Fakulta matematiky, fyziky
a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave

Témy bakalárskych prác

Katedra jadrovej fyziky a biofyziky
Zoznam bakalárskych prác: akad. rok. 2019/2020

Oddelenie radiačnej fyziky
1. Možnosti stanovenia koncentrácie Cu pomocou PIGE metódy
Školiteľ: RNDr. Miroslav Ješkovský, PhD.        Kontakt: miroslav.jeskovsky@fmph.uniba.sk
Vo svete sa bežne ako nedeštruktívna metóda stanovenia Cu vo vzorke používa PIXE (ParticleInducedX-rayEmission) metóda, ktorá našla svoje uplatnenie v archeológii, medicíne, materiálových a iných vedách. Existujú však prípady, kedy PIXE metóda nie je dostatočná na stanovenie hlavne veľmi nízkych koncentrácií (na úrovni ppm), pretože bežne používané röntgenovské kvantum s energiou 8 keV sa nachádza v oblasti s vysokým pozadím. Toto pozadie môže byť spôsobené röntgenovským žiarením ďalšieho prvku, ktorý má podobnú energiu a vysoké zastúpenie vo vzorke (bronzové vzorky) ako napríklad Ni alebo Zn, alebo je spôsobené Comptonovým rozptylom röntgenovských kvánt s výššou energiou (analýza zlatých vzoriek). V takýchto prípadoch je možné použiť PIGE (ParticleInducedGamma-rayEmission) metódu, kedy sa využívajú reakcie 65Cu(p,nγ)65Zn a 65Cu(p,p’γ)65Cu s emisiou charakteristických gama kvánt na stanovenie koncentrácie Cu vo vzorke. V laboratóriu CENTA bola v lete 2015 nainštalovaná PIXE/PIGE komora, ktorá disponuje BEGe detektorom, ktorý je možné použiť na PIXE a aj PIGE analýzu. Jeho nevýhodou je horšie rozlíšenie v oblasti nízkych energií (energetické rozlíšenie pre 55Fe s 5,9 keV je na úrovni 390 eV) a preto je veľmi komplikované stanoviť koncentráciu Cu vo vzorke s väčším zastúpením Fe, Ni, Zn. Práca bude zameraná na stanovenie koncentrácií Cu v štandardoch pomocou PIXE a PIGE metódy.
Oboznámiť sa s princípmi PIXE a PIGE metódy. Stanoviť koncentrácie Cu v pripravených štandardoch pomocou obidvoch metód. Porovnať vplyv metód na výslednú koncentráciu pre hrubé a tenké vzorky. Stanoviť detekčný limit v stanovení koncentrácie Cu pre obidve metódy.

2. Štúdium nepružných rozptylov protónov za účelom PIGE analýzy 19F
Školiteľ: RNDr. Miroslav Ješkovský, PhD.        Kontakt: miroslav.jeskovsky@fmph.uniba.sk
Okrem biomedicínskych štúdií flóru v kostiach a zuboch, našiel svoje uplatnenie aj   geologických vedách a rôznych environmentálnych štúdiách. Jedna z možností  nedeštruktívneho stanovenia koncentrácie flóru vo vzorke je aj PIGE (ParticleInducedGamma-rayEmission) metóda založená na nepružnom rozptyle protónov na jadrách flóru pri ktorej dochádza k emisii gama žiarenia. Výťažok gama žiarenia tejto reakcie závisí od energie nalietavajúcich protónov. Táto práca bude preto zameraná na stanovenie diferenciálneho účinného prierezu reakcie 19F(p,p’γ)19F v závislosti od energie protónov. Ako zdroj protónov bude použitý tandemový urýchľovač Pelletron, ktorý sa nachádzav laboratóriu CENTA a ktorý umožňuje urýchliť protóny od 1,2 - 6 MeV.
Oboznámiť sa s princípom PIGE analýzy. Oboznámiť sa s tvorbou a urýchlením protónového zväzku. Stanoviť účinné prierezy reakcie 19F(p,p’γ)19F pre rôzne energie protónov v intervale 1,2 - 6 MeV. Ohodnotiť vplyv hrúbky vzorky na výslednú koncentráciu.

3. Analýza prvkového zloženia minerálnych vôd pomocou PIXE/PIGE metódy
Školiteľ: RNDr. Miroslav Ješkovský, PhD.        Kontakt: miroslav.jeskovsky@fmph.uniba.sk
Voda je jednou z najdôležitejších zložiek životného prostredia, pretože je nevyhnutná na život. Významným rezervoárom pitnej vody sú povrchové zásoby, no dôležitú úlohu majú aj podpovrchové a minerálne vody. Minerálne vody sú charakteristické zastúpením rôznych minerálnych prvkov, ktorých koncentrácie sú charakteristické pre konkrétny vrt. Jednou z možností stanovenia koncentrácie týchto prvkov je aj metóda PIXE (ParticleInducedX-rayEmission) a PIGE (ParticleInducedGamma-rayEmission) analýzy. Pomocou reakcií nepružných rozptylov protónov na jadrách Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K a Ca na tzv. tenkých vzorkách je možné stanoviť ich zastúpenie k konkrétnych vodách. Na prípadnú kontamináciu tažkými kovmi je možné použiť PIXE metódu. Práca bude zameraná práve na takúto prvkovú analýzu zloženia stolových a minerálnych vôd. Ako zdroj protónov bude použitý tandemový urýchľovač Pelletron, ktorý sa nachádza v laboratóriu CENTA a ktorý umožňuje urýchliť protóny od 1,2 - 6 MeV.
Oboznámiť sa s tvorbou a urýchlením protónového zväzku v CENTA laboratóriu. Oboznámiť sa s princípom PIXE a PIGE analýzy. Pomocou týchto metód stanoviť zastúpenie Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Ba a Pb v stolových a minerálnych vodách.  

4. Možnosti stanovenia prvkového zloženia akostných odrodových vín
Školiteľ: RNDr. Miroslav Ješkovský, PhD.        Kontakt: miroslav.jeskovsky@fmph.uniba.sk
Kvalita potravín je v poslednej dobe často diskutovanou témou. Medzi pomerne vyhľadávané produkty patria aj značkové vína, ktoré sú charakteristické pre oblasť pôvodu. Aj na Slovensku sú vinárske regióny, ktoré si vybudovali určité renomé portfóliom ponúkaných vín. Tieto regióny sú často charakteristické prvkovým zložením pôdy kde vinič rastie, čo sa následne odzrkadľuje aj na zastúpení niektorých prvkoch a to hlavne Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn, Br, Rb  a Sr vo výslednom produkte – víne. Je jasné, že na zastúpení týchto prvkov má svoj podiel aj spracovanie a skladovanie vína, ktoré tiež môže byť charakteristické pre niektoré odrody a značky vín. Práca bude zameraná na vývoj metodiky spracovania takýchto vzoriek a ich následnú analýzu pomocou PIXE (ParticleInducedX-rayEmission) a PIGE (ParticleInducedGamma-rayEmission) metódy v laboratóriu CENTA.
Oboznámiť sa s princípom PIXE a PIGE analýzy. Pomocou týchto metód stanoviť zastúpenie Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn, Br, Rb  a Sr vo vybraných odrodových vínach.  

