Hvězdy měnící svoji jasnost sehrály zásadní roli v našem chápání vesmíru a stále mají klíčový význam v současném astrofyzikálním výzkumu. Ve své přednášce se pokusím podat obecný přehled o proměnných hvězdách a jejich významu, mechanismech proměnnosti a metodách jejich výzkumu. Také se zaměřím na českou stopu v této oblasti stelární astrofyziky.
Před vyše šedesáti lety nadějný doktorand, Rudolf Mössbauer, díky své pečlivé laboratorní práci pozoroval a objasnil rezonanční absorpci záření gama v krystalu iridia 191, zač mu byla později udělena Nobelova cena za fyziku. Záhy se ukázalo, že tento exotický jev nelze pozorovat u všech atomových jader, což významně omezuje rozsah jeho využití ve výzkumu. Proč je tomu tak, jak vzácné či nebezpečné je pozorování Mössbauerova jevu se dozvíte v dnešní přednášce, která Vás mimo jiné provede i několika zajímavými důsledky Mössbauerova pozorování.
S jevem bezodrazové rezonanční absorpce záření gama se studenti fyziky často potkávají až ve výběrových kurzech, v důsledku čeho je povědomí o tomto jevu ve vědecké komunitě velice slabé. Navzdory tomu jsou metody Mössbauerovy spektroskopie aktivně rozvíjeny a využívány v materiálovém výzkumu pro svoje unikátní energetické rozlišení i dnes. Díky vědeckým i technickým pokrokům posledních desetiletí dovedeme v laboratoři provádět experimenty za velice nízkých teplot, které nikde ve vesmíru neexistují, imitovat vysoké tlaky v zemském jádru či podmínky, které materiály zažívají při intenzivním ozařování ve fúzních reaktorech. Na závěr přednášky pohovořím o relativně novém tématu spojujícím základní a aplikovaný výzkum z oblasti nanomedicíny. Využijeme vše co jsme se naučili a společně skusíme vytěžit informace z Mössbauerových spekter, abychom odpověděli na palčivé otázky které nám výrobci farmaceutických preparátů kladou.
Lov barevných nadoblačných blesků láká amatérské pozorovatele i profesionální vědce již od prvních zveřejněných pozorování v devadesátých letech minulého století. Nad mohutnými bouřkovými oblaky se objevují skřítci, elfové, duchové, trollové a další přízračné jevy. Jak tyto tajemné jevy vznikají? Jak souvisí s obyčejnými blesky? Jsou vzácné? Lze je pozorovat prostým okem? Jsou nebezpečné? A víme vlastně vše o obyčejném blesku, který každý viděl? Je to neuvěřitelné, ale stále ještě přesně nevíme, jak blesk v bouřkovém oblaku vzniká. Jeho ohromnou energii neumíme využít. Kam jsme se posunuli od dob Benjamina Franklina a Prokopa Diviše?
Ivana Kolmašová je vědeckou pracovnicí Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd. Zabývá se fyzikou plazmatu, analýzou družicových dat a dat z pozemních měření. Mezi oblasti jejího zájmu patří především vlny generované přírodními bleskovými výboji a vlnové emise v magnetosféře Země. Dále se věnuje vývoji a testování družicových přístrojů vyvíjených v oddělení kosmické fyziky.
Odkaz na stream: https://www.youtube.com/watch?v=gT8bfBMbp0E
Událost na Facebooku: https://www.facebook.com/events/471838744143827/
V této přednášce si připomeneme některé exotické vlastnosti supratekutého hélia a podíváme se podrobněji na jeho využití ve vědeckých odvětvích spojených s nízkoteplotní fyzikou, včetně některých spíše technických aplikací. Kromě zjevné role supratekutého hélia jako chladiva pro supravodivé magnety a refrigerantu ve specializovaných aparaturách se zmíníme také např. o termální defektoskopii. Zvláštní pozornosti se dostane jak moderním technikám měření s přesností omezenou pouze kvantovými limity a kvantovému počítání, tak i případným souvislostem mezi fázovými přechody v héliu a ději, které mohly probíhat v raném vesmíru.
David Schmoranzer je zaměstnancem Katedry fyziky nízkých teplot, Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze. Z široké oblasti problematiky fyziky nízkých teplot se věnuje především studiu kryogenních kapalin, zejména supratekuté fáze izotopu 4He. V pražské Laboratoři supratekutosti se zaměřil především na výzkum přechodu k turbulenci v normálním a supratekutém 4He v proudění vyvolaném oscilujícími tělesy, např. křemennými ladičkami, nebo různými drátky či disky. Ve stejných pracovních tekutinách také zkoumal kavitaci a akustické jevy, zejména pak bilanci mezi odporovou silou viskózní a akustickou.
