Doktoraty (WF)

Permanent URI for this collection

https://repozytorium.amu.edu.pl/handle/10593/768

Browse

Now showing 1 - 20 of 117

Badanie stanów magnetycznych jonu żelaza w ferroelektromagnetycznym PbFe₀‚₅Nb0₃
(1980) Maryanowska, Anna; Pietrzak, Jerzy
Ocena wiarygodności metod identyfikacji strumieni meteoroidowych
(2010-02-26T12:10:23Z) Rudawska, Regina; Jopek, Tadeusz J. Promotor
Procedura wyszukiwania strumieni meteoroidowych w bazie danych orbitalnych następuje za pomocą jednej z technik analizy skupień, która w połączeniu z wartością graniczną Dk i odpowiednim D-kryterium definiują jednocześnie sam strumień. Analizą skupień wykorzystaną przez Southwortha i Hawkinsa w pracy z 1963 roku była metoda pojedynczego łączenia. Natomiast Sekanina (1976) i Welch (2001) zaproponowali iteracyjną metodę. Całkowicie inną metodę, tzw. metodę wskaźników, zaproponowali Svoreň i in. (2000). Podczas gdy Galligan i Baggaley (2002) oraz Brown i in. (2008) zdefiniowali strumień meteoroidowy, wykorzystując metody falkowe. Celem niniejszej pracy była ocena wiarygodności metod identyfikacji strumieni meteoroidowych, w których wykorzystano funkcje podobieństwa orbitalnego DSH i DV oraz kilka algorytmów analizy skupień. Badania wykonano w oparciu o symulacje wyrzutu i ewolucji cząstek strumieni meteoroidowych pochodzących z 15 ciał macierzystych, które identyfikowano za pomocą algorytmów analizy skupień: dwóch wariantów algorytmu Welcha, metody pojedynczego łączenia i metody wskaźników.
Charge and spin transport through magnetic molecules
(2010-04-06T06:53:50Z) Misiorny, Maciej; Barnaś, Józef. Promotor
Due to their peculiar physical properties such as an energy barrier for the spin reversal or long spin relaxation times, single-molecule magnets (SMMs) are inherently predestined for applications in novel molecular electronic and spintronic devices. The following thesis is devoted to studying transport properties of such molecules, with the main emphasis laid on discussing how the flow of spin-polarized current through a SMM can affect the magnetic state of the molecule. The system under investigation consists of a SMM bridged between two metallic, ferromagnetic electrodes with collinear magnetic moments. Furthermore, electronic transport is assumed to take place via the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of the molecule. I show that due to exchange interaction between an electron occupying the LUMO level and the SMM's core spin, during tunneling of spin-polarized electrons through a molecule one can observe an effect analogous to the current-induced magnetic switching (CIMS) phenomenon, known from other magnetic systems, for instance, nanowires or spin valves. The origin of the CIMS mechanism in SMMs stems from angular momentum transfer between a spin-polarized current and the molecule, and it allows for manipulating the SMM's spin state without application of an external magnetic field. I also focus on studying dynamical aspects of the magnetic switching mechanism, together with other spin effects that can arise in the situation under consideration. Finally, I analyze the possibility of employing a pulse of circularly polarized electromagnetic radiation for stimulating the mechanism of CIMS.
Klasyfikacja akustyczna pomieszczeń klasowych
(2010-05-06T07:15:18Z) Leśna, Paulina; Skrodzka, Ewa. Promotor
Odpowiednie warunki akustyczne w miejscach pracy i w szkołach są niezbędne dla efektywności pracy, zrozumiałości mowy i rozwiązywania zadań wymagających skupienia. W niniejszej rozprawie postawiono hipotezę, że w oparciu o standardowe pomiary akustyczne oraz rezultaty ankiety przeprowadzonej wśród uczniów można dokonać klasyfikacji pomieszczeń klasowych ze względu na warunki akustyczne. Głównym celem było zaproponowanie klasyfikacji akustycznej pomieszczeń klasowych w oparciu o czynniki subiektywne oraz obiektywne uzyskane na drodze pomiarów. Do badań wybrano piętnaście prostopadłościennych pomieszczeń klasowych, z których osiem posłużyło do budowy modelu, a siedem pozostałych do jego weryfikacji. Stworzony przez autora model regresyjny połączył parametry obiektywne akustyki wnętrz oraz czynniki subiektywne uzyskane na drodze pomiarów subiektywnych z udziałem uczniów. W wyniku weryfikacji modelu potwierdzono, że istotnymi czynnikami w modelu są wskaźnik transmisji mowy STI i wyraźność głosu nauczyciela uzyskana z badań ankietowych. Dotychczas dokonywano klasyfikacji akustycznej głównie na podstawie pomiarów parametrów obiektywnych akustyki wnętrz oraz łączono wyniki badań obiektywnych z wynikami badań subiektywnych.Istniejące modele regresyjne bazują na parametrach obiektywnych lub łączą parametry subiektywne z obiektywnymi. Należy jednak zwrócić uwagę, iż nie występuje, zwłaszcza w Polsce, połączenie tego typu modeli regresyjnych z testem psychoakustycznym oceniającym subiektywnie akustykę pomieszczeń klasowych. Stworzenie testu psychoakustycznego oceniającego w sposób subiektywny pomieszczenia klasowe (eksperyment II) oraz połączenie jego wyników i oceny subiektywnej z wynikami badań obiektywnych jest według wiedzy autora zagadnieniem nowym i poszerzającym temat klasyfikacji akustycznej. Materiał dźwiękowy użyty w teście (zdania z podręczników szkolnych czytane przez lektora) zastosowano z myślą o słuchaczach. Oceniającymi w eksperymencie II byli uczniowie w wieku od 12 do 17 lat, ponieważ są oni głównymi