5. Vplyv geometrie vzorky a elektrických polí na extrakciu iónových zväzkov z iónového zdroja MC-SNICS
Školiteľ: RNDr. Miroslav Ješkovský, PhD.        Kontakt: miroslav.jeskovsky@fmph.uniba.sk
V systémoch určených na urýchľovačovú hmotnostnú spektrometriu (AMS) sa na produkciu iónov zo vzorky často používajú tzv. céziové rozprašovacie iónové zdroje. Takýto iónový zdroj MC-SNICS (z angl. MultiCathode – SourceofNegativeIons by CaesiumSputtering) sa nachádza aj v laboratóru CENTA. Bolo publikovaných niekoľko prác, ktoré sa zaoberali najvhodnejšou geometriou dopadu Cs+ iónov a následnou extrakciou produkovaných iónov zo zdroja a ktoré viedli k vyšším iónovým výťažkom súčasnej generácie céziových zdrojov. Tieto výťažky okrem iného závisia aj od geometrie použitej vzorky resp. tvaru jej povrchu, na ktorý dopadajú Cs+ ióny a tvaru elektrických polí, ktoré urýchľujú a fokusujúCs+ na tento povrch. Cieľom práce bude pomocou programu SIMION nasimulovať súčasne používanú geometriu vzoriek a ohodnotiť vplyv jej zmeny na výsledný tvar iónového zväzku. Taktiež bude potrebné simulovať dráhy Cs+ iónov v elektrických poliach, ktoré zabezpečujú rozprašovanie vzorky a následnú ionizáciu produkovaných atómov.
Oboznámiť sa s princípmi tvorby iónových zväzkov v MC-SNICS. Oboznámiť sa s programovým prostredím softwarového balíka SIMION a následne nasimulovať súčasnú geometriu zdroja s potrebnými elektrickými poliami. Ohodnotiť vplyv geometrie vzorky a elektrických polí na výsledný tvar a intenzitu produkovaných iónových zväzkov.

6. Vývoj metódy na spracovanie palív a biopalív pre AMS stanovenie rádiouhlíka
Školiteľ: Ing. Jakub Kaizer, PhD.            Kontakt: kaizer@fmph.uniba.sk
I keď sa pomocou urýchľovačovej hmotnostnej spektrometrie (AMS) stanovuje viacero rádionuklidov, vďaka širokému zastúpeniu v životnom prostredí je rádiouhlík 14C (T1/2 = 5730 r) nepochybne najviac meraným nuklidom. V rámci Centra pre nukleárne a urýchľovačové technológie (CENTA) sa v súčasnosti vyvíja práve AMS technika, pre potreby ktorej bola v rádiouhlíkovom laboratóriu nainštalovaná a sprevádzkovaná multifunkčná sklenená vákuovo-kryogénna aparatúra, na ktorej sa okrem iného pripravuje grafit. Prekurzorom pre výrobu grafitu, ktorý sa ukázal ako najvhodnejšia forma pre 14C merania pomocou AMS, je oxid uhličitý (CO2), ktorý sa získava zo vzoriek v závislosti od ich typu (spaľovanie, rozklad, extrakcia a i.). Vzhľadom na to, že palivá a biopalivá sú zložené hlavne z nasýtených a nenasýtených uhľovodíkov, majú vysoký obsah uhlíka a preto na prípravu grafitu v množstve typickom pre AMS (~2 mg) by malo postačovať minimálne množstvo vzorky. Práca bude zameraná na návrh, vývin a optimalizovanie metódy získavania CO2 zo vzoriek palív a biopalív kontrolovaným spaľovaním a prípravu grafitových terčíkov pre iónový zdroj AMS už overeným postupom.
Vyvinúť a otestovať metodiku spaľovania ultramalých objemov palív a biopalív a kvalitu získaného oxidu uhličitého (CO2) overiť grafitizáciou, štandardizovanou v rádiouhlíkovom laboratóriu CENTA.

7. Urýchľovačová hmotnostná spektrometria (AMS): prehľad súčasných trendov vo vývoji a aplikáciách
Školiteľ: Ing. Jakub Kaizer, PhD.            Kontakt: kaizer@fmph.uniba.sk
Od svojho zavedenia do praxe v 70. rokoch minulého storočia zaznamenala urýchľovačová hmotnostná spektrometria (AMS) obrovský pokrok, ktorý viedol k tomu, že v súčasnosti je AMS považovaná za jednu z najcitlivejších analytických metód, a to predovšetkým pri stanovení koncentrácií dlhožijúcichrádionuklidov. Aj keď je spektrum rádionuklidov vhodných pre AMS merania značne široké, na rutinnej báze sa úspešne stanovuje len malá podskupina (napr. 10Be, 14C, 26Al, 129I, 236U, 239,240Pu). Napriek tomu bolo práve vďaka AMS objasnených mnoho vedeckých problémov (výskum radiačných účinkov na ľudí v Hirošime, datovanie Turínskeho plátna, posúdenie vplyvu závodov na prepracovanie vyhoreného paliva a i.), pričom okrem jadrových a environmentálnych vied nachádza uplatnenie v biomedicíne či geovedách. Ďalší rozvoj AMS je podmienený lepším potlačením izobarických interferentov, čo by malo za následok zvýšenie citlivosti metódy a rozšírenie palety detekovateľných rádionuklidov. Hlavným cieľom práce bude vypracovanie prierezu najnovšími poznatkami o súčasnom vývoji samotnej AMS, ale aj možností jej aplikácií, s využitím primárnych informačných zdrojov.
Z dostupnej vedeckej a odbornej literatúry rešeršnou formou spracovať najnovšie poznatky vo vývoji techniky a aplikačných možnostiach urýchľovačovej hmotnostnej spektrometrie (AMS).

8. Radón v ovzduší podzemných priestorov
Školiteľ: RNDr. IvetaSmetanová, PhD.        Kontakt: Iveta.Smetanova@savba.sk
Konzultant: doc. RNDr. Karol Holý, CSc.        Kontakt: Karol.Holy@fmph.uniba.sk
Radón (222Rn) je spomedzi prírodných rádionuklidov najzávažnejším zdrojom ionizujúceho žiarenia. Monitoring objemovej aktivity radónu sa v ovzduší podzemných priestorov (bane, jaskyne) vykonáva predovšetkým za účelom zisťovania zdravotného rizika, ktorému sú vystavení pracovníci, prípadne návštevníci jaskýň. Na druhej strane sa monitoring radónu využíva pri sledovaní pohybu vzdušných más v podzemných priestoroch, čo je dôležité napríklad z hľadiska výskumu režimu jaskynnej mikroklímy.
Cieľom práce je opísať vlastnosti radónu, jeho zdroje, spôsoby transportu, metódy merania a charakterizovať variácie objemovej aktivity radónu v ovzduší podzemných priestorov.

