Laureaci Konkursu w Grenoble

Główna nagroda w Konkursie „Poszukiwanie Talentów”- to wyjazd do jednego z centrów fizyki współczesnej. W zeszłym roku było to Laboratorium Ciężkich Jonów w Darmstadt, w tym roku był wyjazd do Grenoble we Francji. Nagrodę ufundowała Fundacja PZU. Na wycieczkę pojechało trzech pierwszych laureatów z listy gimnazjum i trzech pierwszych laureatów z listy szkół ponadgimnazjalnych. Zdobywcy 4,5 oraz 6 miejsca otrzymali słowniki oraz sprzęt elektroniczny.

W Grenoble zwiedzaliśmy Synchrotron i Platformę Coriolisa, towarzyszyliśmy w robieniu eksperymentów w Laboratorium Silnych Pól Magnetycznych oraz widzieliśmy model Układu Słonecznego w Ogrodzie Botanicznym na terenie miasteczka uniwersyteckiego. Opowiem, co ciekawego widzieliśmy, w każdym z tych obiektów.

II.1.Synchrotron

Europejskie Centrum Promieniowania Synchrotronowego ( European Synchrotron Radiation Facility) jest najnowocześniejszym europejskim międzynarodowym ośrodkiem, którego budowę ukończono w 1998 roku oddając 48 stanowisk badawczych usytuowanych wokół kołowego akceleratora elektronów. Synchrotron jest źródłem bardzo silnego promieniowania elektromagnetycznego w zakresie rentgenowskim, które emitują poruszające się po zakrzywionym torze elektronu. Obwód okręgu, po którym porusza się wiązka elektronów zakrzywiona przez pole magnetyczne wynosi prawie dwa kilometry. Promieniowanie emitowane jest stycznie do tego okręgu i dlatego stanowiska badawcze niejako „przylepione” są do ringu, w którym znajduje się wiązka. Ponieważ obszar jest duży, wokół synchrotronu pracownicy używają rowerów, aby przemieścić się od jednego stanowiska do drugiego, co wygląda dosyć zabawnie. Elektrony poruszają się w próżni i przyspieszone są do energii 6 GeV. Badania, w których wykorzystuje się promieniowanie rentgenowskie, są prawdziwie interdyscyplinarne. Najważniejsze z nich to:

• Badanie dynamiki ultraszybkich reakcji chemicznych przez oświetlenie atomów i cząsteczek wiązką promieniowania.
• Badanie struktury atomowej ( cząsteczkowej) materiałów ( stopy metali, półprzewodniki, ciekłe kryształy, polimery oraz materiały nieorganiczne, np. nici pajęcze)
• Badanie atomowej struktury protein
• Badanie nanostruktur dla mikroelektroniki ( kwantowe kropki).

W badaniach biorą udział zespoły uczonych z 16 państw, które finansują eksploatację synchrotrony. Roczny budżet wynosi około 80 mln € i ponad połowę tej kwoty wnosi Francja i Niemcy. Nasz udział jest niezmiernie skromny – około 1%.

II.2.Laboratorium Silnych Pól Magnetycznych

Od wielu lat fizycy Instytutu Fizyki Doświadczalnej wykorzystają do swoich badań silne pola magnetyczne generowane przez magnesy w Grenoble High Magnetic Field Laboratory. Jednym z takich fizyków jest dr Andrzej Wysmołek. Dzięki niemu mogliśmy dokładnie zwiedzić to laboratorium i wziąć udział w eksperymencie, który przeprowadzał. W laboratorium jest 10 stanowisk badawczych z magnesami dającymi pole magnetyczne do 34 tesli. Elektromagnes ma długość około2-3,5 metrów, średnicę około 1,5 metra. Natężenie prądu sięga 15 000 amperów. Magnesy chłodzone są wodą. Połowa energii pobieranej przez magnesy zostaje użyta przez pompy do chłodzenie elektromagnesów. Najsilniejsze pole wytworzone jest oczywiście w środku i tam umieszcza się próbkę badanego materiału. Jedna z fotografii w galerii zdjęć przedstawia doktora Andrzeja Wysmołka wraz z laureatami, który pokazuje najważniejszy element układu pomiarowego. Na końcu tego elementu znajduje się próbka azotku galu domieszkowanego gadolinem. Do próbki doprowadzone jest pole elektryczne oraz dwa światłowody prowadzące światło z laserów. Cały ten element zanurzony w kriostacie z ciekłym helem wprowadza się do elektromagnesu.

Oprócz wielkiej fizyki uczestnicy wycieczki poznali wspaniałych fizyków, z zachwytem mówiących o swoich badaniach i z ogromną życzliwością do ciekawych świata młodych ludzi. Ci młodzi ludzie nazywali ich „Mistrzami Świata w Fizyce”.

II.3. Platforma Coriolisa

Kolejnym obiektem, który zwiedzaliśmy była platforma Coriolisa. Jest to obiekt służący do symulacji procesów, które zachodzą na Ziemi na skutek występowania na powierzchni Ziemi siły Coriolisa wynikającej z jej ruchu obrotowego. Jest to prawdziwa, okrągła platforma o promieniu 10 metrów, która obraca się z regulowaną prędkością kątową. Trudno jest po niej chodzić, bo fizycznie czuje się działanie siły Coriolisa. Piłka, której nadajemy prędkość wzdłuż promienia, wykonuje efektownego „rogala”. Platforma służy do symulowania zachowania się wody, piachu na dnie morskim i linii brzegowej, na które działa siła Coriolisa w różnych akwenach. Uwzględnia się różne gęstości wody, uwzględnia się ruch powietrza nad powierzchnią wody.

III.4.Model Układu Słonecznego

Ostatnim naukowym elementem wycieczki było obejrzenie modelu Układu Słonecznego, który rozmieszczony był w Ogrodzie Botanicznym Studenckiego Campusu i obserwacja plamy ( bo była tylko jedna) na Słońcu z wykorzystaniem teleskopu. Model prawie wiernie zachowywał proporcje wielkości planet i ich wzajemnych odległości, dlatego kolejne planety znajdowaliśmy w zielonych głębinach Ogrodu.

Wyprawa do Grenoble miała też część turystyczną. Odbyliśmy piękną wycieczkę kolejką górską przez przełęcze, tunele, wiadukty nad alpejskimi urwiskami i spiętrzoną rzeką. Podziwialiśmy w czasie pieszej, górskiej wycieczki na wysokości 2000 metrów pachnące, kwitnące alpejskie łąki i ośnieżone szczyty. Okolice Grenoble- to wysokie góry i oczywiście górskie rzeki i wodospady. Im też przyszliśmy się z bliska.

Kolejna edycja Konkursu „Poszukiwanie Talentów” dobiegła końca.

Dziękujemy sponsorom- Fundacji PZU, Wydawnictwu PWN oraz Firmie „Polanglo”, dziękujemy organizatorom: Wydziałowi Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego i Fundacji „Pro-Physica”. Zapraszamy na stronę internetową: www talenty.fuw.edu.pl

Dr Anna Kaczorowska