odbiorcami przekazywanej informacji w środowisku szkolnym. W wyniku przeprowadzonego eksperymentu II otrzymano ranking preferencji pomieszczeń klasowych. W celu uzyskania czynników obiektywnych i subiektywnych potrzebnych do budowy modelu, zaplanowano szereg pomiarów. Do badań subiektywnych należały badania ankietowe oraz badania zrozumiałości mowy w pomieszczeniach klasowych. Na podstawie pomiarów obiektywnych uzyskano wymiary piętnastu pomieszczeń klasowych, wartości średnie czasu pogłosu oraz średni poziom szumu tła zmierzony na lekcji. W wyniku wszystkich przeprowadzonych badań istotnymi czynnikami w modelu okazały się wskaźnik transmisji mowy STI i subiektywna ocena wyraźności głosu nauczyciela. Na podstawie modelu dokonano klasyfikacji akustycznej pomieszczeń klasowych. Zaproponowano podział pomieszczeń istniejących w polskich szkołach na dwie grupy akustyczne. Obliczona na podstawie modelu wartość „y” określa ostatecznie klasyfikację pomieszczeń. Jedna grupa to pomieszczenia posiadające dobre warunki akustyczne, przystosowane do przyjęcia dzieci z różnego rodzaju dysfunkcjami (ADHD, ADP, dzieci niedosłyszące). Druga grupa to pomieszczenia, których warunki akustyczne nie są odpowiednie do nauki dzieci z dysfunkcjami. W wyniku stworzonej klasyfikacji akustycznej pomieszczeń klasowych możliwa jest ocena, czy dane pomieszczenie spełnia warunki do nauki dla określonej grupy dzieci, a zwłaszcza, czy jest ono przystosowane do nauki dzieci ze szczególnymi potrzebami.Dodatkowo, podczas 12-miesięcznego stypendium naukowego w Szwecji, przeprowadzono badania subiektywne i obiektywne w piętnastu pomieszczeniach klasowych w Sztokholmie. Celem badań było porównanie warunków akustycznych oraz wyników badań subiektywnych w szkołach polskich i szwedzkich. Zaobserwowano znaczną różnicę w warunkach akustycznych pomiędzy krajami. Wynika ona głównie z istnienia norm w Szwecji i ich braku w Polsce. Brak norm w Polsce spowodował także brak klasyfikacji pomieszczeń klasowych i określenia, które pomieszczenia są dobre pod względem akustyki i posiadają warunki odpowiednie na przyjęcie dzieci z dysfunkcjami. Zbudowany model pozwolił na dokonanie klasyfikacji i określenie, czy dane pomieszczenie spełnia warunki akustyczne dla tych dzieci. Zatem postawiona w rozdziale 1 hipoteza została potwierdzona i udowodniona.
Symulacje numeryczne wpływu dynamiki białka na pewne biomolekularne procesy przeniesienia elektronu
(2010-05-06T09:57:23Z) Torchała, Mieczysław; Kurzyński, Michał. Promotor
Wiele eksperymentów wskazuje na to, że dynamika otoczenia białkowego ma istotny wpływ na procesy przeniesienia elektronu.W rezultacie, standardowa teoria stanu przejściowego, która całkowicie zaniedbuje tą dynamikę, musi zostać znacząco uzupełniona. Wpływ dynamiki wibracyjnej zbadano w przypadku pikosekundowego procesu pierwotnego przeniesienia elektronu w bakteryjnym fotosyntetycznym centrum reakcji. Sformułowano problem w języku stochastycznej teorii szybkości reakcji jako dyfuzję w przestrzeni energetycznej. Pokazano, że analityczne przybliżenie ciągłe jest niedostateczne w fizjologicznych temperaturach i wysokościach barier potencjału. Wyjaśniono obserwowany eksperymentalnie wzrost szybkości przeniesienia elektronu z obniżaniem temperatury. Udało się dość dobrze dopasować wyniki symulacji komputerowych do wyników eksperymentalnych.Wpływ dynamiki przejść konformacyjnych zbadano w przypadku przeniesienia elektronu związanego z przetwarzaniem energii swobodnej. Rozważono zastosowanie ogólnego modelu dwóch sprzężonych jednocząsteczkowych reakcji enzymatycznych w języku stochastycznej teorii stanu stacjonarnego. Pokazano zgodność wyników symulacji numerycznych z teorią, m.in. zależności strumień-siła oraz stopnia sprzężenia od siły napędzającej. Rozszerzono model na wiele procesów dostarczających i odbierających energię swobodną. Pokazano w jakich warunkach może realizować się tzw. przekładnia molekularna, tzn. kiedy na jedno przejście dostarczające może realizować się wiele przejść odbierających energię swobodną.
Lattice QCD with chirally invariant fermions
(2010-10-15T11:34:49Z) Cichy, Krzysztof; Tomczak, Piotr. Promotor; Jansen, Karl. Promotor
Celem rozprawy było zbadanie podejścia mixed action w chromodynamice kwantowej na sieci z kwarkami walencyjnymi overlap oraz kwarkami morza twisted mass. Pozwoliło to na określenie wartości parametrów (rozmiar sieci i masa pionu), które pozwalają na przeprowadzenie bezpiecznych symulacji mixed action. W rozdziale 1 przedstawione są teoretyczne podstawy QCD na sieci. Wprowadzono lagranżjan QCD w kontinuum i przedsykutowano jego symetrie, w szczególności symetrię chiralną. Następnie, pokazano sposób dyskretyzacji takiej teorii i wprowadzono różne dyskretyzacje fermionowe. Rozdział 2 przedstawia rezultaty testu skalowania różnych fermionów w teorii swobodnej. W rozdziale 3 przedyskutowane są szczegóły techniczne symulacji QCD, w szczególności algorytm HMC i techniki efektywnej implementacji fermionów overlap. Główne rezultaty pracy są zawarte są w rozdziale 4. Przedstawiona jest ogólna idea i motywacja symulacji mixed action. Następnie, opisana jest analiza testu skalowania stałej rozpadu pionu oraz analiza roli modów zerowych operatora overlap. W rozdziale 5 przedstawiono dalsze rezultaty, dotyczące naruszenia unitarności w podejściu mixed action, mas lekkich barionów i pewnych aspektów topologicznych.