9. Radón v životnom prostredí
Školiteľ: RNDr. Martin Bulko, PhD.            Kontakt: Martin.Bulko@fmph.uniba.sk
Konzultant: doc. RNDr. Karol Holý, CSc.        Kontakt: Karol.Holy@fmph.uniba.sk
V súčasnosti je veľká pozornosť venovaná ochrane zdravia obyvateľstva pred ionizujúcim žiarením. Najväčší príspevok k radiačnej záťaži obyvateľstva pochádza od inhalovaného 222Rn.
Cieľom práce by malo byť popísať zdroje radónu v životnom prostredí, jeho variácie, metódy merania radónu, fyzikálne základy ochrany pred radónom a jeho aplikácie v environmentálnych štúdiách. Súčasťou práce budú aj konkrétne merania radónu v atmosfére  a ich analýza. Pre vypracovanie práce je vítaná znalosť angličtiny na úrovni mierne pokročilý. Práca je vhodná pre záujemcov o radiačnú, resp. radiačnú environmentálnu fyziku.

10. Testovanie kontinuálnych detekčných systémov radónu
Školiteľ: RNDr. Monika Müllerová, PhD.        Kontakt: Monika.Mullerova@fmph.uniba.sk
Kontinuálne merania sú dôležité na sledovanie pomerne rýchlych zmien koncentrácií radónu alebo jeho produktov premeny vo vyšetrovanom vzduchu, pri štúdiu javov ovplyvňujúcich tieto zmeny a pri hľadaní zdrojov radónu. Účelom kalibrácie kontinuálnych monitorov je určiť odozvu detektora v závislosti od faktorov ako je dĺžka vymierajúceho predobjemu, usadzovanie produktov premeny radónu a ich rôzna účinnosť detekcie. Kalibráciu nami zostavených a používaných kontinuálnych monitorov uskutočňujeme pomocou Ward-Borakovej metódy.
Cieľom bakalárskej práce bude najmä zostavenie kontinuálneho monitora radónu, jeho kalibrácia a sledovanie zmien kalibračných koeficientov odozvy pri zmene vymierajúceho predobjemu a rýchlosti prietoku.

11. Realizácia a testovanie nového nízkopozaďového tieniaceho krytu pre gama spektrometriu
Školiteľ: doc. RNDr. Ivan Sýkora, PhD.        Kontakt: Ivan.Sýkora@fmph.uniba.sk
V práci, ktorá je vhodná pre záujemcov o experimentálne merania a metódy merania nízkych aktivít, bude uskutočnená analýza aktuálnych poznatkov o súčasnom stave problematiky so zameraním na problémy merania nízkych rádioaktivít. Experimentálne bude možné podieľať sa na stavbe nového nízkopozaďového tieniaceho krytu a realizovať merania potlačenia rôznych zložiek pozadia s cieľom optimalizovať úroveň potlačenia. Budú sa tiež realizovať odbery vzoriek životného prostredia a ich merania využitím gama spektrometra v novom tieniacom kryte. Práca v laboratóriu bude potrebná. Znalosť angličtiny na úrovni minimálne  mierne pokročilý je nutná.
Cieľom práce bude podieľať sa na tvorbe a testovaní parametrov nízkopozaďového tieniaceho krytu pre gama spektrometriu, zmerať a optimalizovať charakteristiky vytvoreného krytu pomocou polovodičového HPGe detektora a použiť kryt pre stanovenie koncentrácií rádionuklidov vo vzorkách životného prostredia.

12. Ohodnotenie radiačnej záťaže od radónu v pobytových priestoroch
Školiteľ: RNDr. Monika Müllerová, PhD.        Kontakt: Monika.Mullerova@fmph.uniba.sk
Radón sa do uzavretých priestorov dostáva exhaláciou z podlahy, stien, z prítomných predmetov, prírodného plynu a vody používanej v domácnosti a z vonkajšieho vzduchu vstupujúceho do miestnosti. Koncentrácia radónu v budove sa mení s časom. Príkon efektívnej dávky od radónu vo vnútornej atmosfére je priamo úmerný koncentrácii radónu a dobe pobytu vo vnútornej atmosfére. Podľa UNSCEAR je priemerný ročný pobyt obyvateľa vo vnútornej atmosfére 7000hodín.
Práca by sa mala zaoberať ohodnotením doby pobytu v uzavretých priestoroch pri súčasnom životnom štýle, zamerať sa na korekciu doby pobytu obyvateľstva v pobytových a tiež pracovných priestoroch a porovnať rôzne ohodnotenie radiačnej záťaže pre budovy s rôznym zdrojom radónu.

13. Efektívna dávka od prírodných rádionuklidov
Školiteľ: RNDr. Martin Bulko, PhD.            Kontakt: Martin.Bulko@fmph.uniba.sk
Konzultant: doc. RNDr. Karol Holý, CSc.        Kontakt: Karol.Holy@fmph.uniba.sk
Radiačná záťaž obyvateľstva je stále aktuálna téma. Zapríčiňujú ju kozmogénnerádionuklidy, rádioaktívne prvky prirodzene sa vyskytujúce v zemskej kôre (238U, 232Th, 40K), ako aj antropogénnerádionuklidy. Najväčší príspevok k radiačnej záťaži pochádza od inhalovaného 222Rn a jeho produktov premeny (prvky premenového radu 238U).
Cieľom práce je stanoviť s využitím už rozpracovanej metodiky efektívne dávky obyvateľstva od najvýznamnejších prírodných zdrojov ionizujúceho žiarenia. Pozornosť bude venovaná oblastiam Slovenska s vysokými efektívnymi dávkami od radónu v pobytových priestoroch.

14. Detektory pre monitorovanie 222Rn vo vodách
Školiteľ: doc. RNDr. Karol Holý, CSc.        Kontakt: Karol.Holy@fmph.uniba.sk
Pri transporte vody pôdnym prostredím je táto obohacovaná radónom. Z tohto dôvodu obsahujú prakticky všetky prírodné vody väčšie koncentrácie radónu, ako by sa očakávali podľa obsahu  226Ra v nich. V pitných vodách je obsah radónu kontrolovaný a regulovaný tak, aby sa k užívateľovi nedostávala voda s obsahom radónu prevyšujúcim tzv. zásahovú úroveň. Na druhej strane však  efekt obohacovania vody radónom je prínosný, lebo môže byť využitý  v rôznych aplikáciách, napr. ako stopovač geodynamických procesov.
Cieľom bakalárskej práce je navrhnúť a v laboratórnych podmienkach okalibrovať jednoduchý systém pre kontinuálne meranie objemovej aktivity radónu vo vodách. Predpokladá sa tiež ,že systém bude otestovaný v reálnych podmienkach pri meraní objemovej aktivity radónu vo vodách hlbinných vrtov.

