Trzy nowe granty w konkursie OPUS

Trzech naukowców z Departamentu Badań Podstawowych NCBJ uzyskało granty w 19 edycji konkursu NCN OPUS. Zaakceptowane projekty dotyczą procesu formowania się gwiazd w zderzających się galaktykach, poszukiwania ciemnej materii poprzez analizę rozbłysków w atmosferze oraz badania struktury nukleonu w ramach współpracy COMPASS.

Konkursy Narodowego Centrum Nauki OPUS skierowane są do naukowców na wszystkich etapach kariery naukowej. Czas trwania projektu badawczego może wynosić 12, 24, 36 lub 48 miesięcy. Istnieje możliwość ubiegania się o finansowanie projektów prowadzonych we współpracy międzynarodowej dwustronnej lub wielostronnej, a także przedsięwzięć realizowanych przy wykorzystaniu przez polskie zespoły badawcze wielkich międzynarodowych urządzeń badawczych. We właśnie roztrzygniętym 19 konkursie trzy projekty złożone prazez naukowców z NCBJ uzyskały pozytywną decyzję w sprawie ich finansowania.

Dr William Pearson z Zakładu Astrofizyki NCBJ otrzyma finansowanie projektu badawczego zatytułowanego „Zderzenia galaktyk: tworzenie gwiazd w czasie najpotężniejszych kolizji we Wszechświecie”. Autor tak streszcza swoją propozycję:

Nie wiemy jak proces łączenia się galaktyk zmienia prędkość, z jaką powstają w nich gwiazdy. Łączenie się galaktyk zajmuje dużo czasu, miliony lat, więc procesu powstawania w nich gwiazd nie możemy obserwować i prześledzić bezpośrednio. W moim projekcie wykorzystam najnowsze, niedawno opracowane metody oparte na technikach uczenia maszynowego. Będzie to bezprecedensowy projekt badawczy, w którym sztuczna inteligencja wytrenowana przy użyciu obrazów symulowanych połączeń galaktyk pomoże dokładnie określić czas, jaki pozostał do zderzenia dwóch pobliskich galaktyk, lub jaki minął od rozpoczęcia procesu ich kolizji. Na tej podstawie ustalę dokładną sekwencję zdarzeń zachodzących podczas zlewania się galaktyk i będę w stanie po raz pierwszy dokładnie określić, jak i kiedy zmienia się intensywność tworzenia się gwiazd w galaktykach w miarę ich zlewania. W analizie zostaną wykorzystane nowe obserwacje przeglądu Kilo-Degree Survey (KiDS).

Projekt badawczy „Poszukiwanie makroskopowej ciemnej materii za pomocą naziemnych i kosmicznych kamer o wysokiej czułości”, który skierował do NCN dr Kenji Shinozaki z Zakładu Astrofizyki NCBJ ma na celu odkrycie tajemniczej ciemnej materii. Projektodawca tak opisuje przedłożoną propozycję:

Już w XIX wieku naukowcy zauważyli, że „coś niewidzialnego” wypełnia Nasz Wszechświat poza zwykłą materią. Dziś z większą pewnością możemy stwierdzić, że to „coś istnieje”, mimo że nikt tego jeszcze nie odkrył. Celem przedstawionego NCN projektu jest poszukiwanie nuklearytów, typu postulowanej cząstki ciemnej materii zwanej „dziwną materią kwarków”. Uważa się, że okrążą one wokół naszej galaktyki Drogi Mlecznej z prędkością 250 km / s, a jeśli dotrą do atmosfery, zachodzą zjawiska emisji światła - przypominające błyski meteorów, ale zachodzące bardzo szybko - które mogą zostać wykryte przez kamery cyfrowe o wysokiej czułości. W naszym projekcie uczestniczymy w misji JEM-EUSO i projekcie DIMS. Kamera Mini-EUSO jest eksploatowana na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej od października 2019 r. W ramach projektu zostaną zainstalowane kamery cyfrowe o ultrawysokiej czułości w Utah w USA. W tym projekcie, jeśli znajdziemy sygnały zgodne z hipotezą nuklearytów, to może to być pierwsze długo oczekiwane odkrycie ciemnej materii. Nawet jeśli nie dokonamy żadnego odkrycia, nadal będziemy w stanie określić górną granicę ilości nuklearytów lepiej niż w poprzednich eksperymentach.

Projekt zatytułowany „Eksperyment COMPASS – badanie wewnętrznej trójwymiarowej struktury nukleonu” został przedstawiony przez prof. Andrzeja Sandacza z Zakładu Fizyki Wielkich Energii NCBJ w imieniu konsorcjum NCBJ-PW-UW. Kierownik projektu tak opisuje jego główne założenia:

Badanie wewnętrznej struktury nukleonu ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia silnych oddziaływań kwarków i gluonów opisywanych przez teorię silnych oddziaływań (QCD) w obszarze nieperturbacyjnym. Celem niniejszego projektu jest doświadczalne badanie wewnętrznej, trójwymiarowej struktury nukleonu na podstawie analizy trzech procesów: semi-inkluzywnego głęboko nieelastycznego rozpraszania mionów na poprzecznie spolaryzowanych deuteronach, ekskluzywnej produkcji pojedyńczych fotonów lub mezonów w głęboko nieelastycznym rozpraszaniu mionów na protonach oraz produkcji par mionów w procesie Drella-Yana w rozpraszaniu pionów na nukleonach i jądrach atomowych. Analizy będą wykonane w ramach Współpracy COMPASS w CERN-ie. Wysoko energetyczne wiązki mionów i pionów oraz różne tarcze, zarówno niespolaryzowane jak i spolaryzowane, stanowią unikalne doświadczalne komponenty umożliwiające badanie przez eksperyment COMPASS struktury nukleonu w niedostępnym wcześniej obszarze kinematycznym. Wszechstronny program badań struktury nukleonu (a także spektroskopii hadronów) realizowany w eksperymencie uzasadnia zaklasyfikowanie go jako ‘laboratorium QCD’.