Badanie dynamiki molekularnej w związku inkluzyjnym tiomocznika i bromku pirydyniowego
(2010-11-05T13:27:41Z) Marczak, Andrzej; Czarnecki, Piotr. Promotor
Celem pracy jest badanie dynamiki molekularnej związku inkluzyjnego tiomocznika i bromku pirydyniowego. Substancja ta należy do grupy związków zawierających kationy pirydyniowe, których dynamika podlega rozległym badaniom. Wiele substancji z tej grupy wykazuje własności ferroelektryczne. Związki inkluzyjne są ciekawą częścią tej grupy. W związku inkluzyjnym tiomocznika i bromku pirydyniowego (oznaczanym jako TPyBr) stwierdzono dwa przejścia fazowe, przy czym przejście w temperaturze T2 = 155 K jest nieciągłe (I rodzaju) a przejście w temperaturze T1 = 178 K – ciągłe (II rodzaju). Opisano badania rozważanego związku różnorodnymi metodami, które wzajemnie się uzupełniają i potwierdzają. Wykonano badania rentgenowskie, kalorymetryczne, spektroskopii dielektrycznej, badania ciśnieniowe, kwazielastyczne rozpraszanie neutronów oraz spektroskopię mionową. Wnioski z badań: związek wykazuje dwie przemiany fazowe: nieciągłą i ciągłą, przemiana nieciągła jest przemianą typu porządeknieporządek, przemiana ciągła zachodzi między dwoma nieuporządkowanymi fazami, struktura gospodarza stanowi względnie sztywną strukturę, kationy pirydyniowe wbudowane w kanały tiomocznikowe wykonują ruch wokół osi pseudosześciokątnej prostopadłej do płaszczyzny cząsteczki, kationy pirydyniowe wykonują również ruchy względem osi znajdujących się w płaszczyźnie cząsteczki – amplituda tych ruchów jest duża.
Analiza strukturalna wodnych roztworów lizozymu
(2010-11-18T10:29:01Z) Szymańska, Agnieszka; Ślósarek, Genowefa. Promotor
Niniejsza praca wyjaśnia na poziomie molekularnym mechanizmy tworzenia różnych form strukturalnych stanów pośrednich białka, które prowadzą do powstania struktury włóknistej. Prezentuje nowe koncepcje oraz nowe wyniki badań in vitro dotyczące form strukturalnych lizozymu. W pracy opisano wyniki uzyskane metodą rozpraszania światła, metodami reologicznymi, metodą spektrofotometryczną z użyciem barwnika czerwień Kongo, oraz za pomocą spektroskopii CD i badania z wykorzystaniem barwnika fluorescencyjnego. Analiza kinetyki tworzenia uporządkowanych agregatów potwierdziła istnienie etapu nukleacji i elongacji w tym procesie. Analizy stabilności włóknistych form strukturalnych pozwoliły wysunąć interesującą hipotezę. Obecność kwasu acetylosalicylowego o stężeniu 6mg/ml powoduje zniszczenie włóknistej struktury białka. Z uporządkowanej konformacji tworzą się bezpostaciowe, amorficzne struktury.
Drgania molekuł – metoda opisu i jej zastosowanie do badań wybranych układów molekularnych
(2011-01-25T07:52:39Z) Kamiński, Adrian; Boncewicz, Tadeusz. Promotor
Widmo cząsteczkowe znacznie różni się od widm atomowych chociażby z tego względu, że w przypadku atomu można zaniedbać ruch jądra lub w razie potrzeby uwzględnić go wprowadzając masę zredukowaną elektronu. Natomiast w cząsteczce jądra mogą poruszać się względem siebie oscylując wokół położenia równowagi, a także obracając się wokół środka masy. Ruchy te oddziaływają ze sobą, sprzęgają się, a każdy z nich charakteryzuje energia – oscylacyjna, rotacyjna oraz elektronowa związana z ruchem orbitalnym elektronów. Za tym wszystkim idzie znacznie większa liczba poziomów energetycznych niż w atomie. Drgania atomów w cząsteczce – które nas najbardziej interesują – są źródłem promieniowania, które może być obserwowane w postaci widma złożonego z pasm, czyli grup blisko leżących linii. Określenie typu i ilości tychże drgań umożliwia znajomość reprezentacji nieprzywiedlnych grup punktowych molekuł. W części niniejszej pracy przedstawiono dydaktyczny sposób analizy charakterów reprezentacji nieprzywiedlnych. Omówiono tu sposoby nauczania na poziomie uniwersyteckim abstrakcyjnej wiedzy jaką są reprezentacje grup punktowych. Jest to jedna z możliwości nauczania tej wiedzy. Drgania związane z widmami oscylacyjnymi w zakresie podczerwieni będziemy dyskutować w rozdziale XI części, a drgania i widmo rozpraszania Ramana w rozdziale IX, cz. Istotną częścią prezentowanej pracy – czym zajmujemy się w części – jest opis metody dydaktycznej otrzymywania charakterów reprezentacji nieprzywiedlnych różnych grup punktowych molekuły, na podstawie samej tylko symetrii – rozdziały III–VII, cz. Symetria pozwala ponadto określić pewne własności jakościowe rozważanego problemu. Możemy np. wyznaczyć liczbę i rodzaj poziomów energetycznych charakteryzujących cząsteczkę, a także rodzaj przejść między nimi. Dane ilościowe uzyskujemy dzięki obliczeniom teoretycznym bądź przeprowadzonym eksperymentom. I tak np. dokładne określenie położeń i natężeń wspomnianych pasm absorpcyjnych wymaga pomiarów lub obliczeń. Dlatego też w wielu rozdziałach wprowadziliśmy mechanikę kwantową, a w szczególności operatory rzutowe, by otrzymać potrzebne kombinacje liniowe orbitali atomowych, czyli orbitale symetrii. Stosujemy je również w celu oszacowania energii poziomów energetycznych o odpowiednich symetriach – rozdział VIII, cz. W części prezentujemy zagadnienia dotyczące rozpraszania Ramana dla cząsteczek o kolizyjnie wzbudzonej polaryzowalności. Molekułami badanymi są CO2 i N2, których symetria, charaktery