15. Analýza správania sa 13CO2 a 14CO2 na rozhraní pôda- atmosféra
Školiteľ: doc. RNDr. Karol Holý, CSc.        Kontakt: Karol.Holy@fmph.uniba.sk
         Konzultant: RNDr. M. Müllerová, PhD. a RNDr. A. Šivo, PhD.
V súčasnosti je obsah  13C a 14C  v atmosfére ovplyvňovaný hlavne emisiou fosílneho CO2 do atmosféry. Avšak aj ďalšie procesy môžu ovplyvňovať variácie izotopov uhlíka v atmosfére a to exhalácie 13CO2 a 14CO2 z pôdy. Obsah 13C a 14C v pôde závisí od produkčného mechanizmu CO2 v pôde a líši sa od atmosférických koncentrácií 13C a 14C. Tieto fakty a tiež meniace sa zmiešavacie podmienky v atmosfére musíme uvažovať pri precíznej analýze správania sa 13C a 14C v atmosfére.
Na KJFB FMFI UK sú získavané údaje o obsahu 13C a 14C v atmosférickom CO2 zo 6 rôznych lokalít Slovenska. Tiež sú k dispozícii údaje o obsahu oboch izotopov uhlíka v pôdnom a v exhalovanom z pôdy CO2. Cieľom bakalárskej práce bude precízna analýza dlhodobých trendov a variácií 13C a 14C v atmosfére, v pôdnom vzduchu a v CO2 exhalovanom z pôdy.


16. Analýza koncentrácie radónu v pôdnom vzduchu
Školiteľ: RNDr. Monika Müllerová, PhD.        Kontakt: Monika.Mullerova@fmph.uniba.sk
Záujem o radónu (222Rn) v pôdnom vzduchu súvisí s možnosťou jeho využitia pre predpovedanie zemetrasení a vulkanickej činnosti a tiež s jeho využitím ako stopovača transportu iných plynov v pôde (CO2, CH4). Z rádiohygienického hľadiska sa mu pozornosť venuje preto, že práve podložie stavieb býva dominantným zdrojom radónu v pobytových priestoroch. Objemová aktivita radónu v pôdnom vzduchu sa môže meniť až niekoľkonásobne vplyvom rôznych meteorologických parametrov.  
Cieľom bakalárskej práce je naučiť sa spracovať súbor dát z kontinuálnych monitorov a správne interpretovať variácie objemovej aktivity radónu v pôdnom vzduchu a vplyv meteorologických parametrov na tieto zmeny.

17. Analýza objemovej aktivity radónu v predškolských zariadeniach
Školiteľ: RNDr. Monika Müllerová, PhD.        Kontakt: Monika.Mullerova@fmph.uniba.sk
V súčasnosti je veľká pozornosť venovaná ochrane zdravia obyvateľstva pred ionizujúcim žiarením. Najväčší príspevok k radiačnej záťaži obyvateľstva pochádza od 222Rn inhalovaného v pobytových priestoroch. U detí je citlivosť pľúcneho tkaniva na radiačné poškodenie vyššia.
Cieľom bakalárskej práce bude vyhodnotiť merania objemovej aktivity radónu vo vybraných predškolských zariadeniach a ohodnotiť efektívne dávky, ktoré deti pobytom v týchto zariadeniach dostanú.

18. Vyhodnocovanie radónového rizika pre deti
Školiteľ: RNDr. RadoslavBöhm, PhD.        Kontakt: Radoslav.Bohm@fmph.uniba.sk
Vzhľadom na rozdiely v morfometrii a fyziológii dýchacích ciest detí v porovnaní s dopelými jedincami sa ukazuje, že radónové riziko u tejto skupiny obyvateľstva je vyššie ako pre bežnú populáciu.
Cieľom práce je pripraviť rešerš z problematiky zameranej na vyhodnocovanie radónoveho rizika detí  a porovnať ho s rizikom dospelých jedincov . V prípade záujmu prácu možno rozšíriť o výpočet dozimetrických a mikrodozimetrických parametrov nevyhnutných na kvantifikáciu rizika.

19. Radón - biomedicínske analýzy účinkov na človeka a expozície od radónu
Školiteľ: doc. RNDr. Karol Holý, CSc.        Kontakt: Karol.Holy@fmph.uniba.sk
Konzultant: RNDr. RadoslavBöhm, PhD.        Kontakt: Radoslav.Bohm@fmph.uniba.sk
Radón (222Rn) je považovaný po fajčení za druhý najrizikovejší faktor vzniku rakoviny pľúc. Preto sa vo svete venuje veľká pozornosť znižovaniu expozície od radónu. V roku 2013 vydala EÚ novú smernicu s cieľom regulovať koncentrácie radónu v obydliach a aj v pracovnom prostredí. K tomu musia vypracovať jednotlivé členské štáty EÚ akčné plány pre radón do konca roku 2018.
Cieľom práce je analyzovať jednotlivé mechanizmy pôsobenia 222Rn a jeho produktov premeny na bunky a orgány človeka a to po jeho inhalácii a tiež po ingescii. Súčasťou práce bude aj kritická analýza tzv. pozitívnych účinkov radónu na človeka, pretože radón sa často využíva ako doplnková liečba vo viacerých kúpeľných zariadeniach. Pozornosť bude treba venovať aj analýze zvýšenej citlivosti detí na expozíciu radónom. V závere práce budú ohodnotené efektívne dávky od radónu v rôznych pracovných a pobytových prostrediach na Slovensku na základe nameraných radónových dát.


20. Terestiálnerádionuklidy a ich aplikácie pre identifikovanie oblastí s vysokým pôdnym radónovým potenciálom
Školiteľ: RNDr. Martin Bulko, PhD.            Kontakt: Martin.Bulko@fmph.uniba.sk
Konzultant: doc. RNDr. Karol Holý, CSc.        Kontakt: Karol.Holy@fmph.uniba.sk
V súčasnosti sú v Európe spracovávané mapy prírodnej rádioaktivity celého kontinentu s cieľom ich využitia pre určovanie radiačnej záťaže obyvateľstva a predpovedanie oblastí s vysokým rizikom prieniku radónu do pobytových priestorov. Cieľom práce bude zistiť súvis medzi jednotlivými terestriálnymirádionuklidmi v podloží, študovať vzťahy medzi exhaláciou radónu určenou rôznymi metódami a testovanie rôznych prístupov pre určovanie radónového potenciálu podložia. Predpokladá sa tiež terénne overovanie zistených závislostí.

21. Precízne metódy určovania tokov CO2 a 222Rn z pôdy
Školiteľ: Doc. RNDr. Karol Holý, CSc.,         Kontakt: Karol.Holy@fmph.uniba.sk
Konzultant: RNDr. Monika Müllerová, PhD.    Kontakt: Monika.Mullerova@fmph.uniba.sk
Pre rozširovanie našich poznatkov o uhlíkovom cykle v prírode je potrebné poznať čo najpresnejšie aj toky CO2 z pôdy do atmosféry. Perspektívnou metódou pre určovanie tokov CO2 z väčších územných celkov je tzv. 222Rn kalibrovaná metóda. Jej širšej aplikácii však bráni nedostatok poznatkov o vzťahu medzi 222Rn kalibrovanými CO2 tokmi a CO2 tokmi určenými na základe priamych meraní. Cieľom práce bude spresniť obe metódy určovania CO2 tokov do atmosféry z pôdy a testovať ich na referenčnej ploche s dobre definovaným podložím.

