Nowe artykuły naukowe Katedry Dydaktyki Fizyki

Początek tego (2020) roku był obfity w artykuły naukowe i popularno-naukowe Katedry Dydaktyki Fizyki.

1. Jeszcze w grudniu 2019 wyszedł w Physical Review A artykuł na temat pół-empirycznego przybliżenia przekrojów czynnych na jonizację atomów pozytonami (K. Fedus autor korespondencyjny)

2. W Sylwestra, ale jeszcze przed północą, pojawił się w Journal of Physical and Chemical Research Data duży artykuł przeglądowy "Cross Sections for Electron Collisions with NO, N2O, and NO2" (autor korespondencyjny Mi-Young Song).  

3. Na przełomie grudnia i stycznia, ale z datą 2020 opublikowana została praca w Acta Physica Polonica B na temat anihilacji pozytonów w cieczach organicznych (A. Karbowski autor korespondencyjny).  

4. Prof. Karwasz przygotował pracę na temat filozofii fizyki - o strzałce czasu, determinizmie i przyczynowości ("Filozifija i Kosmologija")

5. W marcu pojawiła się w European Physical Journal D praca grupy roboczej IAEA nt. przekrojów czynnych na rozpraszania elektronów w gazach molekularnych (G. Karwasz autor korespondencyjny)

Dodajmy do tego dwa artykuły w "Fizyce w Szkole", o stanach skupienia, jeden z mgr Waldkiem Krychowiakiem, drugi z mgr Kasią Wyborską, i grudniową książkę profesora Karwasza "Nauka i wiara. Krótki przewodnik" (niestety, po włosku, ale wkrótce fragmenty po polsku) i dwa artykuły w druku na temat pedagogiki - w toruńskich AUNC i w Kazakistańskim Педагогикалық ғылымдар сериясы, a lektury na domowe wieczory każdemu wystarczy. 

 

1. Model "Binary Enocunter Bethe-Born" został zaproponowany do opisu przekrojów czynnych na rozpraszanie elektronów na atomach i drobinach na początku lat 90'tych przez Kima i Rudda (PRA). Jak pokazaliśmy (GK) w pracy porównawczej dla serii fluorometanów, model ten pozwala nie tylko dobrze opisać przekroje, ale równeiż zidentyfikować możliwe błędy w eksperymentach. Jak pokazaliśmy w kolejnej pracy, model BEB silnie zależy do wyboru bazy do obliczeń kwantowych (parametrami "wejściowymi" są energie wiązania elektronów na poszczególnych orbitalach).

Wydaje się mało prawdopodobne, ale mimo wielu sukcesów modelu BEB, nie został on zastosowany do obliczeń jonizacji za pomocą pozytonów. W pracy w PRA dokonaliśmy (KF) modyfikacji modelu, tak że opisuje on bardzo dobrze przekroje mierzone (nb. niepewności doświadczalne są dla pozytonów znacznie większe niż dla elektronów).


2. Praca ma zasadnicze znaczenie dla fizyki i chemii atmosfery. Jak piszemy w innym miejscu na naszych stronach, zorza polarna to wynik wzbudzenia drobin (i jonów) N2, O2, i NO w zderzeniach z elektronami. 

cdn.


3. Jak podkreślamy od wielu lat (zobacz "Electrons" i "Positrons" na samym dole suwaka po prawej stronie), przekroje czynne [1] na rozpraszanie pozytonów w gazach i współczynniki anihilacji (w gazach, ciałach stałych, cieczach) wydają się dwoma odrębnymi światami. 

Pomiary rozpraszania dokonane pozytonów na drobinach benzenu przeprowadzone na Uniwersytecie w Trento w 2004 roku  dały zaskakujący (a po krótkim zastanowieniu się - oczywisty) wynik: przekrój czynny rośnie bardzo znacznie w granicy zerowej energii. [Zostało to wyjaśnione przez Zbyszka Idziaszka za pomocą Modified Effective Range Theory, rozwiniętej później przez Kamila Fedusa]. To oddziaływania dodatniego ładunku pozytonu z silnie polaryzowalną drobiną są za ten wzrost "odpowiedzialne"  

[1] Positrons - an alternative probe to electron scattering,
G.P. Karwasz, Eur. Phys. J. D 35 (2005) 267

[2] Positron scattering on benzene and cyclohexane: experiment and modified effective range theory
G. P. Karwasz, R. S. Brusa, Z. Idziaszek, A. Karbowski, European Physical Journal D, 144 (2007) 197

Tak więc, po zakupie (w ramach "Centrum Optyki Kwantowej" UMK) spektrometru do pomiaru czasów życia pozotonów zastosowaliśmy go do pomiarów czasów życia w cieczach organicznych, jak benzen i cykloheksan. Literatura przedmiotu sięga do lat 60'tych (badano tylko najdłuższy czas życia, "tau3", ale nigdy nie udało się skorelować czasów życia z innymi cechami drobin: czasy życia mają 3-4 składowe i analiza nie jest jednoznaczna.

W 2018 roku, doktorant na Uniwersytecie w Mediolanie, Giacomo Tanzi Marlotti pokazał, że czasy życia orto (tau3) i para-pozytonium (tau1) są skorelowane. To pozwoliło nam sprecyzować analizę.

Odkryciem w pracy (3) jest podejrzenie, że to nie tau3 ale tau1 niesie istotną informację o strukturze chemicznej cieczy, w której anihiluje pozyton. Teraz dopiero jesteśmy "na tropie" relacji rozpraszanie - anihilacja: teoria Jana i Małgorzaty Franz koreluje się z pomiarami w cieczach.

Aha! wyniki mają zasadnicze znaczenie dla medycznej tomografii anihilacji pozytonów (PET): człowiek, to głównie ciecz, i przy tym organiczna. 


strona w trakcie pisania...

 

5. I w końcu artykuł 

Grzegorz P. Karwasz.................................................................................................................15
Between Physics and Metaphysics — on Determinism, Arrow of Time and Causality

o odwracaniu biegu czasu wstecz (możliwe, ale bardzo kosztowne), Einsteina tunelach w czasoprzestrzeni (istnieć mogą, ale kto raz w nie wpadł, włączając cząstki światła, fotony, nigdy z nich się nie wydostanie) i o przewidywaniu przyszłości (wbrew św. Augustynowi - możliwe, ale zgodnie z zasadą przyczynowości, której nie negują nawet najnowsze eksperymenty z "teleportacją kwantową" -  kompletnie bezużyteczne).

Oj, prof. Karwasz, powiedzieliby Włosi "si e' bevuto il cervello"*, a po polsku - po prostu bredzi. Tak! świadomie. Zadaniem naukowca nie jest przepisywanie znanych prawd (tym zajmowali się średniowieczni kopiści) ale eksploatacją nowych granic. 

* "wypił sobie swój mózg" 

 

(C) GK