reprezentacji oraz metoda prowadząca do ich otrzymania są omówione uprzednio w rozdziale VII, cz. Rozważania i obliczenia tychże cząsteczek są prowadzone również w cz. , gdzie występują one w fazie ciekłej. Ogólny opis wzbudzenia polaryzowalności poprzez zderzenia atomów,(cząsteczek) jest podany w rozdziale II, cz. Rozważania w tym rozdziale są skierowane na indukowaną polaryzowalność dla pary atomów (układ izotropowy) – podłużną (wzdłuż osi układu), poprzeczną i uśrednioną oraz wzbudzoną polaryzowalność dla cząsteczki anizotropowej. W rozdziale II i III. cz. obliczamy natężenie izotropowego rozpraszania Ramana, po uwzględnieniu kolizyjnie – indukowanej polaryzowalności, w odniesieniu do CO2 i N2. W części, gdzie stosujemy operatory rzutowe w celu uzyskania orbitali symetrii (rozdziały: II.B., III.A.,B.,C., IV.A., V.A., VI.A.2.) oraz znajdujemy poziomy energetyczne (rozdział VIII.) wykonujemy obliczenia w oparciu o pracę A. Cottona „Teoria Grup Zastosowania w Chemii”. W rozdziałach przedstawiających wizualizację wychylenia atomu cząsteczki z położenia równowagi oraz rotacji strzałki wokół osi pomocne okazały się informacje zawarte u Z. Kęckiego „Podstawy spektroskopii molekularnej”. Wstęp matematyczny do rozpraszania Ramana podajemy za H. Haken, H. C. Wolf „Fizyka molekularna z elementami chemii kwantowej”. Analizę ruchów cząsteczki oraz wynikające stąd postacie wzorów na ilość drgań różnego rodzaju (XI.E.) możemy znaleźć również u P. Kowalczyka „Fizyka cząsteczek”. Metoda opisu drgań cząsteczek oraz znajdowania charakterów reprezentacji nieprzywiedlnych różnych grup punktowych (rozdziały: III.A., B.,C., IV.A., V.B., VI.A.1.,2., VII.A.,B.) jak również obliczenia funkcji określających orbitale molekularne i energię na poziomach orbitalnych, zostały opracowane przez autora. Autorskie są również wszystkie wizualizacje transformacji figur (III.A.3., III.B.4., IV.B.) oraz programy i symulacje komputerowe dostępne na stronach www., a także opis zjawiska Ramana w odniesieniu do tetrametylocyklobutanu (IX.E.1.,2.) i opracowanie kierunków wychyleń zrębów atomowych (X).
Rozdział ładunku w fotosystemie I. Badania z użyciem metod ultraszybkiej spektroskopii optycznej
(2011-04-11T07:57:40Z) Giera, Wojciech; Gibasiewicz, Krzysztof. Promotor
Fotosystem I (PSI) to duży białkowo-barwnikowy kompleks wbudowany w błonę tylakoidową, który wykorzystuje energię świetlną do napędzania transbłonowego transportu elektronu. Celem pracy doktorskiej były: (1) weryfikacja istniejących modeli rozdziału ładunku w fotosystemie I, (2) sprawdzenie czy rozdział ładunku jest inicjowany w obu gałęziach przenośników elektronu fotosystemu I czy tylko w jednej z nich, (3) zaproponowanie konkretnego mechanizmu wygaszania wzbudzenia przez zamknięte centra reakcji. Narzędziem badawczym wybranym do rozwiązania wymienionych problemów była ultraszybka spektroskopia optyczna a materiałem badanym – wyizolowane z zielonego glonu Chlamydomonas reinhardtii kompleksy rdzenia fotosystemu I dzikiego szczepu (WT) oraz mutantów punktowych ligandu pierwotnego akceptora elektronu A0. Wyniki przeprowadzonych badań sugerują, że (1) obie gałęzie przenośników elektronu są w jednakowym stopniu zaangażowane w transport elektronu (2) do rozdziału ładunku dochodzi zarówno w otwartych jak i zamkniętych centrach reakcji, (3) rozdział ładunku jest procesem odwracalnym, (4) pierwotnym donorem elektronu jest chlorofil pomocniczy A, a nie jak wcześniej sądzono P700 (5) prawdopodobny mechanizm wygaszania wzbudzenia przez zamknięte centra reakcji polega na rozdziale ładunku, po którym następuje szybka rekombinacja do stanu podstawowego.
Molecular dynamics and ab-initio modelling of ring-like classical Coulomb clusters and cr-based molecular magnet
(2011-04-11T08:00:27Z) Tomecka, Daria M.; Kamieniarz, Grzegorz. Promotor; Bellini, Valerio. Promotor
The following thesis is devoted to determination of structural, dynamical and new melting properties of twodimensional classical Coulomb clusters and electronic and magnetic properties of chromium-based molecular magnets. The two-dimensional Coulomb clusters are studied with the use of molecular dynamics and Monte Carlo methods, and Cr-based systems with the use of abinitio method. In the first part of the following thesis we investigated the geometrical structures and the motion of uniformly and non-uniformly charged particles at low temperatures before the radial and angular melting sets in. In the following thesis the reader will find much richer than the hitherto two-step approach to the melting process of 2D classical clusters. The relation between magic number configurations, local radial melting of subshells and the intershell rotation is analyzed. Additionally the ground state and metastable configurations for different charges as well as the new melting scenarios are determined. In the second part of this thesis, for the first time we proposed 1D chain models of Cr8 antiferromagnetic molecular ring.The chain models discussed here are devised to mimic the properties of Cr8 molecule and significantly simplify computational complexity. Detailed investigations of electronic and magnetic properties of created models of Cr8 molecule are presented.