Pohovořím o relativně novém tématu výzkumu na rozhraní oborů částicové fyziky a geofyziky. Neutrinové experimenty jsou primárně konstruované za účelem zodpovězení základních otázek o vlastnostech neutrin. Také nás ovšem informují o aspektech složení zemského nitra, konkrétně obsahu radionuklidů uranu a thoria, globálně významných zdrojů energie pohánějících vnitřní dynamiku naší planety.
Radiová a mikrovlnná astronomie zažívá díky technologickému vzestupu v posledních letech období nevídaného rozkvětu. To se týká zejména interferometrie a aperturní syntézy využívající mnoha-anténových systémů. V uplynulých letech byla v široké mezinárodní spolupráci postavena řada obřích radioastronomických observatoří (např. LOFAR, ALMA, GMRT), jiné se dokončují (např. čínský radioheliograf MUSER) a další, ještě daleko větší projekty, jsou ve fázi přípravy nebo rané výstavby (SKA). Motivace ke stavbě ještě větších přístrojů je podnícena zejména fascinujícími výsledky získanými z těch stávajících: Ctěným posluchačům jistě neunikl mediálně hojně propíraný první obraz černé díry v galaxii M87 zveřejněný v dubnu 2019. Spojení observatoře ALMA s dalšími sedmi mikrovlnnými teleskopy do globálního systému VLBI interferometrie nám poprvé poskytlo rozlišení (lidově řečeno „zvětšení“) do té doby pouze z říše snů.
Přednáška si klade za cíl seznámit posluchače s principy fungování moderních radioastronomických přístrojů, zejména s aperturní syntézou a VLBI interferometrií, základy kalibrace dat a metod získání reálného obrazu, a přehledově též s novými observatořemi a jejich základními parametry. Ukážeme si i některé klíčové výsledky, které astronomický výzkum v radiové a milimetrové oblasti v několika posledních letech odhalil. Podrobněji se zastavíme zejména u mikrovlnné obří observatoře ALMA (Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array), která sehrála klíčovou roli i v nedávno získaném prvním zobrazení černé díry v M87. Ne úplně všeobecně se ví, že ČR je v tomto mezinárodním projektu významně zastoupena – jeden ze sedmi uzlů infrastruktury European ALMA Regional Center (EU ARC) sídlí na Astronomickém ústavu AVČR v Ondřejově. Náš uzel má – mimo jiné – především v Evropě unikátní expertizu pro sluneční výzkum s observatoří ALMA. Díky tomu vedl v letech 2014-17 evropskou účast v celosvětovém úsilí o vývoj specifického režimu pro sluneční pozorování (Solar ALMA Observing Mode) a od roku 2017 koordinuje všechny evropské vědecké projekty zacílené na sluneční výzkum s observatoří ALMA.
Miroslav Bárta (*1973) vystudoval MFF UK v Praze, kde nyní působí i jako externí přednášející (Radioastronomie, Sluneční fyzika II). Jako postdoktorand (2008-11) pobýval na Ústavu Maxe Plancka pro výzkum Sluneční soustavy v Göttingen, SRN. Dlouhodobě pracuje na Astronomickém ústavu AV ČR v Ondřejově, od roku 2019 jako vedoucí Oddělení sluneční fyziky. Zabývá se výzkumem sluneční aktivity – zejména počítačovým (HPC) modelováním plazmových procesů ve slunečních erupcích, jejich diagnostikou s pomocí radiových a mikrovlnných pozorování, a mikrovlnnou interferometrií s observatoří ALMA. V letech 2015-16 byl prvním vedoucím Velké výzkumné infrastruktury EU ARC.CZ (účast ČR v observatoři ALMA). Mezi roky 2014-17 byl činný v pozici projektového manažera evropského podílu na vývoji specifického režimu pro pozorování Slunce s observatoří ALMA (ESO ALMA Development Study) a od roku 2017 působí jako evropský koordinátor jejího vědeckého využití pro výzkum Slunce. Má na starosti i vývoj celosvětově závazné procedury pro zpracování všech slunečních dat z observatoře ALMA a správu její centrální dokumentace. Od roku 2021 je hlavním řešitelem vývojového projektu ESO „ALMA Development Study: Towards high-resolution solar ALMA imaging“, ve kterém vede mezinárodní konsorcium výzkumníků z Evropy, USA a Japonska.
Nešťastné jméno “teorie relativity” i dnes vyvolává domnění, že Einsteinova teorie přinesla jako novinku “relativitu” pohledu na svět, tedy závislost pozorovaných vlastností na vztažném systému. Ujistíme se, že důraz teorie je právě opačný. Je kolem černých děr prostoročas extrémně zakřivený? Jaká je povaha Einsteinových polních rovnic? Expanduje vesmír nadsvětelně? Projdeme některé konkrétní výroky, které mohou budit nedorozumění, a promyslíme je. Snad nám to přiblíží povahu Einsteinovy geometrické teorie gravitace.
