30 lat Środowiskowego Laboratorium Ciężkich Jonów UW na łamach „Nuclear Physics News”  

W czasopiśmie „Nuclear Physics News” ukazał się właśnie obszerny artykuł prezentujący Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów w Uniwersytecie Warszawskim. Prezentuje obecne osiągnięcia SLCJ UW – wynik ponad 30 lat historii i rozwoju, nawiązując jednocześnie do ogłoszenia narodzin ośrodka na łamach tego czasopisma w maju 1994 roku, kiedy to z Cyklotronu wyprowadzono pierwszą wiązkę.

Artykuł opisuje szereg modernizacji, które zostały wprowadzone na przestrzeni lat, m.in. zastąpienie pierwotnego źródła jonów czy też udoskonalenie układów wysokiej częstotliwości i ogniskowania wiązki. Zaprezentowane zostały kluczowe spektrometry i aparatura eksperymentalna, a także główne filary działalności Warszawskiego Cyklotronu:
– badania struktury jąder atomowych
– medycyna nuklearna i radiobiologia
– współpraca międzynarodowa
– dydaktyka.

Czasopismo „Nuclear Physics News” to wydawany na zlecenie Europejskiego Komitetu Współpracy ds. Fizyki Jądrowej (NuPECC) kwartalnik międzynarodowego wydawnictwa Taylor & Francis. Pismo stanowi główną platformę informacyjną i integracyjną dla światowego środowiska fizyków jądrowych, prezentując przełomowe projekty, rozwój baz eksperymentalnych oraz politykę naukową dyscypliny. Jego wersja cyfrowa jest dostępna online na platformie wydawcy.

Link do artykułu: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10619127.2026.2694952#d1e169
Link do informacji na stronie głównej UW: https://www.uw.edu.pl/nuclear-physics-news-o-jubileuszu-30-lat-slcj-uw/

Seminarium Ernesta Grodnera na Politechnice Warszawskiej

Zapraszamy na seminarium, które odbędzie się w czwartek, 30 kwietnia, o godz. 12:15 w sali 111 Gmachu Fizyki Politechniki Warszawskiej.

W trakcie seminarium dr hab. Ernest Grodner z Narodowego Centrum Badań Jądrowych  wygłosi referat pt.: „Spontaniczne naruszenie symetrii chiralnej w jądrze atomowym. 2026-2027 czas nowych możliwości badawczych”.

Seminarium odbędzie się w języku angielskim.

Streszczenie:

Termin “chiralność” używany jest w wielu dziedzinach nauki. W ogólnym ujęciu, oznacza możliwość istnienia danego systemu czy obiektu w dwóch formach: lewo- lub prawo-skrętnej. Przykładem są np. enancjomery, t.j. molekuły chemiczne o lustrzanej budowie geometrycznej. Chiralność często wiąże sie z pojęciem śruby np. w optyce – kołowo spolaryzowane fotony, czy w teorii oddziaływań słabych – skrętność prądu słabego. Łącznikiem dwóch przeciwnych skrętności jest przekształcenie geometryczne – operacja inwersji przestrzennej. Chiralność jądrowa, o której traktuje niniejszy wykład, ma inną naturę. Tu łącznikiem między prawo- a lewo-skrętną postacią jest operacja odwrócenia czasu. Kluczową rolę odgrywa tu istnienie odpowiedniej dynamiki, rodzaju “mechanizmu zegarowego” zamiast statycznej budowy geometrycznej. Początkowo badania chiralności jądrowej obejmowały kilka ściśle charakterystycznych izotopów. Przełomem była pierwsza eksperymentalna obserwacja kompletu cech jądra chiralnego w wyniku prac przeprowadzonych 20 lat temu w Warszawie [1,2]. Niezaprzeczalnym testem stała się technika bezpośredniego pomiaru chiralności jądrowej za pomocą momentu magnetycznego [3]. Technika ta również została opracowana w Warszawie. Zastosowanie nowych metod eksperymentalnych być może przyniesie kolejny przełom dzięki współpracy Narodowego Centrum Badań Jądrowych oraz Institute of Modern Physics of the Chinese Academy of Sciences. Dzięki wykorzystaniu pola magnetycznego na poziomie kilo-Tesli pochodzącego od atomowych powłok elektronowych planuje sie pomiary momentów magnetycznych krótko żyjących stanów jądrowych.

[1] E. Grodner et al., “128Cs as the Best Example Revealing Chiral Symmetry Breaking”, Physical Review Letters 97, 172501 (2006)

[2] E. Grodner et al., “Partner bands of 126 Cs – first observation of chiral electromagnetic selection rules”, Physics Letters B703, 46(2011)

[3] E. Grodner et al., “First Measurement of the g Factor in the Chiral Band: The Case of the 128Cs, Isomeric State”, Physical Review Letters 120, 022502 (2018)

Deformacja jądra 110Cd Cd w stanie podstawowym i wzbudzonym 0+

W latach 50-tych A. Bohr i B. Mottelson zaproponowali kolektywny model jądra atomowego, w myśl którego nisko leżące stany wzbudzone jąder atomowych są związane ze skoordynowanym ruchem protonów i neutronów. Ten model spotkał się z powszechnym uznaniem środowiska fizyków jądra atomowego, a jego autorzy otrzymali Nagrodą Nobla w 1975 r. Kolektywne wzbudzenia jąder atomowych można wytłumaczyć w analogii do ruchu kibiców podczas meczu piłki nożnej: każdy z nich może wstać i poruszać się niezależnie od innych (jak poszczególne protony i neutrony, które przemieszczają się z jednego orbitalu na drugi), ale mogą też wspólnie utworzyć „falę” przemieszczającą się wokół stadionu, która jest zjawiskiem kolektywnym. W jądrach atomowych zachowania kolektywne mają formę ruchu obrotowego lub oscylacji, w które jest zaangażowane wiele nukleonów, lub nawet większość z nich.