Dyskretyzacja niektórych modeli fizycznych: od podejścia standardowego do dyskretyzacji geometrycznej
(2011-05-27T13:45:43Z) Ratkiewicz, Bogusław; Cieśliński, Jan Leszek. Promotor
Przedmiotem badań pracy są dyskretyzacje wybranych modeli fizycznych, które w większości są jednowymiarowymi układami hamiltonowskimi, gdzie V(x) jest potencjałem, a kropka i prim oznaczają odpowiednio różniczkowanie po t i po x. Konstruowanie dyskretnych schematów numerycznych symulujących tego typu modele ciągłe jest blisko związane z numerycznym całkowaniem równań różniczkowych zwyczajnych. W naszej pracy koncentrowaliśmy się przede wszystkim na metodach zachowujących pewne fizyczne lub matematyczne własności układów (np. strukturę symplektyczną, całki pierwsze, symetrie itp.). Fizyczne zastosowania takich metod są najrozmaitsze, od akceleratorów cząstek poczynając, poprzez dynamikę molekularną, mechanikę kwantową, mechanikę nieba do układów z wieloma skalami czasowymi. W początkowej części pracy skupiliśmy się na standardowych metodach numerycznych z naciskiem na prawidłowe odtwarzanie jakościowych i geometrycznych własności równań. Przetestowano szereg metod pod względem ich zachowania jakościowego i ilościowego dla krótkich i długich okresów czasu. Wykonano szereg eksperymentów numerycznych porównując standardowe (symplektyczne: leap-frog, metodę Eulera, implicit midpoint; niesymplektyczne: metody rzutowane i Rungego-Kutty) oraz geometryczne (Surisa i dyskretnego gradientu) metody numeryczne na przykładzie równania wahadła matematycznego. Najważniejsza część pracy koncentruje się na rozwinięciu i ulepszeniu metody dyskretnego gradientu. Pewna modyfikacja tej metody (bardzo dokładna dla małych oscylacji) została zaproponowana już w początkowej części pracy. W następnych rozdziałach udało się rozwinąć inne (znacznie lepsze) modyfikacje schematu dyskretnego gradientu. Pierwszą z nich jest tzw. metoda lokalnie dokładnego dyskretnego gradientu i jej symetryczna modyfikacja (odpowiednio trzeciego i czwartego rzędu). Metody te zostały z powodzeniem przetestowane numerycznie na kilku modelach fizycznych: wahadle matematycznym, potencjale Morse’a, oscylatorze anharmonicznym, dwuwymiarowym modelu Lotki-Volterry. Zaproponowane integratory mają ważne zalety: dokładne zachowywanie energii, wysoki rząd, wysoką stabilność i dokładność (lepszą o kilka-kilkanaście rzędów wielkości od standardowej metody dyskretnego gradientu). Drugą modyfikacją było skonstruowanie schematów gradientowych dowolnego rzędu bez utraty doskonałych własności jakościowych dyskretnego gradientu. Okazało się, że nowe metody są ekstremalnie dokładne (zwłaszcza dla dużych kroków czasowych) i tylko dwukrotnie bardziej kosztowne (w sensie numerycznym, dla metody 11-go rzędu) niż standardowy dyskretny gradient. Trzeci wątek, obecny w wielu miejscach tej pracy, dotyczy istnienia dokładnych dyskretyzacji wybranych modeli fizycznych. Dokładny schemat numeryczny musi pokrywać się z rozwiązaniem ciągłym układu hamiltonowskiego przy dowolnym kroku czasowym. Istnienie takiej dyskretyzacji wydaje się zjawiskiem wyjątkowym. Mimo to, udało się wyprowadzić dokładne dyskretyzacje oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Pierwsza z nich jest bardzo ważna, gdyż została wykorzystana do wyprowadzenia metody lokalnie dokładnego dyskretnego gradientu oraz skonstruowania dokładnej dyskretyzacji jednowymiarowego równania falowego. Prezentujemy również dwa dokładne integratory klasycznego problemu Keplera. Pierwszy z nich, pierwotnie zaprezentowany przez Cieślińskiego, został ulepszony, aby zachowywał dokładnie orbity teoretyczne. Drugi, znaleziony przez Kozlova, został wyprowadzony w nowy, praktycznie elementarny sposób. Dyskretyzacja Kozlova używa zaawansowanej transformacji Kustaanheimo-Stiefela odwzorowującej trójwymiarowy model Keplera w czterowymiarowy, izotropowy oscylator harmoniczny. Istotną częścią pracy są liczne eksperymenty numeryczne, które wymagały czasem sięgania do zaawansowanych metod. Wybrane aspekty tych obliczeń prezentowane są w ostatnim rozdziale pracy.
Wpływ efektów interferencyjnych i korelacji kulombowskich na transport elektronowy przez układy kropek kwantowych
(2011-06-27T11:30:21Z) Trocha, Piotr; Barnaś, Józef. Promotor
Rozprawa doktorska opisuje pewne aspekty zjawisk transportowych w układach kropek kwantowych, a dokładniej, poświęcona jest efektom interferencji kwantowej i oddziaływań kulombowskich w transporcie cieplnym i elektronowym przez kropki kwantowe. Praca złożona jest z dziesięciu rozdziałow, z których pierwszy jest rodzajem wprowadzenia do transportu przez kropki kwantowe. W rozdziale tym opisane zostały rodzaje i podstawowe własności kropek kwantowych oraz wybrane modele transportu. Kolejene rozdziały stanowią głowny trzon pracy, ktory można podzielić na trzy główne części.Część pierwsza, zawierająca rozdziały 2-4, dotyczy zjawisk transportu w układach dwóchi trzech kropek kwantowych dołączonych do ferromagnetycznych elektrod. W rozdziałach 2-3 opisane zostały rezonanse Fano i Dicke oraz wpływ oddziaływań kulombowskich na transport przez te układy. Wyniki prezentowane w rozdziałach 2 i 3 uzyskano przy użyciu metody nierownowagowych funkcji Greena. W ogólności, prezentowane wyniki dotyczą zarówno odpowiedzi liniowej, jak i sytuacji nierównowagowej. Przeanalizowano również wpływ konfiguracji magnetycznej elektrod na transport przez rozpatrywane układy. Rozdział 4 dotyczy spinowo-zależnego transportu przez układ dwóch kropek kwantowych w zakresie słabego sprzężenia z elektrodami. Prezentowane wyniki zostały otrzymane przy użyciu metody diagramow przedstawionej w pierwszej części rozdziału 4. Prezentowane wyniki dotyczą układu dwóch kropek w różnych geometriach – od szeregowej do rownoległej. W obliczeniach uwzględnione zostały również efekty pośredniego sprzężenia kropek poprzez elektrody. Otrzymane wyniki pokazują, że