22. Metódy radónovej diagnostiky pobytových priestorov
Školiteľ: Doc. RNDr. Karol Holý, CSc.,         Kontakt: Karol.Holy@fmph.uniba.sk
Konzultant: RNDr. Monika Müllerová, PhD.    Kontakt: Monika.Mullerova@fmph.uniba.sk
Radónová diagnostika pobytových priestorov nebola doteraz na Slovensku rozvíjaná. Cieľom práce bude osvojiť si metódy radónovej diagnostiky vo svete, a tiež rozpracovať niektoré jednoduchšie diagnostické metódy radónu ako je určovanie exhalácie radónu zo stien, určovanie rýchlosti prísunu radónu a pod. K riešeniu témy budú využívané aj jednoduchšie modely správania sa radónu v pobytových priestoroch.

Oddelenie jadrovej fyziky
1. Detektor BaikalTop - rozšíření detektoru GVD
Školiteľ: Mgr. LukášFajt            
Konzultant: prof. RNDr. FedorŠimkovic, CSc.    Kontakt: Fedor.Simkovic@fmph.uniba.sk
Tématembakalářské práce je neutrinový teleskop GVD (GigatonVolumeDetector), který je umístěn na dněnejhlubšíhosladkovodníhojezera na světě - jezera Bajkal, a jeho možné budoucírozšíření detektor BaikalTop. Detektor BaikalTop je polemscintilačníchdetektorů, kterébudou v části roku umístěny na zamrzlém povrchu jezera a budousloužit k detekcisekundárníhokosmickéhozáření.
Hlavnímcílembakalářské práce je seznámitse s návrhem a fungovánímobou výše zmiňovanýchdetektorů a provést základní simulace detektoru BaikalTop v simulačním programu CORSIKA za účelemoptimalizace jeho parametrů.

2. Realizácia a testovanie nového nízkopozaďového tieniaceho krytu pre gama spektrometriu
Školiteľ: prof. RNDr. FedorŠimkovic, CSc.        Kontakt: Fedor.Simkovic@fmph.uniba.sk
Konzultant: Mgr. LukášFajt    
Tématembakalářské práce je neutrinový teleskop GVD (GigatonVolumeDetector), který je umístěn na dněnejhlubšíhosladkovodníhojezera na světě - jezera Bajkal. Cílem detektoru je detekovattéměřnedetekovatelnéneutrinapocházející z vesmíru. Detektor GVD je třírozměrnýmpolemsvětlocitlivýchzařízení – fotonásobičů, které na dnějezeradetekujísvětlo produkované průchodem nabitých částic.
Cílibakalářské práce je seznámitse s návrhem a fungováním detektoru GVD, strukturouukládanýchdat a analyzačnímsoftwarem. Hlavnímúkolem autora tétobakalářské práce je napsat modul prokalibraci detektoru, která je stěžejníprovšechnydalší kroky analýzy dat.

3. Pravdepodobnosť omylu pri intepretácii vzácnych rozpadov
Školiteľ: doc. Mgr. StanislavAntalic, PhD.         Kontakt: Stanislav.Antalic@fmph.uniba.sk
V experimentoch zameraných na syntézu a štúdium exotických atómových jadier zvyčajne produkujeme desiatky rôznych izotopov. Pritom iba niektoré z vytvorených jadier sú zaujímavé z pohľadu fyzikálnych cieľov merania. Vysoká selektivita a spoľahlivá identifikácia produktov reakcie je možná vďaka individuálnemu sledovaniu vytvorených atómových jadier. Pre každé jadro môžeme samostatne sledovať jeho časový vývoj od momentu jeho prvej registrácie detekčným systémom. Táto vysoká citlivosť nám umožňuje identifikovať veľmi zriedkavé javy s pravdepodobnosťou výskytu v jednom jadre za týždeň merania. Dokážeme identifikovať nové chemické prvky, študovať zriedkavé dlhožijúce vzbudené stavy jadier, identifikovať exotické spôsoby rozpadu jadier atď.  
Vo všetkých meraniach sa však vyskytujú aj nežiadúce, tzv. pozaďové signály. Tie môžu nezriedka milión-násobne presiahnuť početnosť zaujímavých signálov. V takých prípadoch vzniká otázka nakoľko je sledovaný efekt interpretovaný správne. Aj preto je mimoriadne dôležité ohodnotiť pravdepodobnosť omylu pri našej interpretácii.
Cieľom tejto úlohy je opis zdrojov pozadia v meraniach, vyhodnotenie pravdepodobnosti omylu v prípade merania oneskorených koincidencií v experimentoch s nízkymi početnosťami sledovaného efektu pri vysokých početnostiach nežiaducich signálov. Tieto metódy budú aplikované na odhadnutie pravdepodobnosti omylu registrácie niektorého zo zriedkavých rozpadov exotických jadier, pričom budú aplikované na reálne dáta, ktoré sme získali na experimente SHIP v GSI Darmstadt.

4. Energie alfa rozpadu a hmotnosti izotopov seaborgia
Školiteľ: doc. Mgr. StanislavAntalic, PhD.         Kontakt: Stanislav.Antalic@fmph.uniba.sk
Štúdium izotopov najťažších známych prvkov v oblasti ďalekých transuránov je výbornou možnosťou testovania dostupných teoretických modelov. Jadrá atómov s viac ako 250 nukleónmi predstavujú totiž mimoriadny komplexný systém jadrovej hmoty aký môžeme na zemi študovať a sú veľkou výzvou pre teoretickú jadrovú fyziku. V súčasnosti je k dispozícii viacero modelov opisujúcich hmotnosti teoretických jadier s rôznou kvalitou súladu s experimentálnymi údajmi. Väzbové energie nukleónov v jadrách transuránov sú zvyčajne viac ako 1 GeV (1 eV = 1.602x10^(-19 ) J). Pritom však už zmena hmotnosti jadier o pár 100 keV  (teda na úrovni 0.01%) môže významne zmeniť vlastnosti jeho rádioaktívneho rozpadu ako sú napr. pravdepodobnosti štiepenia jadier, alfa rozpadu či beta premeny.
Jednotlivé modely opisujúce hmotnosti jadier sa navzájom líšia najmä v oblasti atómových jadier ďaleko od oblasti stability, tzv. exotických jadier a vnášajú podstatnú neistotu pri teoretických predpovediach rozpadových vlastností atómových jadier. Jednou z možností získania hmotnosti atómového jadra je presné meranie energie jeho alfa rozpadu. V prípade dostatočne presne určenej hmotnosti dcérskeho jadra je možné určiť hmotnosť atómového jadra s presnosťou na pár 10 keV. Bakalárska práca sa preto zameria práve na preskúmanie tejto možnosti v oblasti ďalekých transuránov. Na základe experimentálnych údajov bude zámerom vyhodnotiť spoľahlivosť vybraných teoretických modelov.
Prvým cieľom práce bude porovnanie dostupných teoretických modelov pre vybrané izotopy v oblasti seaborgia (Z = 106). Tieto teoretické hmotností sa porovnajú s výsledkami získanými z pripravených experimentálnych dát pre niektoré izotopy seaborgia syntetizovaných na experimente SHIP v GSI Darmstadt. Ďalším cieľom je následne vyhodnotenie očakávaných polčasov rozpadov pre jednotlivé teoretické modely a ich porovnanie s experimentálnymi dobami života vybraných izotopov.

