Zakłady

Zakład Cząstek i Oddziaływań Fundamentalnych

Zakład Fizyki Jądra Atomowego

Opis Zakładu:

Tematyka badawcza Zakładu Fizyki Jądra Atomowego koncentruje się wokół następujących projektów:

• Badanie mechanizmu zderzeń jądro-jądro w bardzo szerokim zakresie energii od kilku MeV/nukleon do kilkudziesięciu GeV/nukleon.
• Badanie własności stanów wzbudzonych egzotycznych jąder atomowych.
• Wykorzystanie metodeksperymentalnych fizyki jądrowej w technice i medycynie.

Zakład Spektroskopii Jądrowej

Opis Zakładu:

Zakład Spektroskopii Jądrowej zajmuje się badaniem własności jąder atomowych. Szczególne zainteresowanie poświecamy nuklidom o znacznym niedoborze bądź o znacznym nadmiarze neutronów, czyli tzw. nuklidom egzotycznym,  dalekim od ścieżki stabilności. Do głównych tematów należy badanie dróg rozpadu takich jąder, poprzez rejestrację promieniotwórczości protonowej (a od niedawna także dwuprotonowej), rozpadu beta, emisji protonów opóźnionych, cząstek alfa, oraz promieniowania gamma. Badania te koncentrują się wokół jąder podwójnie magicznych, takich jak ⁵⁶Ni, ⁷⁸Ni, ¹⁰⁰Sn, ¹³²Sn and ²⁰⁸Pb, jąder o takiej samej liczbie neutronów i protonów (N=Z) oraz jąder leżących na ścieżce astrofizycznego procesu "r". Eksperymenty, które prowadzimy na Cyklotronie Warszawskim oraz w wiodących ośrodkach fizyki jądrowej na świecie (takich jak CERN, GSI Darmstadt, GANIL Caen, Oak Ridge) przynoszą ważne informacje o budowie jąder atomowych, pozwalają testowac zaawansowane modele teoretyczne stuktury jądra, przyczyniają się do poznania astrofizycznych procesów nukleosyntezy.

Zakład Optyki

Opis Zakładu: 

W Zakładzie Optyki IFD UW działają cztery laboratoria naukowe :

Laboratorium Procesów Ultraszybkich (kier. przez prof. Czesława Radzewicza) wyposażone w układy laserowe wytwarzające błyski światła o czasie trwania kilkudziesięciu fs i mocy rzędu 10 GW, które służą do badań ultraszybkich procesów w cząsteczkach i nieliniowych zjawisk optycznych. Konstruowane są tu także nowe źródła ultra-krótkich impulsów promieniowania oraz opracowane metody ich diagnostyki.

W Laboratorium Lidarowym (kier. przez prof. Tadeusza Stacewicza), opracowuje się zdalne metody badania własności atmosfery za pomocą światła laserowego, w szczególności techniki wyznaczania rozkładów rozmiarów cząstek aerozolu.

W Pracowni Spektroskopii Molekularnej (kier. przez prof. Pawła Kowalczyka) badana jest struktura elektronowa cząsteczek dwuatomowych (np. Na₂, NaLi, KLi). Rozwijane są zarówno metody doświadczalne (metoda laserowego znakowania poziomów), jak i metody opisu stanów cząsteczkowych.

W Laboratorium Spektroskopii Laserowej (kier. przez prof. Tadeusza Stacewicza) prowadzone są badania z zakresu fizyki plazmy niskotemperaturowej i fizyki oddziaływania rezonansowego promieniowania laserowego z atomami i cząsteczkami, ostatnio - z wykorzystaniem Spektroskopii Strat we Wnęce Optycznej (CRDS).

Strona Zakładu Optyki

Zakład Fizyki Ciała Stałego

Opis zakładu: 

Zakład Fizyki Ciała Stałego jest największym zakładem IFD. Zakład zajmuje się głównie badaniami półprzewodników i nanostruktur kwantowych (studni, drutów i kropek kwantowych, a więc obiektów o tzw. obniżonej wymiarowości). Badane są własności optyczne, elektryczne i magnetyczne.

Zakład Biofizyki

Opis Zakładu: 

Do głównych obszarów aktywności naukowej Zakładu należą badania: struktury, dynamiki i specyficznych oddziaływań białek, kwasów nukleinowych oraz ich składników, wpływu czynników mutagennych, antywirusowych i antynowotworowych na aktywność układów biologicznych, fizycznych podstaw molekularnych mechanizmów regulacji i ekspresji genu: inicjacji procesu biosyntezy białek, transferu elektronu i protonu, fosforylacji i fosforolizy enzymatycznej, zwijania bialek, proteomiki.

W naszych badaniach stosujemy zarówno metody eksperymentalne jak i teoretyczne takie jak: spektroskopia molekularna (UV-VIS, emisja fluorescencji, stopped-flow, NMR, CD), dyfrakcja promieni X, kalorymetria, spektrometria masowa, fotofizyka molekularna, chemia, enzymologia, inżynieria genetyczna oraz modelowanie molekularne, mechanika i dynamika molekularna, dynamika brownowska, chemia kwantowa, dynamika kwantowa.

