AGH University of Science and Technology Faculty of Physics and Applied Computer Science

Annual Report 2012 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej

Raport Roczny 2012

WYDZIAŁ FIZYKI I INFORMATYKI STOSOWANEJ

Faculty of Physics and Applied Computer Science Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH DEAN prof. dr hab. inż. Wojciech Łużny prof. dr hab. Janusz Wolny DEPUTY DEAN FOR SCIENCE AND COOPERATION prof. dr hab. Janusz Wolny dr hab. inż. Bartłomiej Szafran, prof. AGH DEPUTY DEAN FOR EDUCATION dr hab. Andrzej Lenda, prof. AGH dr hab. Zdzisław Stęgowski dr hab. Łukasz Gondek DEPUTY DEAN FOR STUDENT AFFAIRS dr inż. Krzysztof Malarz dr inż. Paweł Armatys ADMINISTRATIVE DIRECTOR dr inż. Janusz Chmist

Address of the Faculty Office AGH University of Science and Technology (Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica) al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland Faculty of Physics and Applied Computer Science ul. Reymonta 19, 30-059 Kraków, Building D-10 PHONES +48 12 633 37 40, +48 12 617 29 53 FAX +48 12 634 00 10 E-MAIL ADDRESS [email protected] WEB-PAGE www.pacs.agh.edu.pl

2

Contents Spis treści Preface

4

Physicists – Doctors Honoris Causa of AGH University of Science and Technology, Honorary Consuls of AGH-UST and AGH-USTHonorary Professors

6

Departments, Groups and Leaders, Achievements in 2011

7

PhD Students

50

Selected results

53

Third-party funds

95

Publications

105

Conferences presentations and seminars

155

Scientific events

182

3

Preface Wstęp The Faculty of Physics and Applied Computer Science (FPACS) is one of the fifteen Faculties of the AGH University of Science and Technology in Cracow. The origins of the Faculty are dated back to 1919, when the Academy of Mining was founded, within which the Chair of Physics was erected. It has undergone several organizational transformations until in 1991 the AGH Senate has decided to form the Faculty of Physics and Nuclear Techniques. In 2004 the name was changed to Faculty of Physics and Applied Computer Science, accordingly to the changes in the fields of scientific and educational activity. Scientific activity of the Faculty comprises both basic and applied research in solid state physics, nuclear and elementary particles physics, medical physics and physics of the environment. The Faculty is the Leader of the "Marian Smoluchowski" Krakow Scientific Consortium that has been awarded the status of the Leading National Research Centre (KNOW) for 2012-2017. There are six departments within the Faculty: 1. Department of Applied Informatics and Computational Physics (Katedra Informatyki Stosowanej i Fizyki Komputerowej) 2. Department of Applied Nuclear Physics (Katedra Zastosowań Fizyki Jądrowej) 3. Department of Medical Physics and Biophysics (Katedra Fizyki Medycznej i Biofizyki) 4. Department of Solid State Physics (Katedra Fizyki Ciała Stałego) 5. Department of Particle Interaction and Detection Techniques (Katedra Oddziaływań i Detekcji Cząstek) 6. Department of Condensed Matter Physics (Katedra Fizyki Materii Skondensowanej) All together 177 persons are employed including 118 scientists and 59 technical and administrative staff. There are 46 full professors and 72 assistant professors or post-docs. Faculty offers several degree programs leading to B.Sc., M.Sc. and Ph.D. degrees. The undergraduate studies consist of seven-semester bachelor programs in three distinct areas: technical physics, medical physics and applied computer science. They are followed by three-semester graduate programs, leading to the M.Sc. degree in the various specializations. Area: Medical Physics; specializations: Dosimetry and Electronics in Medicine, Imaging and Biometrics Area: Technical Physics; specializations: Computer Physics, Solid State Physics, Nuclear Physics, Environmental Physics

4

Area: Applied Computer Science; specialization: Computer Techniques in Science and Technology. Faculty members teach both general physics courses and selected branches of physics for students of twelve Faculties of the AGH-UST. The teaching covers both reading lectures as well as organizing tutorials (physics problems classes) and laboratory work. Faculty’s teaching assignments for students of other faculties include both undergraduate and graduate levels. Some of lectures are offered in English. Faculty organizes complementary courses for the 1st year students of the University in physics (parallel to complementary courses in mathematics, organized by the Faculty of Applied Mathematics). The aim of the courses is to fill possible gaps in the high-school education that discourage young candidates from electing technical- and science-oriented areas of study and – for the candidates who undertook such studies – increase the efficiency of the training. Faculty hosts three four-year programs of Ph.D. Studies in Physics. The first of them are the regular Ph.D. studies in the fields related to the research interests of Faculty members, i.e. technical nuclear physics, condensed matter physics, high energy physics, nuclear electronics, environmental physics. The second Ph.D. program started on the 1st October 2009 co-organized with Cracow’s Institute of Nuclear Physics and Institute of Catalysis and Surface Chemistry (both Institutes are units of the Polish Academy of Science – PAS). The program under the name “Interdisciplinary Ph.D. Studies (ISD): Advanced Materials for Modern Technology and Future Energetics” is financed by the EU Structural Funds (Program: Kapitał Ludzki). The ISD goal is training highclass specialists, with the Ph.D. degree, in fields recognized as strategically important in EU and presented under the general terms: Info, Bio, Nano and Techno. The program of the Ph.D. studies covers a wide variety of physical, chemical and technological topics in materials science and modern energetics. Finally, the third Ph.D. program run in co-operation with Institute of Catalysis and Surface Chemistry of PAS and selected research institutes of 10 European countries is a common International PhD program in Nanoscience. The project is financed by European Union Innovative Economy Program acting via Foundation for Polish Science. It had been selected for financial support as one of three projects in the first call for the International PhD Studies Programs and started in September 2008. Research is scheduled for 4 or 5 years, of which 6 to 24 months the students will spend abroad, mostly in Western European institutes that belong to the consortium. Faculty offers also a three semester Post-diploma (part-time) Study for Teachers. The studies are intended for primary and secondary school teachers, who want to gain additional qualifications giving them right to teach: physics, mathematics, chemistry, computer science, natural sciences and technical education.