5. Porovnanie produkcie exotických jadier pomocou ISOL metód a fúzno výparných reakcií
Školiteľ: Mgr. Boris Andel, PhD.            Kontakt: Boris.Andel@fmph.uniba.sk
Metódami jadrovej spektroskopie je možné študovať mnoho javov a tém v jadrovej fyzike, ako sú napríklad tvarová koexistencia jadier, oneskorené štiepenie po beta premene, jadrové izoméry, vlastnosti superťažkých jadier a pod. Avšak, nutným predpokladom je samozrejme schopnosť vyprodukovať konkrétny študovaný izotop v dostatočnom množstve. Ďalšími dôležitými faktormi je schopnosť vyselektovať daný izotop (v závislosti od metódy) od nechcených produktov, primárneho zväzku a pod. a následne ho včas dopraviť do detekčného systému. ISOL (IsotopeSeparationOn-Line) a využitie reakcií úplnej fúzie sú v súčasnosti dva najdôletižejšie prístupy k produkcii exotických jadier. Líšia sa vo viacerých základných parametroch a princípoch, vďaka čomu sa výborne dopĺňajú v použiteľnosti pre rôzne izotopy alebo javy v jednom konkrétnom izotope. Dôkladné poznanie ich výhod a nevýhod pre štúdium jednotlivých problémov je dôležité pre plánovanie úspešných experimentálnych meraní. Experimentálne dáta, ktoré budú analyzované vrámci bakalárskej práce, boli získané na zariadení SHIP v GSI (Nemecko) a ISOLDE v CERN (Švajčiarsko).
Porovnať základné princípy produkcie jadier pri ISOL metóde a pri použití fúzno výparných reakcií a zhodnotiť výhody a nevýhody daných prístupov. Následne porovnať a rozdiskutovať vybrané experimentálne spektrá z experimentov s produkciou izotopu 180Tl zo zariadení SHIP (GSI, Nemecko) a ISOLDE (CERN, Švajčiarsko).

6. Vyhodnotenie účinných prierezov produkcie izotopov francia a radónu v reakcii 60Ni + 141Pr
Školiteľ: Mgr. Boris Andel, PhD.            Kontakt: Boris.Andel@fmph.uniba.sk
Štúdium exotických izotopov prináša nové cenné informácie o vlastnostiach jadier, umožňuje skúmať zriedkavé spôsoby rozpadu ako napríklad oneskorené štiepenie po beta premene, prípadne protónovú emisiu a prináša nové výzvy pre teoretické modely. Reakcie úplnej fúzie patria medzi najdôležitejšie spôsoby produkcie exotických jadier a sú jediným v súčasnosti použiteľným  spôsobom produkcie najťažších jadier. Účinné prierezy týchto reakcií pomerne citlivo závisia od excitačnej energie zloženého jadra a teda od energie zväzku urýchlených iónov nalietavajúcich na terč. Pri plánovaní experimentov je preto dôležité vopred odhadnúť účinný prierez a nastaviť energiu zväzku pre maximálny výťažok. Odhady sa robia pomocou štatistických modelov, ktorých parametre je potrebné upravovať s využitím známych experimentálnych hodnôt z podobných reakcií, ako je plánovaná. Preto je dôležité mať k dispozícii čo najväčší počet experimentálne určených účinných prierezov. Experimentálne dáta, ktoré budú analyzované vrámci bakalárskej práce, boli získané na zariadení SHIP v GSI (Nemecko).
Pre konkrétnu reakciu vypočítať excitačné energie zložených jadier pre rôzne energie zväzku a odhadnúť očakávané produkty reakcie. Následne identifikovať jednotlivé izotopy v experimentálnom energetickom spektre alfa častíc a určiť účinné prierezy produkcie izotopov francia a radónu pri jednotlivých energiách zväzku.

7. Výpočet jadrových maticových elementov beta rozpadu
Školiteľ: Mgr. DušanŠtefánik, PhD.            Kontakt: Dusan.Stefanik@fmph.uniba.sk
Beta rozpad jadier predstavuje historicky vôbec prvú evidenciu slabých interakcií v prírode. Iba vďaka jeho podrobnému štúdiu, ako aj z experimentálnej, tak i z teoretickej stránky, bolo možné odhaliť základné vlastnosti slabých interakcií. Tieto poznatky umožnili v šesťdesiatych rokoch skonštruovať ucelenú teóriu elektro-slabých interakcií – Štandardný model. Pravdepodobnosť beta rozpadu pozostáva zo súčinu dvoch členov: fázového faktoru a jadrového maticového elementu (JME). Zatiaľ čo, fázový faktor sa dá jednoducho odvodiť z Feynmanových pravidiel – štandardným nástrojom časticovej fyziky; JME obsahuje vlnové funkcie počiatočného a konečného jadra, a preto  jeho výpočet spadá do problémov jadrovej fyziky. Výpočet JME a jeho porovnanie s experimentálnymi dátami, patrí medzi testy daných jadrovo-štruktúrnych modelov, v ktorých bol výpočet uskutočnený. Dodnes existuje množstvo beta-rozpadov, pre ktoré nevieme JME spoľahlivo vypočítať, preto ich štúdium je aktuálnou problematikou aj dnes. Naviac, JME, aj keď odlišného typu, vstupujú aj do procesu za Štandardným modelom, do tzv. bezneutrínového dvojitého beta rozpadu, ktorý sa v súčasnosti hľadá v rôznych podzemných experimentoch, a ktorého existencia by implikovala, že neutríno a antineutríno sú totožné častice. Z teoretického hľadiska je výpočet JME bezneutrínového dvojitého beta rozpadu nevyhnutným k tomu, aby sme mohli z prípadných nameraných polčasov tohto rozpadu extrahovať efektívnu neutrínovú hmotnosť, a tým získať informáciu o absolútnej hmotnosti neutrín. Možno skonštatovať, že spresňovanie výpočtov JME patrí k hlavným témam teoretickej jadrovej fyziky.
Výpočet JME beta rozpadu niektorých jadier v rámci rozličných schém a porovnanie výsledkov s experimentálnymi údajmi. Uchádzač sa oboznámi so základnými pojmami z oblasti teórie jadra a so základnými metódami na výpočet JME. Práca taktiež zahŕňa štúdium odbornej literatúry v anglickom jazyku a jednoduché numerické výpočty v softvéroch ako Mathematica alebo Maple. Práca je vhodná pre uchádzačov teoretickej fyziky ako i jadrovej fyziky so zameraním na teóriu jadra.

