Fizika

Jana Atanasijević (2007), Kragujevac, 2. razred, Prva kragujevačka gimnazija
Dunja Subotić (2007), Beograd, 4. razred, Deveta gimnazija “Mihailo Petrović Alas”

Mentori:
Stefan Đorđević, Istraživač saradnik, Fizički fakultet, Univerzitet u Beogradu
Nikola Petreski, Master inženjer elektrotehnike i računarstva, Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu

Univerzum, iako je na prvi pogled prazan, zapravo je sačinjen od tamne energije, obične i tamne materije. Detalje o prirodi tamne energije ne znamo, jedino što nam je poznato jeste da ona uzrokuje ubrzano širenje univerzuma. Cilj ovog projekta je ispitivanje modela univerzuma u kojem je tamna energija dinamički modelovana, što postižemo uvođenjem sporo promenjivog skalarnog polja kao izvora tamne energije. Pre nego što je to moguće, neophodno je analizirati standardni kosmološki model (λ-CMD model), model koji predstavlja naš univerzum. To se postiže numeričkim rešavanjem Fridmanovih jednačina korišćenjem Python-a. Tokom izrade finalnog dela projekta razmatrano je nekoliko oblika skalarnog polja, a rešenja su prikazani u grafičkom obliku. Model koji opisuju ti grafici je dominiran tamnom energijom što odgovara našem modelu univerzuma. Analizom rešenja tih jednačina dobijeni su zaključci o evoluciji kosmološkog modela u prisustvu dinamičke tamne energije.

Nađa Kenić (2006), Niš, 3. razred, Gimnazija “Svetozar Marković”, Niš
Aleksandra Miljić (2004), Banja Luka, 4. razred, Gimnazija, Banja Luka

Mentori:
Aleksa Denčevski, Istraživač saradnik, Institut za fiziku u Beogradu
Darko Golubović, Master inženjer elektrotehnike i računarstva, Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu
Anđela Dakić, Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu

Polarimetar je optički instrument koji se koristi za merenje ugla rotacije ravni polarizacije svetlosti pri prolasku kroz optički aktivnu sredinu. Promena ugla rotacije ravni se javlja kod izotropnih materijala. Cilj ovog projekta bio je dizajn i izrada polarimetra. Proces je obuhvatao razvoj optički, kontrolnog i detekcionog sistema sa ciljem da se aparatura maksimalno optimizuje. Za testiranje i optimizaciju sistema koriscenja je lambda četvrtina pločica. Analizom i obradom snimljenih signala potvrdjene su teorijski predvidjene karakteristike sistema i njegova preciznost.

Nađa Miletić (2006), Kruševac, 3. razred, Gimnazija, Kruševac

Mentori:
Stefan Đorđević, Istraživač saradnik, Fizički fakultet, Univerzitet u Beogradu
Ana Đorđević, Istraživač pripravnik, Fizički fakultet, Univerzitet u Beogradu
Dušan Đorđević, Istraživač saradnik, Fizički fakultet, Univerzitet u Beogradu
Mihajlo Srećković, Fizički fakultet, Univerzitet u Beogradu

Glavni cilj projekta jeste teorijska analiza rada tunelske diode, kao i reprodukcija njene strujno-naponske karakteristike.
Dioda predstavlja spoj dva poluprovodnika različitog tipa. Jedan tip poluprovodnika je p tip i sadrži višak pozitivnog naelektrisanja, dok drugi, n tip ima višak negativnog naelektrisanja. Ovakav spoj dovodi do prekidačke strujno-naponske karakteristike koja ima eksponencijalnu zavisnost struje od napona. Tunel efekat predstavlja kvantni fenomen koji dozvoljava da čestica prevaziđe energetsku barijeru iako joj energija nije veća od maksimuma energije barijere, što bi, u okvirima klasične mehanike, bilo zabranjeno. Koeficijentom transmisije prikazujemo verovatnoću da čestica protuneluje kroz potencijalnu barijeru. Za dobijanje koeficijenta transmisije korišćena je WKB aproksimacija. Na samom spoju poluprovodnika različitih tipova javlja se oblast u kojoj je koncentracija nosioca naelektrisanja zanemarljivo mala. Kada diodu dopiramo može doći do suženja pomenute oblasti, tako da elektroni mogu tunelovati kroz nju. Dopiranje predstavlja proces dodavanja elemenata koji imaju jedan valentni elektron manje, koje nazivamo akceptorima, ili više, njih nazivamo donorima, od osnovnog elementa od kog je besprimesni poluprovodnik izgranjen. Dobijena strujno-naponska karatkeristika prikazuje i jedan zanimljiv efekat poznat kao negativna otpornost.