5

Physicists – Doctors Honoris Causa of AGH University of Science and Technology PROF. MARIAN MIĘSOWICZ 1979 PROF. ANDRZEJ OLEŚ 1995 PROF. MICHAŁ HELLER 1996 PROF. ANDRZEJ Z. HRYNKIEWICZ 1999 PROF. MANUEL RICARDO IBARRA 2008 PROF. JURGEN M. HÖNIG 2010

Physicist – Honorary Consul of AGH University of Science and Technology PROF. ROLF-DIETER HEUER (GENERAL DIRECTOR OF CERN) 2009

Physicist – AGH-UST Honorary Professor PROF. JERZY NIEWODNICZAŃSKI 2009

Long-term visitors PROF. LAURENT CHAPUT - UNIWERSYTET NANCY, FRANCE 2012-06-02 - 2012-07-06

6

Departments, Groups and Leaders, Achievements in 2011 Katedry, Zespoły i ich kierownicy, Najważniejsze osiągnięcia w 2011 r. Department of Solid State Physics Katedra Fizyki Ciała Stałego STAFF HEAD prof. dr hab. Czesław Kapusta, full professor MAGNETIC BULK- AND NANOMATERIALS GROUP ZESPÓŁ MATERIAŁÓW MAGNETYCZNYCH LITYCH I NANOMATERIAŁÓW prof. dr hab. Czesław Kapusta, full professor dr hab. Janusz Przewoźnik, assistant professor dr inż. Marcin Sikora, assistant professor dr Jan Żukrowski, assistant professor dr inż. Damian Rybicki, assistant professor mgr inż. Andrzej Lemański, teaching assistant mgr Aleksander Pilipowicz Jolanta Syrek mgr inż. Wacław Musiał inż. Tadeusz Kazała Mariusz Bąkowski MAGNETIC, ELECTRICAL AND STRUCTURAL RESEARCH GROUP ZESPÓŁ BADAŃ MAGNETYCZNYCH, ELEKTRYCZNYCH I STRUKTURALNYCH dr hab. Antoni Paja, associate professor dr hab. Łukasz Gondek, assistant professor dr Joanna Czub, assistant professor dr inż. Janusz Niewolski, teaching assistant SUPERCONDUCTING AND MAGNETIC MATERIALS GROUP ZESPÓŁ MATERIAŁÓW NADPRZEWODZĄCYCH I MAGNETYCZNYCH prof. dr hab. Andrzej Kołodziejczyk, full professor dr hab. inż. Andrzej Kozłowski, associate professor dr hab. inż. Zbigniew Tarnawski, associate professor dr inż. Janusz Chmist, assistant professor dr inż. Waldemar Tokarz, assistant professor dr hab. Wiesław Woch, assistant professor mgr Ryszard Zalecki

7

SURFACE NANOSTRUCTURES GROUP ZESPÓŁ NANOSTRUKTUR POWIERZCHNIOWYCH prof. dr hab. Józef Korecki, full professor dr Wojciech Karaś, assistant professor dr Tomasz Ślęzak, assistant professor dr inż. Michał Ślęzak dr Bartosz Strzelczyk mgr inż. Krzysztof Matlak prof. dr hab. inż. Marek Przybylski, full professor

PROFILE Scientific activity of the Department concentrates on the studies of structural, magnetic and electronic properties and phenomena in the nano- and subnanometric thin films, metal-oxide nanostructures and multilayers for magnetic, magnetoresistive and catalytic applications, in the rare earth-3d element intermetallics and their interstitial solutions of hydrogen, carbon and nitrogen, in superconductors, including the HTc ones, in magnetic oxides, including magnetite and the colossal - and low field magnetoresistive ones, in nanoparticle magnetic materials for MRI contrast and magnetic hyperthermia, in molecular magnets as well as in disordered metallic materials. The experimental facilities of the Department include: 1. MBE set-up for preparation and analysis of thin films and nanostructures, equipped with LEED, AES, MOKE and CEMS with UHV sample transfer possibility. 2. ARUPS-XPS spectrometer. 3. Scanning tunneling microscope, 30300 K temperature range. 4. VSM, AC susceptometer, ESR spectrometer, set-up for magnetoresistance measurements with closed circle refrigerator and calorimeter for specific heat measurements in 2-300 K range. 5. X-ray diffractometers (2) with temperature controll within 2-450 Kand 300-1450 K range.

