Nauki fizyczne

Synchronization is a ubiquitous phenomenon in nature where many entities interact with each other. It appears in the collective flashing lights of hundreds of fireflies, the singing between tree frogs, audience clapping, and even in the quantum world. In this lecture I will tell you how photons and electrons can behave like oscillating pendulums, and display synchronization even in the microscopic quantum world.

Polskie Towarzystwo Miłośników Astronomii oddział w Warszawie zorganizuje obserwację nieba przy użyciu własnych teleskopów. W razie niepogody uczestnicy wydarzenia wezmą  udział w wykładzie na temat astrofotografii oraz tajemnic układu słonecznego. Wykład będzie ilustrowany zdjęciami głębokiego nieba oraz planet wykonanych przez członków PTMA i prezentowanych we Fromborku w 2023 roku z okazji 550 rocznicy urodzin Mikołaja Kopernika. 

Pokazy, przygotowane przez studentów i studentki z Koła Naukowego „Nanorurki” pozwolą Wam zanurzyć się w świat doświadczeń naukowych, które na pierwszy rzut oka wyglądają jak… prawdziwa magia! W trakcie pokazów przekonacie się, że ciecz będzie Was słuchać i robić dokładnie to, co jej nakażecie (i to z precyzją godną szwajcarskiego chronometru! Będziecie będziecie mogli obejrzeć spektakularne doświadczenie reakcji redoks, zwane także „chemicznymi światłami drogowymi”. Wyjaśnimy Wam, na czym polegają reakcje redoks i jak zachodzą. Przywołamy także przykłady takich reakcji występujących w życiu codziennym (np. odrdzewianie łańcucha rowerowego przy pomocy napoju Coca-Cola). Zaprezentujemy także ferrofluid, czyli ciecz, która „słucha fizyków” i podąża za ruchem ich dłoni. Pokaz ten ma na celu ukazanie oddziaływania materii z polem magnetycznym. Spróbujemy też sprawdzić, czy banknoty (podobnie jak rękopisy) nie płoną! Bez obawy, banknoty Narodowego Banku Polskiego wyjdą z tego eksperymentu bez szwanku.

Pracownicy ŚLCJ oprowadzą Państwa po Laboratorium. Będzie można zobaczyć „serce” Laboratorium – czyli cyklotron, oraz usłyszeć o tym jak działa ten akcelerator. Zwiedzić będzie można też halę eksperymentów – czyli miejsce, do którego docierają wiązki ciężkich jonów przyspieszone w cyklotronie i gdzie wykorzystując różnego rodzaju układy detektorów prowadzi się badania z fizyki jądrowej (i nie tylko). Zwiedzanie laboratorium poprzedzone będzie pokazem filmu animowanego "Tajemniczy Świat Jąder Atomowych", który zabierze widza w podróż do mikroświata. Pokaże, jak odkryto istnienie jądra atomowego i jak badamy jego strukturę.

Obserwacje dzienne Słońca przez teleskop słoneczny. Przed Planetarium CNK na scenie do dyspozycji będą dwa teleskopy: słoneczny z filtrem H-alfa i drugi z filtrem w świetle widzialnym. Poszukamy plam słonecznych, zobaczymy protuberancje i uświadomimy zainteresowanych co mają wspólnego z zorzami polarnymi.

Możliwości uzależnione od pogody.

Ten supernowoczesny duży teleskop kosmiczny regularnie przynosi przełomowe wyniki naukowe, jak np. detekcja najodleglejszych galaktyk czy odkrycia planet w dyskach pyłowych wokół młodych gwiazd. Podczas wykładu opowiem o historii teleskopu Jamesa Webba i przedstawię najnowsze rezultaty nim uzyskane.

Pod nadzorem instruktorów z Polskiego Towarzystwa Miłośników Astronomii oddział w Warszawie uczestnicy warsztatów zbudują model rakiety wielokrotnego użytku, zaopatrzony w silnik. Minimalny wiek uczestników 7-8 lat. Budowa wymaga precyzji dlatego dla dzieci poniżej 12 lat wskazana jest pomoc rodziców w czasie trwania warsztatów.

Obecnie energia elektryczna wytwarzana przez ogniwa słoneczne pokrywa około 9% całkowitej produkcji energii elektrycznej w UE, co stanowi kluczowy wkład do procesu przejścia na energię odnawialną. Jednakże, aby sprostać przewidywanemu w przyszłości większemu popytowi na ogniwa słoneczne oraz agresywnej i dumpingowej polityce gospodarczej krajów spoza UE, wymagane jest ciągłe poszukiwanie innowacyjnych rozwiązań, których ostatecznym celem jest redukcja kosztów produkcji przy zachowaniu wysokiej efektywności. W wykładzie opowiemy o ograniczeniach obecnej generacji ogniw słonecznych oraz kierunkach ich rozwoju w przyszłości.