Nađa Radošević (2005), Beograd, 4. razred, Prva beogradska gimnazija
Mila Grubović (2005), Beograd, 4. razred, Matematička gimnazija

Mentori:
Aleksa Denčevski, Istraživač saradnik, Institut za fiziku u Beogradu
Stefan Đorđević, Istraživač saradnik, Fizički fakultet, Univerzitet u Beogradu
Nikola Petreski, Master inženjer elektrotehnike i računarstva, Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu
Relja Milović, Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu

Fluorescentna korelaciona spektroskopija predstavlja korelacionu analizu vremenskih fluktuacija intenziteta fluorescencije. Ova mikroskopska tehnika omogućava kvantitativnu analizu kretanja molekula unutra ćelija. Osnovni cilj projekta bio je simulacija eksperimentalna postavke za detekciju pojedinačnih molekula. Prvo je teorijski analizirano Braunovo kretanje koje je dalo uvid u verovatnoću raspodele čestica po brzinama. Simulirano je kretanje čestica slobodnom difuzijom kao i interakcija ovih čestica sa zračenjem. Dobijena je trajektorija čestice kao i broj fotona koji čestica emituje tokom svog kretanja kroz fokalnu zapreminu. Simulacija i teorijski proračun provereni su korišćenjem parametara iz realnog eksperimenta.

Maša Kosanović (2006), Beograd, 3. razred, Prva beogradska gimnazija

Mentori:
Aleksa Denčevski, Istraživač saradnik, Institut za fiziku u Beogradu
Darko Golubović, Master inženjer elektrotehnike i računarstva, Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu
Relja Milović, Elektrotehnički fakultet, Univerzitet u Beogradu

Cilj ovog projekta bio je ispitivanje rezolucije fluorescentnih mikroskopskih tehnika, analizom snimljenih monoslojeva molibden disulfida (MoS₂). Monosloj molibden disulfida ima luminescentne osobine koje zajedno sa njegovom debljinom predstavljaju idealne karakteristike uzoraka koji se koristi za precizno određivanje aksijalne i lateralne rezolucije. U ovom istraživanju, za merenje lateralne rezolucije korišćena je metoda detekcije ivica monoslojeva. Prvo je na svakoj slici detektovan položaj najvećeg monosloja, nakon čega su određene normale na ivice monosloja. Dobijena je raspodele intenziteta piksela za svaku određenu normalu. Fitovanjem dobijene raspodele error funkcijom direktno je omogućeno merenje lateralne rezolucije mikroskopa. Dobijeni rezultati su prikazani u obliku histograma čime je omogućena značajna statistička analiza rezolucije, kao i poređenje sa teorijskim predviđanjem.

Tadija Jelesijević (2005), Kruševac, 4. razred, Gimnazija u Kruševcu

Mentori:
Stefan Đorđević, Istraživač saradnik, Fizički fakultet, Univerzitet u Beogradu
Ana Đorđević, Istraživač pripravnik, Fizički fakultet, Univerzitet u Beogradu

Cilj ovog rada je bilo određivanje metrike, kao i profila gustine i pritiska sferno-simetrične statičke zvezde i ispitivanje njenog gravitacionog kolapsa u crnu rupu. Zvezda je prvo modelovana kao idealni fluid, odnosno kao homogena lopta. U ovom slučaju su na osnovu Ajnštajnovih jednačina i zakona održanja tenzora energije-impulsa analitičkim putem dobijene metrika i zavisnost pritiska od radijusa, što predstavlja uopštenje Švarcšildovog rešenja za crnu rupu. Nakon toga su razmatrane tri konstitutivne veze između pritiska i gustine unutar zvezde, a za dobijene jednačine u sva tri slučaja je napravljena numerička simulacija u programskom jeziku Python kako bi se dobile zavisnosti pritiska i gustine od radijusa. U poslednjem delu projekta modelovan je gravitacioni kolaps sferno-simetrične zvezde u crnu rupu. Proces je opisan Ajnštajnovim jednačinama, jednačinom kontinuiteta i zakonom održanja tenzora energije, a razmatran je slučaj u kom pritisak iščezava i nametnut je uslov homogenosti.

Vuk Dimitrijević (2006), Beograd, 3. razred, Matematička gimnazija

Mentori:
Ana Đorđević, Istraživač pripravnik, Fizički fakultet, Univerzitet u Beogradu
Stefan Đorđević, Istraživač saradnik, Fizički fakultet, Univerzitet u Beogradu

​U ovom radu analizirana je dinamika i stabilnost različitih konfiguracija vorteksa u superfluidima, računate su im trajektorije, polja brzina i energije. Superfluidi su klasa materijala, koji se pri određenim uslovima spoljašnje sredine, ponašaju kao fluidi čija viskoznost iščezava. Uvodimo kompleksni parametar uređenja sistema, koji je nula kada sistem nije u superfluidnoj fazi i čiji je moduo gustina superfluida. Minimizacijom energije dobijene su Landau-Ginzburg (LG) jednačine i rešena je linearizovana LG jednačina. Iz LG jednačina, izveden je izraz za polje brzine čestica u superfluidu, koji kombinovan sa rešenjem LG jednačine daje vorteks centriran u tački sa celim brojem uvijanja. Daljom procenom energije ovakve konfiguracije, dobijeno je da ona nije stabilna, ali ako uparimo N vorteksa, čiji se brojevi uvijanja sabiraju u nulu, proizvoljna konfiguracija koju oni formiraju postaje stabilna. Slična stvar je primećena i ako ograničimo zapreminu superfluida, granica indukuje kretanje vorteksa što rezultuje u stabilnoj konfiguraciji. Trajektorije N vorteksa računate su iterativno numerički.