Działalność naukowa Katedry koncentruje się na badaniach własności i zjawisk strukturalnych, magnetycznych i elektronowych w nanoi subnanometrowych cienkich warstwach, nanostrukturach metal-tlenek i wielowarstwach do zastosowań magnetycznych i katalitycznych, w związkach międzymetalicznych ziem rzadkich z pierwiastkami 3d i ich roztworów międzywęzłowych wodoru, węgla i azotu, w nadprzewodnikach, w tym wysokotemperaturowych, w tlenkach magnetycznych, w tym wykazujących kolosalny i niskopolowy magnetoopór oraz w magnetycie, w materiałach nanocząstkowych na środki kontrastowe do MRI i do hipertermii magnetycznej, w magnetykach molekularnych oraz w nieuporządkowanych materiałach metalicznych. Baza aparaturowa Katedry zawiera: 1. Zestaw MBE do preparatyki i analizy cienkich warstw i nanostruktur, wyposażony w układy LEED, AES, MOKE i CEMS z możliwością transferu próbek w warunkach ultrawysokiej próżni. 2. Spektrometr ARUPS-XPS. 3. Skaningowy mikroskop tunelowy, zakres temperatur 30-300 K. 4. VSM, susceptometr AC, spektrometr ESR, zestaw do pomiarów magnetooporu z chłodziarką, kalorymetr do pomiarów ciepła właściwego w zakresie 2300 K. 5. Dyfraktometry rentgenowskie (2) z regulacją temperatury 2-450 K i 3001450 K.

8

6. Physical Property Measurement System (Quantum Design model, closed circle liquifier) equipped with 9 Tesla magnet, 2-400 K (VSM: 2-1100 K) temperature range, options: DC susceptibility, magnetisation, torque magnetometry, AC susceptibility, resistance/magnetoresistance, thermal expansion & magnetostriction, thermal transport & thermoelectric properties, specific heat. 7. Moessbauer spectrometers (4), transmission & CEMS, for 6 isotopes, 41000 K temperature range. 8. NMR spectrometers for proton resonance (15 MHz) and for magnetic materials, 5-1000 MHz, closed circle refrigerator, 2-300 K. The research staff of the Department extensively uses synchrotron beamlines as well as neutron and muon facilities at the laboratories abroad.

6. Zestaw do pomiarów własności fizycznych - (PPMS-Quantum Design, skraplarka helowa w zamkniętym obiegu), magnes 9 Tesli, zakres temperatur 2-400 K (VSM: 2-1100 K), opcje: podatność DC, namagnesowanie, magnetometr torsyjny, podatność AC, opór/magnetoopór, rozszerzalność termiczna & magnetostrykcja, transport cieplny & własności termoelektryczne, ciepło właściwe. 7. Spektrometry moessbauerowskie (4), transmisja & CEMS, 6 izotopów, zakres temperatury 4-1000 K. 8. Spektrometry NMR do rezonansu protonowego (15 MHz) i do materiałów magnetycznych, 5-1000 MHz, chłodziarka helowa w zamkniętym obiegu, 2-300 K. Pracownicy naukowi Katedry są użytkownikami wiązek promieniowania synchrotronowego oraz laboratoriów neutronowych i mionowych w zagranicznych ośrodkach badawczych.

ACHIEVEMENTS Stabilization of polar epitaxial thin film iron oxides (FeO and Fe3O4) on different substrates was obtained. Process of magnetising the nanoconstriction of FEBID deposited cobalt nanowire has been determined from STXM experiment and the relation to its magnetoresistive properties was described. The applicability of RIXS-MCD synchrotron method for quantitative analysis of element and site specific magnetization in buried films containing transition metal elements has been shown. Complex phase transitions in amorphous Ti-Zr-Ni-Fe alloys and its deuterides was evidenced by in-situ neutron diffraction. A novel state originating from amorphous deuteride, that shows some similarities to quasicrystals, was found.

Uzyskano stabilizowane polarne epitaksjalne cienkie warstwy tlenków żelaza (FeO i Fe3O4) na różnych podłożach. Metodą STXM zbadano proces magnesowania w nanodrucie kobaltowym otrzymanym metodą FEBID i opisano związek z jego właściwościami magnetooporowymi. Została pokazana stosowalność synchrotronowej metody RIXS-MCD do ilościowej analizy namagnesowania z czułością na rodzaj pierwiastka i jego miejsca strukturalnego w przykrytych cienkich warstwach zawierających pierwiastki przejściowe. Zbadano strukturalne przejścia fazowe dla materiałów amorficznych Ti-Zr-NiFe oraz ich deuterków. Odkryto transformację strukturalną deuterowanego materiału amorficznego do stanu mającego pewne cechy układu kwazikrystalicznego.

9

For bismuth and thallium containing high-temperature superconductors the critical currents and penetration depths were measured and the new methods of their analysis were elaborated. The temperature dependence of iron lattice dynamics in magnetite was measured and analyzed via the Inelastic Nuclear Scattering of synchrotron radiation.