8. Štúdium početností promptných neutrónov
Školiteľ: Mgr. PavolMošať                Kontakt: Pavol.Mosat@fmph.uniba.sk
Väčšina energie uvoľnenej v procese spontánneho štiepenia je transformovaná do kinetickej energie fragmentov, zvyšná časť spôsobuje ich excitáciu. Vzniknuté štiepne fragamenty sa obyčajne nachádzajú v neutrónovo-bohatej oblasti, kvôli zachovaniu pomeru N/Z štiepeného jadra. Ich deexcitácia prebieha najmä emisiou tzv. promptných neutrónov, ktoré odnášajú takmer všetku excitačnú energiu (emitované môžu byť takisto γ kvantá, prípadne β častice, neutrína, oneskorené neutróny, atď.).
Stredná hodnota počtu promptných neutrónov pripadajúcemu na jedno štiepenie je charakteristická vlastnosť každého štiepiteľného izotopu. Štúdium tejto vlastnosti pre ťažké jadrá je dôležité z hľadiska nastavania teoretických modelov a možnosti predpovedať vlastnosti superťažkýchprvkou v blízkosti zv. ostrova stability. Experimentálne meranie početností emitovaných neutrónov  pre izotopy so Z > 100 je v súčasnosti možné iba na experimente SHELS v SÚJV Dubna. Na tieto účely bol vyrobený špeciálny detektor pozostávajúci z proporciálnych počítačov obsahujúcich 3He, ktoré dokážu detekovať neutróny prostredníctvom reakcie n + 3He → 3H + p.
Vrámci tejto témy študent získa hlbšie poznatky o problematike jadrového štiepenia a emisii neutrónov v procese spontánneho štiepenia.
Cieľom tejto úlohy je naštudovanie si a zhrnutie základných vlastností spontánneho štiepenia jadier s dôrazom na početnosti promptných neutrónov. V ďalšom kroku je predpokladaná analýza a vyhodnotenie dát z neutrónového detektora experimentu SHELS v SÚJV Dubna, predovšetkým hľadanie koincidencií medzi štiepením jadra a detekciou neutrónov. Súčasťou práce bude diskusia k systematikám neutrónových multiplicít pre izotopy z oblasti transfermií.

9. Vyhodnotenie doby života v prípade nízkej štatistiky
Školiteľ: Mgr. PavolMošať                Kontakt: Pavol.Mosat@fmph.uniba.sk
Produkcia ťažkých exotických, či superťažkých izotopov je v súčasnosti možná reakciami vedúcimi cez zložené jadro. V týchto prípadoch sú účinné prierezy častokrát veľmi nízke a zodpovedajú produkcii iba niekoľkých jadier za týždeň merania, čo výrazne limituje možnosti produkcie vysokých početností. Súčasne sa produkuje množstvo iných izotopov (častokrát s oveľa vyššími účinnými prierezmi), ktoré nie sú fyzikálne zaujímavé z pohľadu daného merania. Identifikácia produktov reakcie prebieha štúdiom ich rozpadových vlastností (typ rádioaktívneho rozpadu, energie emitovaných častíc, polčas rozpadu, atď.).
Technika oneskorených koincidencií je v jadrovej fyzike často používaná pri identifikácií izotopov s neznámymi vlastnosťami na základe známych vlastností ich dcérskych produktov po rádioaktívnej premene. Takisto je možné hľadať korelácie medzi rôznymi typmi signálov z detektorov, ako napr. implantácia jadra do detektoru a jeho následný rádioaktívny rozpad, implantácia jadra v izomérnom stave a jeho deexcitácia, deexcitácia izomérneho stavu a následný rozpad zo základného stavu, a pod.
Štúdiom časových rozdielov medzi jednotlivými udalosťami je možné určiť polčasy premeny izotopov, či doby života izomérnych stavov. Štandardne sa pri dostatočnej štatistike využíva na vyhodnotenie fitovanie rozpadovej krivky exponenciálnou funkciou. Táto metóda je však väčšinou nepoužiteľná v prípade nízkej štatistiky. Doby života sa vyhodnocujú metódou maximálnej vierohodnosti. Každá z metód v sebe zahŕňa isté výhody a nevýhody a ich vhodnosť ich použitia je nutné dôsledne zvážiť.
Cieľom tejto úlohy je naštudovanie si metód vyhodnotenia doby života a ich aplikácia na experimentálne dáta namerané na zariadeniach SHIP v GSI Darmstadt alebo SÚJV Dubna. Zároveň budú študované vzorky náhodne vygenerovaných dát. Skúmať sa bude použitie metód v prípadoch rôzne vysokej štatistiky dát, v prípade dvoch detekovaných aktivít s rôznymi polčasmi rozpadu, prípady neúplnej štatistiky a podobne. Výstupom by malo byť vyhodnotenie, ktoré určí, v ktorých prípadoch je vhodnejšie použiť spomínané metódy.

Oddelenie subjadrovej fyziky

1. Bose-Einsteinove korelácie vo vysokoenergetickýchprotón-protónových zrážkach v experimente ATLAS
Školiteľ: Mgr. RóbertAstaloš, PhD.            Kontakt: Robert.Astalos@fmph.uniba.sk
Konzultant: prof. RNDr. StanislavTokár, DrSc.    Kontakt: Stanislav.Tokar@fmph.uniba.sk
Práca sa bude venovať skúmaniu efektu Bose-Einsteinových korelácií na súbore identických pi-mezónov, ktoré vznikajú pri protón-protónových zrážkach v experimente ATLAS. Tento efekt sa prejavuje zvýšením počtu identických bozónov, ktoré sa nachádzajú blízko seba vo fázovom priestore. Blízkosť častíc vo fázovom priestore je kvantifikovaná Lorentzovsky invariantnou veličinou Q, ktorá predstavuje veľkosť rozdielu ich štvorhybností. Pre účely vyhodnotenia experimentu sa počíta pomer rozdelenia Q pre páry identických častíc a rozdelenia Q pre páry častíc z referenčnej vzorky, ktorá je vybraná tak, aby neobsahovala Bose-Einsteinove korelácie, ani žiadne ďalšie korelácie, ktoré neobsahuje signálna vzorka. Efekt Bose-Einsteinových korelácií je pozorovateľný ako posilnenie tohto pomeru v regióne malých hodnôt Q. Cieľom práce je pomocou efektu Bose-Einsteinových korelácií určiť časovopriestorové charakteristiky zdroju pi-mezónov (a teda vlastne efektívny polomer oblasti hadonizácie vznikajúcej pri zrážkach protónov na LHC). Bose-Einsteinove korelácie môžu byť opísané prostredníctvom symetrizácie dvojčasticovej vlnovej funkcie, ako aj zložiteľšími modelmi ako sú kvantovo-optický model a Tau model, ktorý vysvetľuje aj pôvod antikorelácií, ktoré sú tiež pozorované v experimentálnych dátach.
Cieľom práce je analyzovať Bose-Einsteinove korelácie medzi identickými časticami (bozónmi) s využitím nasimulovaných a experimentálnych dát získaných pre častice vznikajúce v protón-protónových zrážkach pri energii 8 TeV v experimente ATLAS na urýchľovači LHC v CERNe.

