Fizika - spoznavajmo neznano / Desno

Nastajanje raziskovalnih področij
Pogled v zgodovino Instituta
Dnevi Jožefa Stefana
Zlati znak Jožefa Stefana

FIZIKA - SPOZNAVAJMO NEZNANO


Fizikalna raziskovalna področja segajo od študija osnovnih gradnikov snovi pri najvišjih človeštvu dostopnih energijah, prek večdelčnih sistemov, kot so jedra in atomi, do kompleksnih sistemov trdne snovi urejenih kristalov in delno ali povsem neurejenih struktur ter njihovih površin. Pri vseh raziskavah je močan poudarek na mednarodnem sodelovanju in tekmovanju bodisi prek sodelovanja pri mednarodnih projektih bodisi prek stalnih vzajemnih stikov z najuglednejšimi znanstvenimi institucijami.

Orodja, ki jih uporabljamo pri fizikalnih raziskavah IJS, vključujejo največje pospeševalnike in spektrometre v svetovnih središčih za fiziko delcev, kot sta CERN in DESY, pospeševalnike in spektrometre za jedrsko fiziko, sinhrotronske svetlobne izvire ter laboratorije za visoka magnetna polja. V sklopu IJS deluje elektrostatski pospeševalnik Tandetron z možnostjo pospeševanja ionov z napetostjo do dveh milijonov voltov, primeren za raziskave materialov in njihovih površin. Naši teoretični fiziki si pri računih pomagajo z najzmogljivejšim slovenskim računalnikom. Raziskave v fiziki trdne snovi temeljijo na spektroskopskih metodah: od kvazistatičnih meritev dielektričnih lastnosti preko akustičnih pa do meritev z mikrovalovi in vidno svetlobo. Pomembno vlogo igra magnetna resonanca, saj smo razvili številne nove eksperimentalne metode. Osnovna orodja za študij površin so elektronski mikroskop, tunelski mikroskop in mikroskop na atomsko silo.

Težišče raziskav v eksperimentalni fiziki delcev so meritve interakcij elektronov in pozitronov pri energijah do 190 GeV ter meritve diskretnih simetrij v sistemih nevtralnih kaonov in mezonov B. Sodelovanje pri prvi meritvi tvorbe para šibkih bozonov in pri odkritju mešanja nevtralnih mezonov B ter neohranitve simetrije na obrat časa pri prehodih med nevtralnima kaonoma so glavni dosežki te veje fizike. Teoretiki preučujejo kvantno gravitacijo, poenotenje snovi in sil ter fenomenologijo razpadov težkih mezonov. Jedrska fizika se loteva meritev vpliva nukleonskih in subnukleonskih prostostnih stopenj na sipanje elektronov na jedrih, atomska pa preučuje večdelčna stanja, vzbujena z rentgensko ali sinhrotronsko svetlobo oziroma z elektroni ali ioni.

Na področju fizike trdne snovi, tako teoretične kot eksperimentalne, že po tradiciji raziskujemo fazne prehode v kristalih, vendar se je težišče raziskav preneslo na študij manj urejenih sistemov, kot so kvaziskristali, nekomenzurabilni sistemi in stekla ter mehke snovi – tekoči kristali, zrnati materiali, geli in polimeri. Taki sistemi kažejo vrsto fizikalnih pojavov, ki jih v urejenih kristalih ne najdemo, zanimivi pa so tudi za uporabo. V tem sklopu zavzemajo posebno mesto raziskave novih materialov, kot so visokotemperaturni superprevodniki, fulereni in magnetni nanoskupki. Odkritji feromagnetizma pri fulerenih in pomembnega prispevka k parjenju elektronov v visokotemperaturnih superprevodnikih sta skupaj s teoretičnim modelom močno koreliranih elektronov najbolj odmevna dosežka s tega področja. V teoretični fiziki preučevani sistemi kvantnih pik in kvantnih žic obetajo pomembne dosežke v prihodnosti.