Skąd wiemy, że świat materialny jest zbudowany z atomów, a nie z czegoś ciągłego, co starożytni nazwali żywiołami? Wbrew nazwie, oznaczającej coś niepodzielnego, atomy są bardzo złożonymi tworami, które wciąż staramy się lepiej zrozumieć. Jest też we wszechświecie całkiem sporo obiektów, które nie są zbudowane z atomów. Naszymi opowieściami i pokazami spróbujemy nieco przybliżyć tę tematykę.

Oddziaływanie pola elektromagnetycznego, czyli fotonów, z atomami i cząsteczkami pozwala nam na uzyskanie różnych informacji o budowie materii – informacji, które trudno uzyskać innymi sposobami – pozwalając nam „zajrzeć” na przykład do wnętrza gwiazd czy reaktorów termojądrowych, a nawet badać strukturę jądra atomowego. Podczas wykładu zostaną przedstawione różne rodzaje spektroskopii – od wysokoenergetycznych spektroskopii gamma i rentgenowskiej po niskoenergetyczne spektroskopie IR i NMR – i ich zastosowania w fizyce, chemii i medycynie.

Na wykładzie zostaną omówione historyczne odkrycia naukowe, które pozwoliły zrozumieć nam jak zbudowana jest materia: od cząsteczek chemicznych zbudowanych z pojedynczych atomów, przez protony i neutrony tworzące jądra atomowe, aż po kwarki, czyli ich najmniejsze dzisiaj znane składniki.

I will start with the inception of Shor’s algorithm for prime factoring, which threatens the security of popular RSA encryption. RSA is used by banks, payment portals, etc to secure our transactions. Then, I will discuss two simple quantum cryptographic protocols, the famous BB84 and E91 protocols. I will also discuss some recent developments in quantum cryptography. If time permits, I will discuss the advancements on quantum internet modules developed between different cities across our globe and on space-based quantum communication.

W drugiej zasadzie dynamiki Newton stwierdził, że przyspieszenie jakie uzyskuje ciało jest rezultatem działania siły na to ciało. I tak jest w układach inercjalnych – których istnienie zapostulował Newton w swojej pierwszej zasadzie dynamiki. Jak na ciało nie działa w takim układzie żadna siła to ciało powinno pozostawać w spoczynku lub poruszać się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
Problem pojawia się w układach nieinercjalnych. Ich najprostsza definicja jest taka, że te układy poruszają się z własnym przyspieszeniem. Co wtedy? Wówczas ciała znajdujące się w takich układach ze względu na swoją bezwładność zaczynają się poruszać z przyspieszeniem (tak jakby działała na nie jakaś siła). Ale my nie jesteśmy stwierdzić źródła tej siły. Siła, która nas pcha do tyłu w przyspieszającym tramwaju albo wypycha na zewnątrz w czasie obrotu karuzeli nie jest żadną realną siłą tylko siłą pozorną wynikającą jedynie ze znajdowania się w układzie nieinercjalnym. Mało tego jak na zachowanie ciał spojrzymy z układu inercjalnego wszystko wydaje się być „normalne”. „Dziwność” zachowania się ciał wynika z różnej perspektywy, z której na nie patrzymy.
Wytłumaczę kiedy pojawiają się siły pozorne. Opowiem m.in. o sile Coriolisa (wahadle Foucaulta) i sile odśrodkowej. Przeanalizujemy ten sam ruch jednocześnie z punktu widzenia układu nieinercjalnego i inercjalnego. Zobaczymy, że siła grawitacji wydaje się nie być „normalną” siłą a jest podobna do sił pozornych. Na zakończenie zastanowimy się nad sztuczną grawitacją oraz metodami jej wytwarzania.

Omówimy zjawisko polaryzacji i jego wpływ na nasze życie, zademonstrujemy je też na przykładzie nadajnika i odbiornika mikrofal, między które będziemy wstawiać różne przedmioty.

Obserwacje wieczorne przez teleskop. Przez teleskop o średnicy 8 cali zobaczymy jak wyglądają pierścienie Saturna, a za pomocą teleskopu z wbudowaną kamerą będziemy robić astrofotografie z mgławicami i galaktykami – pod miejskim niebem też jest to możliwe.

Uzależnione od pogody.

Podczas pokazu zaprezentowane zostaną rezultaty projektu RAF - Analog Space Mission, czyli analogowej bazy kosmicznej na hałdach górniczych w Bytomiu. Projekt ten był pierwszą na świecie analogową misją kosmiczną zrealizowaną na hałdach. Podczas pokazu zaprezentowany będzie również model sondy InSight. Uczestnicy misji opowiedzą o jej przebiegu, będzie również możliwość zadania pytań na temat życia w bazie kosmicznej analogowym astronautom.