renormalizacja poziomów kropek kwantowych związana ze sprzężeniem kropek z elektrodami oraz pośrednie oddziaływanie kropek kwantowych odgrywają dużą rolę w transporcie przez układ dwóch kropek kwantowych. Kolejna część rozprawy, składająca się z rozdziałów 5-7, dotyczy spinowego i orbitalnego efektu Kondo w układzie dwóch i/lub trzech kropek kwantowych sprzężonych z metalicznymi elektrodami. Do opisu tego efektu w rozpatrywanych układach kropek kwantowych użyto różnych metod: metoda skalowania, metoda bozonów pomocniczych, metoda nierównowagowych funkcji Greena. W rozdziale 5 opisano spinowy efekt Kondo w układzie dwóch kropek kwantowych połączonych w konfiguracji równoległej. W pierwszej części tego rozdziału przedstawiono istotę efektu Kondo i podano najważniejsze odkrycia dotyczące transportu w reżimie Kondo przez kropkę kwantową. Przedstawione w tym rozdziale wyniki otrzymano stosując metodę bozonów pomocniczych, która jest dokładnie opisana w części 5.2. Otrzymane rezultaty pokazują, że w powstawaniu rezonansu Dicke-Kondo kluczową rolę odgrywa pośrednie oddziaływanie kropek kwantowych poprzez elektrody. Rozdział 6 jest poświęcony efektowi Dicke-Kondo w układzie trzech kropek kwantowych, z których tylko jedna z kropek jest dołączona do metalicznych elektrod i tylko na tej kropce występują oddziaływania kulombowskie. Rozdział 7 dotyczy orbitalnego efektu Kondo w układzie dwóch kropek kwantowych dołączonych do zewnętrznych elektrod. W pierwszej części tego rozdziału analizowany jest transport w reżimie Kondo przez układ dwóch kropek kwantowych, z których każda posiada własną parę elektrod transportowych. W części 7.2 opisano skalowanie poziomów energetycznych kropek kwantowych oraz wyznaczono temperaturę Kondo dla rozważanego modelu. Konduktancja liniowa została wyznaczona przy użyciu metody bozonow pomocniczych. Do opisu sytuacji nierównowagowej użyto natomiast metody nierównowagowych funkcji Greena, a otrzymane wyniki przedstawiono w części 7.4. Pokazano, że asymetria sprzężenia układu kropek z elektrodami prowadzi do rozszczepieniazero-napięciowej anomalii Kondo. W kolejnej części rozdziału 7 opisano wpływ procesów niediagonalnych na orbitalny efekt Kondo. Przedstawione wyniki sugerują możliwość obserwacji efektu Dicke-Kondo i efektu Fano-Kondo w układzie dwóch kropek kwantowych dołączonych do wspólnych elektrod. Również dla tego przypadku zostało przeprowadzone skalowanie poziomów energetycznych, oraz wyznaczono temperaturę Kondo.Rozdziały 8-10 tworzą trzecią część rozprawy. W rozdziale 8 opisany jest transport przez układ dwóch kropek kwantowych dołączonych do elektrod ferromagnetycznych (bądź niemagnetycznych) i jednej elektrody nadprzewodzącej. Przedstawione wyniki zostały otrzymane za pomocą metody nierównowagowych funkcji Greena. Analiza transportu została ograniczona do tzw. reżimu Andreeva, w którym „zwykłe” procesy tunelowe nie występują. Zbadany został wpływ asymetrii sprzężenia układu kropek do elektrod(y) normalnej i nadprzewodzącej, oddziaływań kulombowskich i magnetyzmu elektrod normalnych na tunelowanie Andreeva w rozważanym układzie, który można nazwać generatorem par Coopera. Kolejny rozdział poświęcony jest efektom termoelektrycznym w układzie, którego model został przedstawiony w rozdziale 2. W szczególności, został tam zbadany wpływ interferencji typu Fano, oddziaływań kulombowskich oraz ferromagnetyzmu elektrod na efektywność termoelektryczną rozważanego układu. W rozdziale 10 opisane zostały dudnienia w charakterystykach transportowych układu dwóch kropek sprzężonych do zewnętrznych elektrod wykonanych z metalu niemagnetycznego lub ferromagnetycznego, do których przyłożone jest napięcie ładunkowe lub spinowe. Metoda użyta do opisu zależnego od czasu transportu przez rozważany układ włącza do równania ruchu dla macierzy gęstości technikę nierównowagowych funkcji Greena oraz metodę bozonów pomocniczych. Prezentowane wyniki zostały otrzymane w przybliżeniu słabego sprzężenia kropek z elektrodami i wykorzystaniu rozwinięcia gradientowego. Na końcu rozdziału 10 przedstawiono również potencjalne zastosowania opisywanego układu.
Badanie własności fizycznych i przemian fazowych sulfonianów guanidyniowych z wybranymi podstawnikami alkoksylowymi
(2011-10-06T11:49:35Z) Jarek, Marcin; Szafrański, Marek. Promotor
Głównym celem pracy jest charakterystyka podstawowych właściwości nowych związków organicznych: metoksysulfonianu guanidyniowego [C(NH2)3]+·[SO3OCH3]‾, etoksysulfonianu guanidyniowego [C(NH2)3]+·[SO3OC2H5]‾, występującego w dwóch polimorficznych odmianach oraz propoksysulfonianu guanidyniowego [C(NH2)3]+·[SO3OC3H7]‾. We wstępie pracy zawarto krótki przegląd badań dotyczący rozwoju inżynierii materiałowej. W szczególności zwrócono uwagę na możliwość uzyskiwania funkcjonalnych związków organicznych o z góry określonych właściwościach,a zwłaszcza kryształów posiadających rozbudowaną sieć wiązań wodorowych. Praca doktorska zawiera opis technik pomiarowych, wykorzystywanych podczas badań, takich jak: pomiary kalorymetryczne (DSC), badania relaksacji dielektrycznej, pomiary polaryzacji spontanicznej, pomiary strukturalne i dylatometryczne metodą rentgenowską, oraz podstawy teoretyczne, niezbędne do prawidłowego opisu otrzymanych materiałów. Główna część pracy zawiera szczegółowe opisy struktur krystalicznych badanych kryształów. Przedstawione badania zostały wykonane w szerokim zakresie temperatur (od 85 do 380 K) i ciśnień hydrostatycznych (od 0.1 do 1 GPa), co pozwoliło na określenie parametrów termodynamicznych obserwowanych przemian fazowych. Na ich podstawie uzyskano również obraz sytuacji fazowej badanych związków w funkcji temperatury i ciśnienia. Przedstawione w pracy diagramy fazowe (p–T) pokazały niezwykle bogaty polimorfizm badanych materiałów. Dla metoksysulfonianu guanidyniowego wyodrębniono dziesięć faz stałych a dla etoksysulfonianu guanidyniowego – sześć.