Dla bizmutowych i talowych nadprzewodników wysokotemperaturowych wyznaczono krytyczne prądy i głębokości wnikania oraz opracowano nową metodę analizy tych wielkości. Metodą nieelastycznego rozpraszania jądrowego promieniowania synchrotronowego zmierzono i przeanalizowano dynamikę podsieci żelaza w magnetycie.

ACTIVITY Ł. GONDEK, J. CZUB 

Member of the Małopolska Regional Committee of the Physics Competition



Członek Małopolskiego Okręgowego Komitetu Olimpiady Fizycznej



Członek panelu naukowego Instytutu Helmholtza w Berlinie



Członek Komitetu Fizyki Fazy Skondensowanej Europejskiego Towarzystwa Fizycznego Członek Zarządu Polskiego Towarzystwa Promieniowania Synchrotronowego

Ł. GONDEK 

Member of the Scientific Selection Panel of Helmholtz-Zentrum Berlin

CZ. KAPUSTA  

Member of the Condensed Matter Physics Board of the European Physical Society Board Member of the Polish Synchrotron Radiation Society



A. KOŁODZIEJCZYK 

Member of the Interdiscipinary Board of The Prize of The Minister of Science and Higher Education for Outstanding Scientific Achievements



Członek Zespołu interdyscyplinarnego d/s oceny wniosków o przyznanie nagrody Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego za wybitne osiągnięcia naukowe



Przewodniczący Głównej Komisji Rewizyjnej Polskiego Towarzystwa Fizycznego

A. PAJA 

President of the General Control Committee of the Polish Physical Society

10

Department of Medical Physics and Biophysics Katedra Fizyki Medycznej i Biofizyki STAFF HEAD prof. dr hab. inż. Marek Lankosz, full professor BIOMEDICAL AND ENVIRONMENTAL RESEARCH GROUP ZESPÓŁ BADAŃ BIOMEDYCZNYCH I ŚRODOWISKOWYCH prof. dr hab. inż. Marek Lankosz, full professor dr hab. inż. Zdzisław Stęgowski, associate professor dr hab. inż. Dariusz Węgrzynek, associate professor dr inż. Joanna Dudała, assistant professor dr inż. Leszek Furman, assistant professor dr inż. Lucyna Samek, assistant professor dr inż. Magdalena Szczerbowska-Boruchowska, assistant professor dr Beata Ostachowicz, teaching assistant mgr inż. Mateusz Czyżycki, teaching assistant inż. Adam Wierzbicki mgr Antoni Ostrowski MOLECULAR BIOPHYSICS AND BIOENERGETICS GROUP ZESPÓŁ BIOFIZYKI MOLEKULARNEJ I BIOENERGETYKI dr hab. Kvetoslava Burda, associate professor dr Joanna Fiedor, assistant professor dr Aleksandra Orzechowska, assistant professor BIOMEDICAL IMAGING AND MODELING GROUP ZESPÓŁ OBRAZOWANIA I MODELOWANIA prof. dr hab. Henryk Figiel, full professor dr hab. Zenon Matuszak, associate professor dr inż. Joanna Chwiej, assistant professor dr inż. Aleksandra Jung, assistant professor dr inż. Katarzyna Matusiak, assistant professor dr Krzysztof Turek, assistant professor MOESSBAUER SPECTROSCOPY GROUP ZESPÓŁ SPEKTROSKOPII MÖSSBAUEROWSKIEJ prof. dr hab. Stanisław Dubiel, full professor dr inż. Jakub Cieślak, assistant professor

11

PROFILE The Department of Medical Physics and Biophysics consists of four research groups. The research activities of Biomedical Imaging and Modeling Group cover the subjects of Magnetic Resonance Imaging based on Nuclear Magnetic Resonance, optical imaging, modeling of physiological processes, nuclear medicine imaging and dosimetry in diagnostics and therapy with application of radioactive elements, application of advanced spectroscopic methods in biomedical research. The research at Biomedical and Environmental Research Group relates mainly to the investigation of the role of biomodulators in the biochemical mechanism of the pathogenesis and progress of cancers and neurodegeneration. Molecular Biophysics and Bioenergetics Group research is focused on: photosynthetic electron transport and oxygen evolution, organization and physical/chemical properties of native and model dye-protein-lipid systems, topography, elasticity and adhesion of normal and pathological cells as well as chemical properties of functionalized carbon nanotubes. The research interest of Mossbauer Spectroscopy Group includes bio-farmaceutico-medical physics. The main object of the research conducted in the Laboratory of Mössbauer Spectroscopy concerns investigation of various physical properties of technologically important alloys and compounds. Additional interest includes use of the Mössbauer Spectroscopy in the investigation of Fe-containing samples of organic or/and pharmaceutical origin or application (like ferritin, antianemic medicaments etc).