Zakład Fizyki Biomedycznej

Opis Zakładu:

Wstęp

Jednym z największych wyzwań XXI wieku jest poznanie i zrozumienie działania najważniejszego narzędzia poznawczego, którego używamy od początku istnienia nauk: ludzkiego mózgu. Znaczenie neuroinformatyki jako nowej dziedziny, integrującej wiedzę i badania neuronauk wokół metodologii nauk fizycznych, podkreśla powstanie International Neuroinformatics Coordination Facility (http://incf.org), w której pracach Zakład Fizyki Biomedycznej bierze czynny udział. W wyniku analizy zapotrzebowania na kadry w tej dziedzinie, na Wydziale Fizyki UW otwieramy pierwsze na świecie studia licencjackie w tym zakresie. Kontynuujemy również tradycje pierwszej w Polsce fizyki medycznej - od roku 1974 nasi absolwenci są poszukiwani na rynku pracy dzięki solidnemu wykształceniu obejmującemu dozymetrię, radiodiagnostykę i radioterapię.

Główne kieruki badań

Jednym z głównych kierunków badań naukowych prowadzinych w naszym Zakładu jest analiza sygnałów biologicznych i modelowanie czynności elektrycznej mózgu. Rozwijamy modele i zaawansowane metody analizy szeregów czasowych, zwłaszcza związanych z systemem nerwowym (elektroencefalogramów EEG, magnetoencefalogeamów MEG, potencjałów wywołanych ERP, elektrokortykogramów ECoG, lokalnych potencjałów polowych LFP oraz emisji otoakustycznych u ludzi i zwierząt) dla celów naukowych i klinicznych. Badania prowadzone są we współpracy z wieloma ośrodkami badawczymi w kraju i za granicą; można tu wymienić Warszawski Uniwersytet Medyczny, Johns Hopkins School of Medicine, Harvard Medical School czy Uniwersytet w Amsterdamie.

Nowe tematy badań

Nowym tematem, rozwiniętym po raz pierwszy w Polsce w ciągu ostatnich dwóch lat, są interfejsy mózg-komputer (brain-computer interfaces, BCI). Systemy te są jedynym środkiem komunikacji z otoczeniem dla osób znajdujących się w tzw. stanie zamknięcia, jak autor książki Skafander i Motyl. Komputer odczytuje proste intencje na podstawie rejestrowanych z powierzchni głowy zapisów potencjałów mózgowych (EEG), i zamienia je na komendy sterujące urządzeniami zewnętrznymi lub umożliwia pisanie tekstów bez pośrednictwa klawiatury i mięśni ? wyłącznie za pomocą mózgu.

Dołączenie do czołówki światowej w zakresie BCI możliwe było dzięki najwyższemu poziomowi osiągnięć w analizie i modelowaniu zapisów czynności elektrycznej mózgu i innych biosygnałów. Są one przedmiotem badań, o celach zarówno czysto poznawczych jak i klinicznych, prowadzonych w Zakładzie od dziesięcioleci.

Aktualne projekty

Aktualnie realizowane projekty obejmują m.in. :

• lokalizację przestrzenną źródeł napadów epileptycznych na podstawie powierzchniowych zapisów EEG (tzw. problem odwrotny EEG ? we współpracy z Centrum Zdrowia Dziecka i Fraunhofer FIRST),
• korejestrację sygnałów EEG i fMRI we współpracy Cyclotron Research Centre w Liége dla badania stanów minimalnej świadomości,
• analizę sygnałów magnetoencefalograficznych (MEG) we współpracy z Leibniz Institute for Neurobiology,
• konstrukcję automatycznych systemów analizy snu, analizę emisji otoakustycznych (OAE),
• modelowanie czynności elektrycznej mózgu od poziomu pojedynczych synaps do modeli populacyjnych,
• rozwój metod matematycznych analizy sygnałów takich jak opracowana w Zakładzie metoda kierunkowej funkcji przejścia (DTF) estymująca przyczynowość Grangera (pojęcie wyrosłe na gruncie ekonofizyki) czy przybliżenia adaptacyjne realizujące suboptymalne rozwiązanie NP-trudnego problemu aproksymacji funkcji w redundantnych słownikach.
• Projekty neuroinformatyczne to np.:
  • oparty o XML metajęzyk opisu  struktury cyfrowych zapisów szeregów czasowych SignalML http://signalml.org,
  • pierwszy polski portal neuroinformatyczny http://eeg.pl,
  • pierwszy na świecie otwarty projekt w dziedzinie interfejsów mózg-komputer http://bci.fuw.edu.pl,
  • pierwszy na świecie otwarty system oznaczania, analizy i rejestracji EEG Svarog (Signal Viewer, Analyzer and Recorder On GPL).

Więcej informacji znajduje się w portalu Zakładu http://brain.fuw.edu.pl.

Zakład Dydaktyki Fizyki

Warsztaty