Badanie dynamiki molekularnej oraz struktury kopolimerów metodą NMR oraz spektroskopii dielektrycznej
(2011-10-14T13:19:28Z) Jenczyk, Jacek; Jurga, Stefan. Promotor
Kopolimery blokowe reprezentują ciekawą klasę materiałów polimerowych, cieszącą się coraz większym zainteresowaniem w środowiskach naukowych oraz technologicznych. Budowę makromolekuły kopolimeru stanowi kowalentne połączenie dwóch bądź większej ilości łańcuchów polimerowych (bloków) o odpowiednio dobranych pod względem aplikacyjnym własnościach. Cechy fizyczne kopolimeru zależą w efekcie zarówno od właściwości składników (architektura łańcucha, ciężar molekularny, własności termiczne) jak również od oddziaływań pomiędzy tymi składnikami. Ze względu na możliwość wystąpienia w układach kopolimerowych zjawiska samoorganizacji łańcuchów polimerowych, prowadzącego do powstania periodycznych struktur domenowych o wymiarach rzędu nanometrów, wiąże się z nimi duże nadzieje w rozwoju nanotechnologii. Badania przedstawione w pracy skoncentrowane były przede wszystkim na określeniu wpływu architektury domenowej kopolimeru oraz zmiany ciężaru molekularnego kopolimeru na dynamikę molekularną poszczególnych bloków. Za cel dodatkowy postawiono sobie określenie rozmiarów domen w lamelarnych strukturach periodycznych badanych kopolimerów przy zastosowaniu alternatywnego, w stosunku do klasycznych metod rozproszeniowych, eksperymentu bazującego na zjawiskach jądrowego rezonansu magnetycznego oraz dyfuzji spinowej. Przebadano dwa symetryczne kopolimery poli(styrenu-b-izpoprenu): PS(11500)-b-PI(10500), PS(45000)-b-PI(46000) oraz dodatkowo przeprowadzono badania homopolimerów polistyrenu oraz poliizoprenu jako próbek referencyjnych.
Nowe metody wyznaczania parametru asymetrii tensora gradientu pola elektrycznego w spektroskopii NQR i ich zastosowanie do badania układów nieuporządkowanych
(2011-11-22T08:04:28Z) Glotova, Olga; Nogaj, Bolesław. Promotor
Opracowano nowe metody badawcze pozwalające uzyskać więcej informacji ze spektroskopii jądrowego rezonansu kwadrupolowego (NQR) w badaniach asymetrii tensora gradientu pola elektrycznego EFG w strukturach nieuporządkowanych. Opracowana teoria odpowiedzi układu spinowego na wzbudzenie impulsowe w przypadku bardzo szerokich linii NQR po raz pierwszy posłużyła do zanalizowania osobliwości sygnałów echa spinowego przy częściowym wzbudzeniu linii. Opracowano metodę rejestracji dwuwymiarowych interferogramów nutacyjnych NQR w oparciu o próbkowanie nieregularne i adaptacyjne plików, która pozwala znacznie zmniejszyć czas trwania eksperymentu bez utraty rozdzielczości widm. Po raz pierwszy zbadano wzbudzenie układu spinowego polem wielkiej częstotliwości (w.cz.) z polaryzacją eliptyczną dla zwiększenia rozdzielczości osobliwości częstotliwości widm nutacyjnych i selektywnego wzbudzenia podukładów spinowych. Rozwinięto teorię niecyklicznej fazy geometrycznej w NQR oraz zaproponowano alternatywny eksperyment nutacyjny w celu wyznaczenia parametru asymetrii η poprzez znajdowanie położenia osobliwości częstotliwości nutacyjnego widma fazowego dla jąder ze spinem I=3/2 w związkach w postaci proszku.Te nowe metody zostały testowane eksperymentalnie i zastosowane do badania asymetrii tensora EFG dla niektórych struktur nieuporządkowanych (chalkogenidkowych półprzewodników szklistych (CSP)). Zbadano struktury nieuporządkowanych chalkogenidkowych półprzewodników szklistych nowych związków o składzie Ge-As-Se i As-Sb-Se metodą NQR.
Badanie rotacji wybranych planetoid pojedynczych i podwójnych przy wykorzystaniu obserwacji fotometrycznych
(2011-11-30T08:20:54Z) Polińska, Magdalena, Maria; Michałowski, Tadeusz. Promotor
Celem rozprawy doktorskiej jest zbadanie okresów rotacji planetoid pojedynczych i podwójnych przy wykorzystaniu ich obserwacji fotometrycznych. Odkąd odkryto istotny wpływ oddziaływania termicznego na małe ciała (efekt Jarkowskiego) dokładne zbadanie okresów rotacji okazuje się˛ kluczowym zagadnieniem pomagającym poznać ewolucje i naturę tych obiektów. Praca dotyczy trzech różnych grup małych ciał i związanych z nimi projektów badawczych prowadzonych w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu im. A. Mickiewicza: badania własności fizycznych planetoid z rodziny Flory, obiektów zbliżających się do Ziemi oraz synchronicznych układów podwójnych. W trzech pierwszych rozdziałach opisano teorię powstania Układu Słonecznego i znajdujących się w nim planetoid oraz ich grup. Przedstawiono aktualną wiedzę o okresach rotacji planetek i procesach wpływających na ich zmiany. Opisano także różne techniki obserwacji w tym obserwacje fotometryczne, które są wykorzystane w niniejszej pracy. Rozdział czwarty przedstawia obiekty z rodziny Flory. Piąty rozdział poświęcony jest obiektom zbliżającym się do Ziemi i ich kampanii obserwacyjnej wykonanej na teleskopie SALT. Ostatni rozdział zawiera charakterystykę planetoid podwójnych i ich ogólne własności fizyczne. Zostały w nim przedstawione cztery układy synchroniczne. Dla dwóch z nich, oprócz obserwacji fotometrycznych przedstawiono także modele.