Katedra Fizyki Medycznej i Biofizyki składa się z czterech zespołów badawczych. Działalność naukowa Zespołu Obrazowania i Modelowania obejmuje tematykę obrazowania magnetycznorezonansowego opartego o zjawisko magnetycznego rezonansu jądrowego, obrazowania optycznego, modelowania procesów fizjologicznych, obrazowania oraz dozymetrii w diagnostyce i terapii z wykorzystaniem izotopów promieniotwórczych w medycynie nuklearnej oraz wykorzystanie zaawansowanych metod spektroskopowych w badaniach biomedycznych. Badania naukowe prowadzone w Zespole Badań Biomedycznych i Środowiskowych dotyczą głównie wyjaśnienia roli biomodulatorów w mechanizmach biochemicznych patogenezy nowotworów i chorób neurodegeneracyjnych. Zespół Biofizyki Molekularnej i Bioenergetyki zajmuje się badaniem: fotosyntetycznego transportu elektronów i wydzielania tlenu; organizacji i własności fizykochemicznych natywnych i modelowych układów barwnikowo-białkowo-lipidowych; topografii, elastyczności i adhezji zdrowych i patologicznych komórek oraz chemicznych własności funkcjonalizowanych nanorurek węglowych. Zainteresowania naukowe Zespołu Spektroskopii Moessbauerowskiej koncentrują się na fizyce ciała stałego oraz fizyce bio-farmako-medycznej. Główna tematyka naukowa dotyczy badania różnych własności fizycznych stopów i związków technologicznie ważnych. Ponadto zainteresowania naukowe obejmują wykorzystanie spektroskopii moessbauerowskiej w badaniach postaci i własności żelaza, znajdującego się w próbkach organicznych (np. ferrytyna), a także w materiałach farmakologicznych (lekach) i innych materiałach o zastosowaniach medycznych.

12

BIOMEDICAL AND ENVIRONMENTAL RESEARCH GROUP The research at the Biomedical and Environmental Research Group relates to the development and application of nuclear analytical methods and examination of dynamic systems. The main topics of interest are biomedical research, environmental science, and protection of cultural heritage. Of particular importance is the investigation of the role of biomodulators in the biochemical mechanisms of the pathogenesis and progress of brain gliomas and neurodegeneration. The elemental and molecular chemical micro imaging is performed with the use of the techniques based on synchrotron radiation, i.e. synchrotron radiation X-ray fluorescence (SRXRF), X-ray absorption near edge structure (XANES) spectroscopy, extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectroscopy and Fourier transform infrared micro spectroscopy (FTIR). Another research topics of interest are development and applications of methods based on X-ray micro-beams for chemical analysis of elements in heterogeneous samples and utilization of coherent synchrotron beams in studies of living organisms. A research is conducted on utilization of coherent synchrotron beam for investigating of the morphology/physiology of insectvectors transmitting diseases. The investigations in environmental science are connected with the influence of air pollution on cultural heritage and on urban and rural environments. Statistical methods are used for identification of possible sources of air pollutants emission. Special programs are used for calculation Air Particulate Matter deposition in respiratory tract of people as well as morbidity and mortality caused by air particulate matter pollution. The scope of research is also application of computational fluid dynamics (CFD) methods for prediction of related physical phenomena and evolution of dynamic system.

Projekty badawcze realizowane w Zespole Badań Biomedycznych I Środowiskowych dotyczą opracowania i zastosowania jądrowych metod pomiarowych oraz badania systemów dynamicznych. Główne kierunki zainteresowań obejmują badania biomedyczne, środowiskowe jak również ochronę dziedzictwa kulturowego. Szczególnie ważne jest wyjaśnienie roli biomodulatorów w procesach biochemicznych wzrostu nowotworów i neurodegeneracji. Do obrazowania rozkładu pierwiastków i biomolekuł w tkankach na poziomie komórkowym stosowane są techniki oparte na promieniowaniu synchrotronowym tzn. synchrotronowa rentgenowska analiza fluorescencyjna (SRXRF), absorpcja promieniowania X w pobliżu progu absorpcji (XANES), spektroskopia wykorzystująca strukturę subtelną blisko progu absorpcji (EXAFS) oraz mikrospektroskopia promieniowania podczerwonego z zastosowaniem transformacji Fouriera (FTIR). Innym obszarem działalności jest opracowanie i zastosowanie metod opartych na mikro-wiązce promieniowania X do badania rozkładu pierwiastków w próbkach silnie niejednorodnych i wykorzystanie koherentnego promieniowania synchrotronowego w badaniach żywych organizmów. Prace te dotyczą badań morfologii i fizjologii insektów przenoszących choroby. Tematyka naukowa w zakresie ochrony środowiska dotyczy badania wpływu zanieczyszczeń powietrza na obiekty muzealne oraz degradację środowiska miejskiego i wiejskiego. Do określania źródeł emisji zanieczyszczeń powietrza stosowane są zaawansowane metody statystyczne. Stosowane są również specjalne programy do obliczania depozycji zanieczyszczeń pyłowych powietrza w układzie oddechowym człowieka oraz zachorowalności i śmiertelności spowodowanych zanieczyszczeniami pyłowymi powietrza.

13

The CFD results are validated by tracer experiments. These methods have been applied to characterize flow in jet mixers, pipes and in hydrocyclone classifiers. The laboratory is equipped with stateof-art facilities including X-ray fluorescence and infrared confocal microscopes, multifunctional X-ray fluorescence spectrometer for localized and bulk elemental ultra trace analysis.

