BADANIE FUNDAMENTALNYCH WŁAŚCIWOŚCI NATURY

POB 5 to synergia zagadnień na ich elementarnym poziomie w naukach przyrodniczych i ścisłych. Obszar ten odgrywa kluczową rolę w rozwoju nauki i techniki oraz wywiera ogromny wpływ na społeczeństwo. Do przykładowych unikatowych specjalności tego obszaru należą fizyka cząstek elementarnych ze szczególnym uwzględnieniem badania natury neutrin, oddziaływania nanocząstek, w tym węglowych, na fizjologię organizmów, a także cytomolekularne analizy roślinnego genomu jądrowego.

Cząstki elementarne

Badania z zakresu fizyki cząstek elementarnych obejmujące analizę natury neutrin prowadzone są m.in. we współpracy z CERN-em w Genewie i J-PARC w Japonii. W ramach jednego z eksperymentów prowadzone są badania oddziaływań neutrin i antyneutrin mionowych z wiązki J-PARC, mogące rzucić światło na zagadkę ogromnej przewagi materii nad antymaterią, którą obserwujemy we współczesnym Wszechświecie. Kolejny z eksperymentów ma pozwolić na poznanie własności gęstej, ekstremalnie gorącej materii jądrowej przez pomiar produkcji hadronów w zderzeniach proton-proton, hadron-jądro oraz jądro-jądro. Badania naturalnego tła promieniowania w podziemnych lokalizacjach (np. kopalnie) są niezbędne do wyboru optymalnego miejsca na pierwsze polskie laboratorium podziemne.

Badania umożliwiające tworzenie nowych metod obliczeniowych chemii kwantowej mają na celu precyzyjne wyznaczanie potencjałów międzyatomowych dla molekuł w całym zakresie odległości międzyjądrowych. Znajomość tych potencjałów jest nieodzowna przy projektowaniu syntez molekuł w ultraniskich temperaturach. Zastosowania tych badań są szerokie nie tylko w chemii, lecz także w fizyce, m.in.: w pomiarach spektroskopowych o niezwykle wysokiej dokładności, w superprecyzyjnym wyznaczaniu fundamentalnych stałych, a także w komputerach kwantowych. Nowo opracowywane metody są pomocne w przewidywaniu i wyjaśnianiu natury stanów elektronowych.