Detekcja promieniowania kosmicznego za pomocą aparatów fotograficznych znajdujących się w  telefonach komórkowych. Tak,to jest możliwe. Uczestnicy spotkania wysłuchają wykładu na temat historii odkrycia promieniowania kosmicznego oraz wyników dotychczasowych badań nad promieniowaniem kosmicznym. W drugiej części zapoznani zostaną z projektem naukowym "Credo Science" oraz "Credo Maze". Zademonstrowane zostaną mobilne detektory cząstek promieniowania kosmicznego.

"Credo science" jest projektem zainicjowanym w 2016 roku przez naukowców z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. Projekt "Credo Maze" jest rozwijany na Uniwersytecie Łódzkim.

Introduction to Symmetry: Explain natural symmetry (e.g., butterflies, snowflakes). Use mirrors and paper cut-outs to show symmetrical patterns. 
Symmetry in Everyday Objects: Show how objects like equilateral triangles, squares, and circles have rotational symmetries.
Group Operations: Introduce the concept of performing operations on objects, like rotating or flipping shapes.
Applications of Group Theory: Use puzzles and games, such as Rubik's Cube or tiling patterns, to show how group theory applies.
Interactive Activity: Have kids create and identify symmetrical patterns or explore symmetry using hands-on materials.

Podróż po Kosmosie w wirtualnej rzeczywistości. Za pomocą gogli VR uczestnicy będą mogli wejść do wnętrza Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS i odkryć nawet kilkadziesiąt miejsc, w których astronauci dokonują codziennych czynności bądź istotnych eksperymentów.

A scientific career is a project full of challenges, unexpected turns, and inspiring moments. Using the career paths of figures like Richard Feynman, Albert Einstein, and other prominent scholars as examples, we will examine how diverse experiences, life choices, and professional decisions can lead to a place in the pantheon of the greatest minds in history. During the presentation, we will discuss how different stages of a career—from the first educational steps, through years of work in less obvious roles, to achieving international recognition—can shape a unique path for a scientist. We will explore the traits and attitudes that help one endure difficulties, the decisions that can contribute to groundbreaking discoveries, and how historical and social influences shape the lives and successes of scientists. Join us in exploring how to embark on this winding journey to end up among the world's greatest minds.

Czy możemy wyobrazić sobie, że kwantowe ciecze światła i sztuczne neurony, pozornie oddzielone obszary fizyki, mogą kiedyś połączyć się i zmienić naszą zdolność do przetwarzania informacji? Przedstawię Wam fascynujący świat tych dwóch dziedzin i zastanowimy się nad ich potencjalnymi połączeniami oraz konsekwencjami dla przyszłych technologii.

Każdy zna cztery podstawowe stany materii: gaz, ciecz, ciało stałe, plazma. Niewielu jednak wie, że fundamentem wielu zjawisk na poziomie kwantowym jest stan znany jako kondensat Bosego-Einsteina. To stan, w którym cząstki o specyficznych cechach, zwane bozonami, stają się całkowicie nierozróżnialne i zachowują się jak makroskopowa fala materii. Przejście fazowe do tego stanu jest procesem nieliniowym. Dla pewnych typów bozonów, cząstek złożonych częściowo z materii i częściowo ze światła, tak zwanych ubranych fotonów, towarzyszy temu silna emisja światła przypominająca światło laserowe. Takie zjawiska mogą znaleźć zastosowanie w nieliniowym przetwarzaniu informacji.

Sztuczne sieci neuronowe symulują działanie ludzkiego mózgu. Ich zdolność do rozpoznawania wzorców jest wzmocniona dzięki zastosowaniu zjawisk nieliniowych. W tym wykładzie
zaproponujemy wykorzystanie kwantowych zjawisk, takich jak kondensat Bosego-Einsteina i zastanowimy się, jak te zaawansowane stany materii mogą przydać się w przetwarzaniu informacji.