Zakres badań obejmuje zastosowania metody numerycznej mechaniki płynów (NMP) do wyznaczania fizycznych wielkości opisujących przepływ w zadanym układzie. Wyniki obliczeń NMP weryfikowane są poprzez badania znacznikowe. Metoda ta została zastosowana do badania mieszalników strumieniowych, rurociągów oraz hydrocyklonów klasyfikujących. Laboratorium jest wyposażone w wysoko specjalistyczną unikatową aparaturę w tym mikroskopy konfokalne promieniowania X i promieniowania podczerwonego, wielozadaniowy rentgenowski spektrometr fluorescencyjny do mikro/makro analiz ultra śladowych stężeń pierwiastków.

14

MOLECULAR BIOPHYSICS AND BIOENERGETICS GROUP Our research is focused on:  electron transport in photosystem II and bacterial reaction centers;  energy transfer in photosystems of type II;  role of non-hem iron on the activity of type II photosystems;  influence of cytochrme b559 on the activity of photosystem II;  oxygen evolution in photosynthesis;  structure, organization and physical/chemical properties of native and model dye-protein-lipid systems;  protective and structural functions of carotenoids in native and model photosynthetic complexes;  physical properties - topography, elasticity, adhesion forces - of normal and pathological cells and their organelles, and determination of the influence of selected stimuli on these properties in both cell types;  mechanical properties of biopolymers and their influence on cell vital functions such as migration, proliferation and adhesion;  influence of ionization radiation and metal ions on membrane stability of human erythrocytes;  physical and chemical characterization of carbon nanotubes;

Badania zespołu dotyczą:  transportu elektronów w fotosystemie II i bakteryjnych centrach reakcji;  transferu energii w obrębie fotosystemów typu II;  wpływu żelaza niehemowego na aktywność strony akceptorowej fotosystemów typu II;  wpływu cytochromu b559 na aktywność fotosystemu II;  wydzielania tlenu w procesie fotosyntezy;  struktury, organizacji i własności fizykochemicznych natywnych i modelowych układów barwnikowobiałkowo-lipidowych;  funkcji strukturalnych i ochronnego działania karotenoidów w natywnych i modelowych kompleksach fotosyntetycznych;  badania wpływu wybranych czynników na własności fizyczne – topografię, elastyczność i siły adhezji niezmienionych i patologicznych komórek;  analizy wpływu własności mechanicznych biopolimerów na funkcje życiowe komórek, m.in. migrację, poliferację i adhezję;  wpływu promieniowania jonizującego i jonów metali na stabilność błon erytrocytów;  charakterystyki fizycznych i chemicznych własności nanorurek węglowych;

Applied experimental methods: absorption and fluorescence spectroscopy, fluorescence with double modulation, thermoluminescence, fast polarography, atomic force microscopy (AFM), Mössbauer spectroscopy.

Stosowane metody badawcze: spektroskopia absorpcyjna i fluorescencyjna, fluorescencja o podwójnej modulacji, termoluminescencja, szybka polarografia, mikroskopia sił atomowych (AFM), spektroskopia mössbauerowska.

15

BIOMEDICAL IMAGING AND MODELING GROUP The research field of the group concerns following subjects:  The Nuclear Magnetic Resonance Imaging  Radio- and photo-therapy in medicine  Modeling of physiological processes  Estimation of radiological hazards in diagnostics and therapy applying radio pharmaceutics  Application of advanced spectroscopic methods in research of pathogenesis of neurological diseases The research in the field of Magnetic Resonance Imaging concerns the low field systems based on permanent magnets and their possible applications e. g. in space laboratories. The main interest is focused on development of new h.f. coils specially dedicated for such low field imaging, development of Halbach type magnets for transportable low field MRI systems and research concerning development of numerical programs for improvement of image quality. The other field of the group activity concerns the theoretical and experimental problems related with radioand photo-therapy of tumors (melanoma) and processes involving freeradicals in biology as presented in habilitation of dr Z. Matuszak. The methods of mathematical modeling of selected physiological processes are developed, in particular focused on compartment modeling application in estimation of the efficiency in the external liver therapy. The scientific activity of the group covers also the subjects connected with the imaging and quality assurance in nuclear medicine procedures and as well with design and application of static and dynamic phantoms for such investigations. In this field the research related with optimization of radiological hazards of the staff and patients undergoing the procedures in nuclear medicine is conducted.