Izotopy kadmu od ponad 40 lat odgrywają kluczową rolę w badaniach wzbudzeń kolektywnych w jądrach atomowych. Początkowo uważano, że ich struktury można opisać w ramach kolektywnego modelu wibracyjnego, w którym jądro atomowe wykonuje niewielkie oscylacje (drgania) wokół kulistego kształtu równowagi.  Późniejsze wyniki doświadczalne zainspirowały wykonanie nowych obliczeń przy pomocy zaawansowanych modeli teoretycznych struktury jądra atomowego, w myśl których poszczególne stany wzbudzone w jądrach atomowych 110Cd i 112Cd przyjmują różne kształty elipsoidalne (na przykład wydłużone jak piłka do rugby lub cukinia, lub spłaszczone jak frisbee lub dynia). Z drugiej strony, rozwijane równolegle alternatywne podejścia teoretyczne są w stanie pogodzić istniejące dane eksperymentalne dla tych jąder z ich praktycznie sferycznym kształtem.

Najnowsze eksperymenty przeprowadzone w Środowiskowym Laboratorium Ciężkich Jonów pozwoliły na rozstrzygnięcie pomiędzy tymi dwoma fundamentalnie różnymi opisami struktury jąder kadmu poprzez wyznaczenie kształtów dwóch kluczowych stanów w jądrze 110Cd. Zarówno stan podstawowy, jak i stan wzbudzony 0+ odbiegają od kształtu sferycznego, a w szczególności pierwszy z nich przypomina owoc kiwi (lub elipsoidę, której wszystkie osie są różnej długości). Dodatkowo, zmierzone momenty kwadrupolowe (czyli parametry rozkładu ładunku) najniższych dwóch stanów o spinie 2 są znacząco różne od zera, co jest sprzeczne z hipotezą, że struktura tych jąder może wynikać z ich drgań wokół kształtu kulistego. Te wyniki stały się podstawą publikacji, która ukazała się ostatnio w prestiżowym czasopiśmie Physics Letters B.

Opisane wyniki są częścią szerokiego międzynarodowego programu badawczego, mającego na celu określenie kształtów niskowzbudzonych stanów 0+ w parzysto-parzystych jądrach Cd, począwszy od 110Cd. Program ten realizowany jest przy wykorzystaniu uzupełniających się technik badawczych z użyciem najbardziej zaawansowanych systemów detekcyjnych. W jego ramach mgr Iwona Piętka przygotowuje pracę doktorską opartą na danych doświadczalnych zebranych z pomocą układu AGATA – spektrometru gamma najnowszej generacji. Praca ta realizowana jest w ramach Szkoły Doktorskiej Nauk Ścisłych i Przyrodniczych UW w Środowiskowym Laboratorium Ciężkich Jonów pod kierownictwem dr Katarzyny Wrzosek-Lipskiej i dr hab. Leszka Próchniaka.

K. Wrzosek-Lipska, I.Z. Piętka, L. Próchniak, P.E. Garrett, M. Zielińska, T. Abraham, J.M. Allmond, F.L. Bello Garrote, H. Bidaman, V. Bildstein, S. Buck, C. Burbadge, M. Chiari, R. Coleman, G. Colombi, G. Colucci, A. Diaz Varela, D.T. Doherty, S. Dutt, B. Greaves, K. Hadyńska-Klęk, J. Heery, M. Hlebowicz, D. Hymers, J. Iwanicki, G. Jaworski, B. Jigmeddorj, D. Kalaydjieva, M. Kisieliński, M. Komorowska, N. Kopeć, M. Kowalczyk, J. Kowalska, K. Krutul-Bitowska, R. Kumar, A. Mai Quynh, N. Marchini, T. Marchlewski, K.R. Mashtakov, M. Matejska-Minda, C. Michelagnoli, A. Nannini, P.J. Napiorkowski, B. Olaizola, F. Oleszczuk, M. Palacz, E. Pasquali, E.E. Peters, M. Rocchini, E. Sahin, J. Samorajczyk-Pyśk, M. Saxena, A. Stolarz, J. Srebrny, A. Tucholski, A. Trzcińska, M. Venhart, J.L. Wood, S.W. Yates, T. Zidar

Deformation of the 0+1,2 states in 110Cd from low-energy Coulomb excitation,
Physics Letters B, Volume 875, 2026, 140315, ISSN 0370-2693,
https://doi.org/10.1016/j.physletb.2026.140315.

Zespół eksperymentalny podczas pomiaru w SLCJ.

12345Last