοσμίως, με την εγκατάσταση μεγάλων δικτύων ανιχνευτών.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Η ομάδα Φυσικής Υψηλών Ενεργειών του ΑΠΘ στο Πείραμα ATLAS, στον Μεγάλο Συγκρουστήρα Αδρονίων (Large Hadron Collider -LHC) στο CERN έχει κατασκευάσει και ελέγξει μέρος του Φασματομέτρου Μιονίων του πειράματος. Η ομάδα έχει αναπτύξει την μεθοδολογία κατασκευής ανιχνευτών ιονιστικής ακτινοβολίας σε εργαστηριακές εγκαταστάσεις διεθνών προδιαγραφών και διαθέτει τις απαραίτητες πειραματικές διατάξεις και λογισμικό για τον έλεγχο λειτουργίας των ανιχνευτών με κοσμική ακτινοβολία. Επίσης ανάπτυξε πυλωτικό υπολογιστικό κόμβο τεχνολογίας GRID για την ανάλυση, διακίνηση και αποθήκευση δεδομένων. Σήμερα η ομάδα αναπτύσει μεθόδους ανάλυσης δεδομένων και το απαραίτητο λογισμικό για την μελέτη των αλληλεπιδράσεων των στοιχειωδών σωματιδίων στο Πείραμα ATLAS.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Αφορά τα πειράματα καύσης πυρηνικής καταλοίπων, όπως 237Np, 239Pu, 129I, 241Am, με διαφορετικές διατάξεις πηγών θρυμματισμού. Γίνονται επίσης μετρήσεις του φάσματος και της κατανομής των νετρονίων και πρωτονίων που παράγονται απο την εκάτοτε πηγή θρυμματισμού με σκοπό τον σχεδιασμό της πιο αποδοτικής διάταξης.Τα πειράματα πραγματοποιούνται στο εργαστήριο Υψηλών Ενερεγιών στην Dubna της Ρωσίας σε συνεργασία με ερευνητικές ομάδες από την Ευρώπη και την πρώην Σοβιετική Ένωση.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ
Παραγωγή δέσμης νετρονίων, χαμηλών και υψηλών ενεργειών, από επιταχυντή πρωτονίων. Μελέτη των ενεργών διατομών αντιδράσεων (n,γ), (n,α), (n,p) και (n, fission). Μέτρηση της δόσης από τα νετρόνια και την ακτινοβολία γ.
ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Οι εφαρμογές της Πυρηνικής Φυσικής στην Αστροφυσική και κυρίως στη μελέτη των υπερκαινοφανών αστέρων (supernova) και των αστέρων νετρονίων (neutron stars) είναι ιδιαίτερα εκτεταμένες και σημαντικές. Η βασική αιτία αυτού του ενδιαφέροντος είναι ότι υπάρχουν ακόμα ανοικτά προβλήματα που αφορούν τη μελέτη των παραπάνω αντικειμένων. Τα προβήματα αυτά αφορούν α) την κατασκευή της καταστατικής εξίσωσης της πυρηνικής ύλης σε πυκνότητες πολλαπλάσιες της πυκνότητας κορεσμού, β) τη μελέτη του φαινομένου των συσχετίσεων ζεύγους και κατά επέκταση τη μελέτη του φαινομένου της υπεραγωγιμότητας και της υπερρευστότητας στην πυρηνική ύλη και γ) στην ανάλυση της διαδικασίας διαφυγής των νετρίνων από τους υπερκαινοφανείς αστέρες και τους αστέρες νετρονίων.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Η μελέτη της δομής των πεπερασμένων πυρήνων αποτελεί θεμελιώδης δραστηριότητα της Θεωρητικής Πυρηνικής Φυσικής. Η θεωρία του μέσου πεδίου μπορεί να περιγράψει ικανοποιητικά την πυρηνική δομή αλλά το πείραμα έχει δείξει ότι θα πρέπει, για μια περισσότερη ρεαλιστική περιγραφή να ληφθούν, υπόψη και οι συσχετίσεις μικρής εμβέλειας (short range correlations) μεταξύ των νουκλεονίων του πυρήνα. Η μελέτη της επίδρασης των συσχετίσεων μικρής εμβέλειας μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας το μαθηματκό εργαλείο των πινάκων πυκνότητας ενός και δύο σωμάτων. Ο υπολογισμός των πινάκων πυκνότητας, χρησιμοποιώντας συσχετίσεις μικρής εμβέλειας, είναι αρκετά επίπονος και δύσκολος. Μπορούν όμως να υπολογιστούν με προσεγγιστικές μεθόδους και να οδηγήσουν στην καλύτερη δυνατή κατανόηση της πυρηνικής δομής. Η γνώση αυτών των πινάκων οδηγεί στον υπολογισμό των περισσοτέρων φυσικών μεγεθών του πυρήνα όπως η ενέργεια, οι κατανομές πυκνότητας και ορμής των νουκλεονίων, οι παράγοντες δομής, η τετραπολική ροπή κ.τ.λ.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Ραδιενέργεια περιβάλλοντος: Ατμόσφαιρα, Υδάτινο περιβάλλον, Χερσαίο περιβάλλον. Ραδόνιο: Εσωτερικών χώρων (Indoors), Εξωτερικών χώρων (Outdoors), Κατοικιών, Σπηλαίων. Πρόδρομο φαινόμενο στην πρόβλεψη σεισμών. Ραδιενεργά Αεροσώλς. Ραδιενέργεια από πυρηνικά ατυχήματα (Fallout): Περίπτωση ατυχήματος του Chernobyl. Ραδιενέργεια από την δράση της Κοσμικής Ακτινοβολίας: Βηρρύλιο-7. Ραδιενέργεια Καρστικών Συστημάτων και Θερμών Πηγών. Ραδιενέργεια από την δραστηριότητα Ατμοηλεκτρικών Σταθμών (ΑΗΣ), Βιομηχανία Επεξεργασίας Φωσφορικών, Βιομηχανία Οικοδομικών Υλικών. Ραδιο-οικολογία: Ραδιενέργεια Βιοδεικτών.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

Δραστηριότητες για την ανάπτυξη συστήματος PET. Μελέτη της εξαΰλωσης ποζιτρονίων στην ύλη. Ενεργειακή διαπλάτυνση Doppler της γραμμής των 511 keV (2-γ εξαΰλωση). Εξαΰλωση Ps με τρία φωτόνια. Χρόνος ζωής των ποζιτρονίων σε μέταλλα, άμορφα κράματα, πυρίτιο, υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας.

ΕΡΕΥΝΗΤΕΣ

© 2018 ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ, ΑΠΘ.