Tematyka badawcza grupy obejmuje następujące zagadnienia:  Obrazowanie z wykorzystaniem zjawiska rezonansu magnetycznego  Radio- i fototerapia w medycynie  Modelowanie procesów fizjologicznych  Szacowanie narażenia radiologicznego w diagnostyce i terapii z wykorzystaniem radiofarmaceutyków  Zastosowanie zaawansowanych metod spektroskopowych w badaniach patogenezy schorzeń neurologicznych Badania w zakresie Obrazowania Magnetyczno-Rezonansowego dotyczą systemów niskopolowych bazujących na magnesach stałych i ich możliwych zastosowań, m. in. w stacjach kosmicznych. Główne zainteresowanie jest zogniskowane na rozwoju nowych cewek w.cz. specjalnie projektowanych dla takiego obrazowania niskopolowego, rozwoju magnesów typu Halbacha do przenośnych systemów niskopolowych oraz na badaniach dotyczących opracowania programów numerycznych umożliwiających poprawienie jakości obrazów. Innym obszarem zainteresowań grupy są problemy teoretyczne i eksperymentalne związane z radio- i fototerapią nowotworów (melanoma) i procesami wolonorodnikowymi w biologii, co zostało przedstawione w pracy habilitacyjnej Z. Matuszaka. Rozwijane są metody matematycznego modelowania wybranych procesów fizjologicznych, w szczególności badania skupiają się na wykorzystaniu modelowania kompartmentowego w ocenie wydajności pozaustrojowej terapii wątroby. Aktywność naukowa grupy obejmuje również zagadnienia związane z obrazowaniem i zapewnieniem jakości w procedurach medycyny nuklearnej jak również z projektowaniem i wdrażaniem fantomów statycznych i dynamicznych dla tego typu badań.

16

The optimization is related with application of TLD (thermo luminescent) dosimeters. The research of epilepsy pathogenesis with use of advanced spectroscopic methods is also developed basing on different animal epilepsy models.

Na tym polu prowadzone są równocześnie badania związane z optymalizacją narażenia radiologicznego personelu i pacjentów poddawanych procedurom z zakresu medycyny nuklearnej. Optymalizacja związana jest z wykorzystaniem dozymetrów TLD (termoluminescencyjnych). Prowadzone są także badania nad patogenezą epilepsji z wykorzystaniem zaawansowanych metod spektroskopowych w oparciu o różne zwierzęce modele epilepsji nabytej.

MOESSBAUER SPECTROSCOPY GROUP Our research interests encompass two areas: (1) solid state physics and (2) bio-pharmaceutical-medical physics. Our activities in the former were focused on (a) experimental and theoretical investigations of various physical properties of the sigma-phase in Fe-X alloy systems (X=Cr, V, Mo, Re), using different experimental (e. g. Mössbauer Spectroscopy, Nuclear Magnetic Resonance, Neutron Diffraction, Magnetometry, Nuclear Resonance Inelastic X-ray Scattering) and theoretical (e. g. Korringa-Kohn-Rostoker Green’s function) methods, and (b) short-range ordering and borders of the miscibility gap in FeCr alloys. Regarding the latter issue, we were interested in pharmaceutical approximants of ferritin like Imferon, Ferrum Lek and Maltofer® which were studied with the Mössbauer spectroscopy.

Program naszych badań obejmuje dwie dziedziny: (1) fizykę ciała stałego oraz (b) fizykę bio-farmaceutyczno-medyczną. W ramach (1) prowadzone były badania (a) różnych własności fizycznych fazy sigma w układach Fe-X (X=Cr, V, Mo, Re) przy pomocy kilku metod eksperymentalnych (spektroskopia mössbauerowska, jądrowy rezonans magnetyczny, rozpraszanie neutronów, magnetometria, jądrowe rezonansowe nieelastyczne rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego) oraz metody funkcji Greena oraz (b) uporządkowania bliskiego zasięgu i granicy obszaru występowania tzw. Miscibility gap w stopach Fe-Cr. W ramach (2) badane były farmaceutyczne modele ferrytyny (Imferon, Ferrum Lek, Maltofer®) przy pomocy spektroskopii mössbauerowskiej.

17

ACHIEVEMENTS BIOMEDICAL ENVIRONMENTAL RESEARCH GROUP 













Development of the numerical methods for elemental 2D and 3D imaging with the use of X-ray fluorescence microspectroscopy Development of measurement control and data acquisition system for scanning micro-beam X-ray fluorescence spectrometer Development of the methods of cryo-analysis of oxidation state and chemical environment of selected elements in brain cancers with the use of methods based on synchrotron radiation Organization of Group Fellowship Training in sampling and characterization of Air Particulate Matter by X-Ray Fluorescence for six International Atomic Agency in Vienna fellowships in the frame of regional project RER1008, 2-20 July 2012, Krakow. Training took place at the Faculty of Physics and Applied Computer Science, AGH-UST University of Science and Technology Determination of elemental and biomolecular variability of dopaminergic neurons in human senile brains. Preparation of multi-layer standard reference materials for the evaluation of analytical capabilities of confocal 3D micro X-ray spectrometers and for the validation of mathematical procedures used in 3D µXRF spectroscopy.













18

Opracowanie metod numerycznych dla potrzeb pierwiastkowego obrazowania 2D i 3D w rentgenowskiej mikrospektroskopii fluorescencyjnej. Opracowanie programu sterowania i akwizycji danych pomiarowych dla skaningowego rentgenowskiego analizatora fluorescencyjnego Opracowanie metody pomiaru w niskich temperaturach stopnia utlenienia i otoczenia chemicznego wybranych pierwiastków w nowotworach mózgu z zastosowaniem metod opartych na promieniowaniu synchrotronowym. Zorganizowanie szkolenia dla grupy sześciu stypendystów Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej w Wiedniu „Pobieranie próbek i charakterystyka zanieczyszczeń pyłowych powietrza metodą fluorescencji rentgenowskiej” w ramach projektu regionalnego RER1008, 2-20 lipiec 2012, Kraków. Szkolenie odbyło się na Wydziale Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-Hutniczej. Oznaczenie zmienności pierwiastkowo-biomolekularnej neuronów dopaminegicznych mózgów starczych u ludzi. Przygotowanie wielowarstwowych materiałów referencyjnych do oceny możliwości analitycznych rentgenowskich spektrometrów konfokalnych oraz walidacji procedur matematycznych stosowanych w rentgenowskiej mikroanalizie fluorescencyjnej, w geometrii konfokalnej. 