Fizyka jądrowa, już od swoich początków w laboratoriach Marii Skłodowskiej-Curie, była interdyscyplinarną nauką, która miała ogromny wpływ na badania medyczne i praktykę kliniczną. Radioterapia jest obecnie stosowana w leczeniu raka od ponad 100 lat. Podczas wykładu zostaną zaprezentowane zmiany jakim uległo leczenie nowotworów i jakie są dalsze perspektywy skutecznej radioterapii.
Celem radioterapii jest skutecznie napromienić guz oszczędzając sąsiadujące z nim zdrowe tkanki. Spełnienie jednoczesne tych dwóch warunków- skuteczności i bezpieczeństwa nadal  stanowi wyzwanie techniczne, przed którym staje dziś fizyka jądrowa.
Dwie najczęstsze formy radioterapii to radioterapia z użyciem zewnętrznej wiązki uzyskiwanej z akceleratora medycznego oraz brachyterapia, która polega na wszczepieniu radioaktywnych izotopów bezpośrednio do leczonej objętości lub w jej pobliżu.
Radioterapia wiązką zewnętrzną odbywa się za pomocą wiązek elektronów, fotonów i ciężkich jonów. Nowoczesne technologie radioterapii umożliwiają dostarczanie wiązki z wielu kierunków, "dopasowanych" do kształtu guza i modulowanych z szybko zmieniającą się intensywnością. Przykłady terapii konformalnej obejmują radioterapię wiązką o  modulowanej intensywności (IMRT), radioterapię stereotaktyczną (SRT) i radiochirurgię stereotaktyczną (SRS)- system CyberKnife oraz radioterapię hadronową.
Typowe techniki brachyterapii obejmują wiele metod, od wszczepiania stosunkowo dużych, widocznych źródeł radioaktywnych w pobliżu lub bezpośrednio do objętości guza, co jest najczęściej stosowane w leczeniu raka prostaty, po radioembolizację, w której dostarczane są miliony mikroskopijnych radioaktywnych mikrosfer Y-90 przez cewnik bezpośrednio do łożyska guza, jak stosuje się dzisiaj w leczeniu guzów wątroby.

Wykład dotyczył będzie zastosowania techniki laserowej w geodezji - od skanerów po niwelatory. Uczestnicy poznają podstawowe informacje o laserach, a szczególnie o tych wykorzystywanych w geodezji, o klasach lasera, także poznają odpowiedź na pytanie, czy laser jest niebezpieczny.

Astrofizyczne czarne dziury – zarówno te powstałe w wyniku kolapsu gwiazdy jak i te supermasywne, znajdujące się w centrach galaktyk - są ekstremalnie zwartymi obiektami z których nic, nawet światło, nie może się wydostać. Pomimo tego obiekty te mogą “być widoczne” pod warunkiem, że oddziałują ze swoim kosmicznym otoczeniem pochłaniając w wystarczającym tempie materię znajdującą się w pobliżu.

W wypadku gwiezdnych czarnych dziur dzieje się tak gdy obiekt znajduje się w ciasnym układzie podwójnym i czarna dziura stopniowo ściąga materię od sąsiada, tworząc rotujący różniczkowo dysk akrecyjny, poprzez który materia spiraluje do centrum.

Co istotne, jeśli spadająca materia posiada niezerowy moment pędu, to w pewnej odległości od centrum (większej niż rozmiar horyzontu zdarzeń), może poruszać się po orbicie kołowej i aby wpaść pod horyzont musi ten moment pędu wytracić – na przykłąd wskutek tarcia lub turbulencji. W wypadku dysków akrecyjnych ważnym czynnikiem jest obecność pola magnetycznego. Niestabilność magneto-rotacyjna pomaga materii pozbywać się momentu pędu. Jeśli jednak pole magnetyczne jest bardzo silne, to potrafi też odpychać materię od horyzontu. Mamy wówczas do czynienia z efektem tak zwanego dysku aresztowanego magnetycznie (MAD).

Badanie tego procesu wymaga rozwiązania równań różniczkowych których zazwyczaj nie da się rozwiązać analitycznie. Istnieją jednak wiarygodne metody numeryczne umożliwiające modelowanie zjawisk zachodzących w otoczeniu czarnych dziur i przeprowadzenie symulacji komputerowych interesujących nas obiektów.

Podczas wykładu opowiem o badaniach prowadzonych od strony teoretycznej, oraz o tym, co można zobaczyć w otoczeniu czarnych dziur dzięki nowo zbudowanym teleskopom. Na przykład, metodami interferometrii radiowej możliwe było uzyskanie obrazu pierścieni świetlnych otaczających horyzonty czarnej dziury w galaktyce M87 oraz znajdującego się w centrum naszej galaktyki galaktyki Sgr A*. Pierścień ten świeci dzięki emisji promieniowania synchrotronowego, które dobrze zgadza się z scharakterystyką dysku o strukturze MAD.

Z kolei dzięki teleskopom optycznym i satelitom odbierającym promieniowanie wysokich energii, wiemy że część materii obecnej w otoczeniu czarnej dziury nie wpada do niej, lecz uwalnia się i jest wyrzucana na zewnątrz, w rzadkich, wąskich strugach namagnesowanej plazmy, tzw. kosmicznych dżetach. Są one rejestrowane przez dostępne naukowcom instrumenty