2. Nábojová asymetria v top kvarkovej párovej produkcii v hadrónovom kanáli
Školiteľ: Mgr. Oliver Majerský            
Konzultant: prof. RNDr. StanislavTokár, DrSc.    Kontakt: Stanislav.Tokar@fmph.uniba.sk
Nábojová asymetria v top kvarkovej párovej produkcii predstavuje test Štandardného Modelu ako aj nepriame hľadanie stôp po novej fyzike, ktorá by sa prejavila ako odchýlka predpovede nameranej asymetrie od Štandardného modelu. Doterajšie merania nábojovej asymetrie na experimentoch CDF, D0, ATLAS a CMS boli vykonané v dileptónových alebo semileptónových rozpadoch top kvarkových párov. V tejto práci sa zaoberáme meraním v hadrónovomropadovom kanále pri vysokých hybnostiach top kvarkov, ktoré je možné rekonštruovať pomocou tzv. "boosted" techník. Ak existuje nová fyzika, predpokladá sa že by sa prejavila práve v tejto kinematickej oblasti.
Cieľom práce je preskúmať možnosti optimalizácie rozlišovania top kvarkov od QCD pozadia využitím nasimulovaných dát z experimentu ATLAS v protón-protónových zrážkach pri energii 13 TeV, za účelom redukcie neistoty merania asymetrie.

3. Štúdium referenčných rozdelení pre analýzu Boseho Einsteinových korelácií v mnohočasticovej produkcii pri pp-zrážkach
Školiteľ: RNDr. TiborŽeniš, PhD.            Kontakt: Tibor.Zenis@fmph.uniba.sk
Konzultant: prof. RNDr. StanislavTokár, DrSc.    Kontakt: Stanislav.Tokar@fmph.uniba.sk
Je to práca týkajúca sa časticovej fyziky. Na základe nasimulovaných a experimentálnych dát obsahujúcich tzv. "minimum-bias" eventy je treba preštudovať referenčné rozdelenia používané pri analýze Boseho-Einsteinových korelácií (BEK) medzi identickými časticami. BEK efekt sa prejavuje zvýšením počtu identických bozónov nachádzajúcich sa blízko seba vo fázovom priestore. Pre účely vyhodnotenia experimentu sa počíta pomer rozdelení párov častíc pre signálnu vzorku obsahujúcu BEK efekt a referenčnú vzorku bez BEK efektu. Táto práca sa zaoberá skúmaním referenčných vzoriek. Jedná sa o počítačovú analýzu dát, budú sa používať štandardné balíky určené pre tento účel.
Na základe nasimulovaných a experimentálnych dát obsahujúcich tzv. "minimum-bias" eventy preštudovať referenčné rozdelenia používané pri analýze Boseho-Einsteinových korelácií medzi časticami.

4. Možnosti priameho merania rozpadovej šírky top kvarku v dileptónových rozpadoch top-antitopkvarkových procesov pri ťažiskovej energií 13 TeV
Školiteľ: Mgr. Tomáš Dado                Kontakt: dadotomas@gmail.com
Rozpadovášírka top kvarku je dôležitý parameter, ktorýnie je dostatočnedobreexperimentálnezmeraný. Prípadneodchýlkyodteoretickypredpovedanejhodnotynámmôžuniečopovedať o fyzikezaŠtandardnýmModelom. ATLAS využívalpripriamommeranírozpadovejšírky top kvarkupri 8 TeV-ochsemileptónovérozpady top kvarkovéhopárukvôliväčšejštatisiteaibajednémuneutrínu z maticovéhoelementu. Avšak CMS využilonapriamemeranierozpadovejšírky top kvarkudileptónovérozpady top kvarkovýchpárov. Je zaujímavépreskúmaťtakútomožnosťajna ATLAS-e.
Cieľompráce je preskúmaťmožnosťpriamehomeraniarozpadovejšírky top kvarku v dileptónovýchrozpadoch top-antitopkvarkovýchprocesoch v protón-protónovýchzrážkachpriťažiskovejenergií 13 TeV, využitímnasimulovanýchvzoriekkolaboráciou ATLAS.

5. Štúdium asociovanej produkcie top-kvarkového páru a Z bozónu na experimente ATLAS
Školiteľ: Mgr. Michal Dubovský            Kontakt:dubovsky14@uniba.sk
Konzultant: prof. RNDr. StanislavTokár, DrSc.    Kontakt: Stanislav.Tokar@fmph.uniba.sk
Práca sa zaoberá štúdiom asociovanej produkcie top-kvarkového páru a Z-bozónu v dileptónovom kanále. Pre tento proces je charakteristické vysoké pozadie a nízky účinný prierez. Identifikácia signálnych eventov je preto veľmi náročná a treba na ňu využiť multivarietne techniky ako sú neurónová sieť, alebo boosteddecisiontree. Ako vstup pre tieto techniky slúži sada tzv. diskriminačných premenných. Sú to premenné, ktoré majú rôzne rozdelenie pre signál a pozadie. Študent preskúma rozdelenia týchto veličín v Monte Carlo vzorkách a ohodnotí vhodnosť týchto premenných na rozlíšenie signálu od pozadia.
Preskúmať rozdelenia veličín, ktoré sa dajú použiť na rozlíšenie signálnych eventov od pozaďových a ohodnotiť ich separačnú silu.

6. Štúdium nábojovej asymetrie v top kvarkovej produkcii v leptón+jetovom kanáli
Školiteľ: Mgr. MatejMelo                Kontakt: matej.melo@gmail.com
Konzultant: prof. RNDr. StanislavTokár, DrSc.    Kontakt: Stanislav.Tokar@fmph.uniba.sk
Nábojová asymetria v produkcii top kvarku sa považuje za potenciálne "okno" k novej fyzike za Štandardným modelom, nakoľko jej hodnota môže byť citlivá na nové, ešte neobjavené elementárne častice. Jej presné odmeranie s využitím najnovších 13 TeV dát z urýchľovača LHC je preto jednou z priorít top kvarkovej fyziky na experimente ATLAS.
Cieľom práce je pochopiť, preskúmať a zoptimalizovať techniky potrebné pre čo najpresnejšie určenie tzv. nábojovej asymetrie v produkcii top kvarku v leptón+jetovom kanáli, a tak na úrovni bakalárskeho študenta prispieť k reálnemu a aktuálnemu výskumu vedeného medzinárodnou kolaboráciou.