Oldřich Semerák (*1962) vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu UK v Praze. V Ústavu teoretické fyziky se zabývá relativistickou astrofyzikou.
Odkaz na stream: https://www.youtube.com/watch?v=f4Lv6f9ic7M
Před 190 lety se narodil jeden z největších teoretických fyziků James Clerk Maxwell. Připomeneme si jeho pozoruhodný životní osud, největší objevy, které doslova změnily chod světa, i odkaz pro následovníky, včetně Alberta Einsteina.
Jiří Podolský vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu UK, kde od té doby nepřetržitě působí, nyní jako profesor na Ústavu teoretické fyziky. Zabývá se obecnou relativitou a kvadratickou gravitací, zejména řešeními Einsteinových rovnic, teorií gravitačních vln v kosmologii a modely černých děr. Publikoval více než 100 původních prací a je spoluautorem dvou vědeckých monografií. Kromě výzkumu a výuky se dlouhodobě věnuje popularizaci. Přeložil 16 knih, pořádá přednášky pro středoškoláky a veřejnost. Několik desítek jeho přednášek lze shlédnout na YouTube na dokumentárním kanále LLionTV.
Odkaz na stream: https://www.youtube.com/watch?v=O7LGSXOsp2Y
Kvantová mechanika už dávno není pouhou akademickou záležitostí. V posledních letech se stává běžnou součástí techniky a vydobyla si i stálé místo v populární kultuře. Při výuce není už tedy často potřeba, “novicům” nutnost kvantové mechaniky nějak zvlášť zdůvodňovat. Kvantová mechanika může takříkajíc spadnout z nebe ve své moderní podobě. Přesto však existuje vzrušující, náročná, ale nesmírně poučná cesta ke kvantové mechanice skrze její historický vývoj. Původní práce otců zakladatelů kvantové mechaniky poskytují unikátní pohled na fyziku v prvních dekádách dvacátého století, na vztah klasické a kvantové mechaniky a na proces, kdy fyzika láme svoje dosavadní pravidla, aby se přiblížila skutečnosti. V této přednášce se pokusíme provést posluchače několika zásadními originálními pracemi od Plancka po Diraca a ukázat, jak a proč jejich autoři překročili hranice klasické fyziky.
Tomáš Mančal (* 1974) obhájil magisterský titul v oboru fyzika na Univerzitě Karlově v roce 1997, titul Ph.D. získal na Humboldt-Universität v Berlíně v roce 2002. Zde také v letech 1998 až 2002 pracoval, poté působil do roku 2006 na University of California v Berkeley. Od roku 2007 je vědeckým pracovníkem Teoretického oddělení Fyzikálního ústavu MFF UK. V roce 2014 pracoval šest měsíců jako hostující profesor na Fakultě přírodních věd a astronomie na Vrije Universiteit Amsterdam.
Odkaz na stream: https://www.youtube.com/watch?v=3tQtSLcA7uA
Jednadvacáté století lze označit jako věk uhlíku. Uhlík je základním prvkem života, ale brzy se může také stát základním prvkem zbytku světa. Grafit, termodynamicky stabilní forma uhlíku, je studován a používán lidstvem po celá staletí. Jedna vrstva grafitu se nazývá grafen a má tloušťku miliardtinu metru.
Kanadský teoretický fyzik, Phillip Wallace, původně konceptualizoval grafen již v roce 1947. Slavným se grafen stal až po izolaci pomocí lepící pásky fyziky Andreem Giemem a Konstantinem Novoselovem z University of Manchester v roce 2004. V roce 2010 jim byla za tento jednoduchý, ale průkopnický experiment udělena Nobelova cena. Po celé desetiletí byl grafen na výsluní vědeckého bádání, nicméně nadšení výzkumníků postupně sláblo a vypadalo to, že placatý uhlík již nemá světu co nabídnout.
Před dvěma lety objevil tým vědců z Massachusetts Institute of Technology, že dvě vrstvy grafenu posunuté o tzv. magický úhel (1,1o) vykazují velmi exotické chování elektronů, např. supravodivost. Objev magického grafenu zapříčinil vznik tzv. twistroniky, zásadně nového přístupu ke konstrukci nanoeletronických zařízení.
Přednáška vás provede důležitými milníky historie grafenu, snad i objasní nádhernou fyziku tohoto archetypálního 2D materiálu a kriticky zhodnotí, zda éra grafenová vedla k naplnění velkých očekávání.
Jana Kalbáčová Vejpravová vystudovala anorganickou chemii na Přírodovědecké fakultě UK, diplomovou práci a docentský titul v oboru fyzika kondenzovaných látek obhájila na Matematicko-fyzikální fakultě UK, kde nyní primárně působí a vyučuje.
Odkaz na stream: https://www.youtube.com/watch?v=ckSiEuf5JZY