Indukowana prądem dynamika spinowa w zaworach spinowych
(2011-12-19T09:30:14Z) Baláž, Pavel; Barnaś, Józef. Promotor
W dysertacji rozpatrzono problem spinowo-zależnego transportu elektronów oraz indukowaną prądem dynamikę w metalicznych zaworach spinowych. Dynamika namagnesowania badana jest za pomocą symulacji numerycznych opartych na równaniu Landau-Lifshitza-Gilberta oraz na modelu spinowo-zależnego transportu dyfuzyjnego. Dynamika magnetyczna badana jest w różnych strukturach takich jak zawory spinowe pojedyncze i podwójne, zawory z prostopadłym polaryzatorem oraz ze złożoną warstwą swobodną. Badania skupiają się na możliwościach indukowanego prądem przełączania namagnesowania oraz indukowanej prądem precesji magnetycznej bez zewnętrznego pola magnetycznego. Ponadto, badane są także nieliniowe efekty magnetooporowe w podwójnych zaworach spinowych oraz indukowany prądem moment siły działający na ściankę domenową typu Neela.
Spektroskopia Brillouina stopów z pamięcią kształtu
(2012-01-10T08:59:26Z) Graczykowski, Bartłomiej; Mielcarek, Sławomir. Promotor; San Juan, Jose, Maria. Promotor
Przedstawiona rozprawa doktorska w zasadniczej swej części traktuje o elastycznych własnościach stopów CuAlNi z pamięcią kształtu. Znajdują one coraz większe zastosowanie w przemyśle, rozwiązaniach technicznych czy też medycynie. By maksymalnie wykorzystać funkcjonalne własności tych materiałów, należy dokładnie poznać i opisać ich własności fizyczne. Tutaj w dalszym ciągu pozostaje wiele pytań związanych przede wszytki z mechanizmem samej przemiany. Efekt pamięci kształtu, a także superelastyczność dla omawianych materiałów są ściśle związane z odwracalną przemianą martenzytyczną. Jest to strukturalna przemiana fazowa pierwszego rodzaju o charakterze bezdyfuzyjnym i przemieszczeniowym, która może być indukowana temperaturowo lub poprzez naprężenie. Założone cele pracy zrealizowano przy użyciu takich metod eksperymentalnych jak spektroskopia Brillouina fononów powierzchniowych (SBLS), dynamiczna analiza mechaniczna (DMA), mikroskopia sił atomowych (AFM) oraz mikroskopia optyczna. Sprężysta natura omawianych materiałów analizowana była w zależności od temperatury, przyłożonego naprężenia czy też w przypadku procesów starzeniowych czasu. Wkład przedstawionej pracy do obecnego stanu wiedzy stanowią przede wszystkim wyniki temperaturowego zachowania fal powierzchniowych i wyznaczonych na ich podstawie stałych sprężystych. Potwierdzono występowanie tzw. procesów przedmartenzytycznych kierujących przemianą. Chodzi przede wszystkim o „mięknięcie” odpowiednich kombinacji stałych sprężystych, które przypisane są do konkretnych mechanizmów ścinania.
Dynamika molekularna i przejścia fazowe w układach fosfolipidy –surfaktant
(2012-02-11T10:39:10Z) Szpotkowski, Kamil Piotr; Jurga, Stefan. Promotor
W pracy zostały wykorzystane trzy pochodne fosfatydylocholiny o różnych długościach reszt kwasowych (1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-fosfatydylocholina (DMPC), 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-fosfatydylocholina (DPPC) i 1,2-distearoyl-snglycero- 3-fosfatydylocholina (DSPC)) oraz surfaktant typu gemini: chlorek 1,1'-(1,4- butano)bis 3-decyloxymethylimidazolu (GEM-IK1) o długości 10 atomów węgla w łańcuchu alkilowym. Do określenia wpływu badanego surfaktantu na strukturę i dynamikę molekularną wykorzystano następujące techniki badawcze: spektroskopię w podczerwieni z transformatą Fouriera, szerokopasmową spektroskopię dielektryczną, różnicową kalorymetrię skaningową, małokątowe rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego, dyfuzję NMR. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że surfaktant GEM-IK1 oddziałuje z pochodnymi fosfatydylocholiny wywołując zmiany konformacyjne i strukturalne. Cząsteczki surfaktantu wbudowują się w dwuwarstwy fosfolipidowe powodując wzrost hydratacji polarnej części dwuwarstwy oraz zmianę konformacji gauche łańcuchów alkilowych. W układach mieszanych fosfolipid/GEM-IK1 zaobserwowano tworzenie się biceli. Wielkość i stabilność temperaturowa biceli zależna jest od długości łańcucha alkilowego: w przypadku DMPC bicele tworzone są we wszystkich badanych stężeniach GEM-IK1, dla DPPC bicele są tworzone tylko w większych stężeniach GEM-IK1, natomiast w układach mieszanych opartych na DSPC nie stwierdzono tworzenia biceli. Badania dyfuzyjne potwierdziły, że dodanie surfaktantu GEM-IK1 powoduje zmiany strukturalne. Określone parametry otrzymanych struktur: DMPC/GEM-IK1 i DPPC/GEM-IK1 wskazują, że układy te mogą być wykorzystane jako nanoplatformy do badania białek błonowych.

Browse

Browsing Doktoraty (WF) by Issue Date

Results Per Page

Sort Options