MOLECULAR BIOPHYSICS AND BIOENERGETICS GROUP 









We characterized the vibrational modes of non-heme iron (NHFe) in its high spin reduced state in photosystems of type II and showed how point mutations within the vicinity of the NHFe binding site influenced its spin state and density of vibrational states. We showed a correlation between local magnetic properties of various iron aggregates within nonfunctionalized and functionalized multiwall carbon nanotubes (MWCNT) and the global magnetic properties of the carbon nanotubes. We found that the membrane skeleton of red blood cells from hypertensive patients formed “corncomb” structures instead of “honey-comb” detected in red blood cells from healthy donors. We observed that under low partial pressure of O2 the oxygen release by hemoglobin in erythrocytes of hypertensive patients is attenuated in comparison to the healthy cases.







19

Zmierzyliśmy charakterystyczne mody wibracyjne zredukowanego żelaza niehemowego znajdującego się w stanie wysoko-spinowym i pokazaliśmy jak mutacje punktowe w pobliżu miejsca wiązania żelaza niehemowego wpływają na jego stan spinowy i gęstość stanów wibracyjnych. Wykazaliśmy korelację pomiędzy lokalnymi własnościami magnetycznymi różnorodnych agregatów żelaza wbudowanych w niefunkcjonalizowane i funkcjonalizowane wielościenne nanorurki węglowe (MWCNT) a własnościami magnetycznymi całych nanorurek węglowych. Pokazaliśmy, że szkielet błonowy czerwonych ciałek krwi pochodzących od pacjentów z nadciśnieniem pierwotnym posiada strukturę typu „kolby kukurydzy” w odróżnieniu od struktur typu „plastra miodu” obserwowanych w przypadku czerwonych ciałek krwi pochodzących od osób zdrowych. Zaobserwowaliśmy, że w warunkach niskiego ciśnienia parcjalnego uwalnianie tlenu przez hemoglobinę w erytrocytach pochodzących od osób z nadciśnieniem pierwotnym jest osłabione w porównaniu z przypadkami zdrowymi.

BIOMEDICAL IMAGING AND MODELING GROUP 





 





Launching (Putting in service) of the Specialized Magnetic Resonance Imaging Laboratory, unique in Poland, became the most important achievement of the group. The images are received using the 0.2 T „Cirrus 2 Open” MRI system. The system enables free access to the imaging object, testing new solutions of receiving/detecting h.f. coils, improvement of pulse sequences for imaging, testing the programs for image noise reduction and scientific research of investigated objects. Development of the dedicated computer software to radiation dose optimization for the staff performing nuclear medicine procedures. Investigation of the relationship between kinetics of albumin-bound bilirubin and water-soluble urea in extracorporeal blood purification. Elaboration of the dynamic heart phantom. Studies using synchrotron Fourier transform infrared and Raman microspectroscopies showed an increased frequency of creatine deposits in the hippocampal formations from the acute phase of pilocarpine induced status epilepticus as well as positive correlation between the number of inclusions and the total time of seizure activity. The topographic and quantitative elemental analysis of the hippocampal formations from different stages of epileptogenesis showed that excitotoxicity and mossy fibers sprouting may be the processes underlying seizure induced neurodegenerative changes and spontaneous seizure activity occurring in the chronic phase of pilocarpine model.





 

20

Istotnym osiągnięciem zespołu było uruchomienie specjalistycznego laboratorium obrazowania magnetyczno-rezonansowego unikalnego w skali kraju. W uruchomionym systemie „Cirrus 2 Open” obrazowanie jest realizowane w polu 0.2 T. Zaletą systemu jest jego otwartość umożliwiająca swobodny dostęp do obrazowanego obiektu, możliwość testowania nowych rozwiązań cewek nadawczo-odbiorczych, udoskonalania sekwencji impulsów służących do uzyskiwania obrazów, oprogramowania do rejestracji i przetwarzania obrazów, testowania programów do redukcji szumów zakłócających obrazy oraz badań naukowych dotyczących obrazowanych obiektów. Opracowanie dedykowanego oprogramowania do optymalizacji dawek promieniowania dla personelu realizującego procedury medycyny nuklearnej. Zbadanie zależności pomiędzy kinetyką bilirubiny związanej z albuminą a rozpuszczalnym w wodzie mocznikiem w pozaustrojowym czyszczeniu krwi. Opracowanie dynamicznego fantomu serca. Badania wykorzystujące mikrospektroskopie promieniowania podczerwonego z transformatą Fouriera oraz Ramana wykazały zwiększoną częstość występowania depozytów keratynowych w formacjach hipokampa z fazy ostrej wywołanego pilokarpiną stanu padaczkowego i pozytywną korelacją ilości inkluzji z całkowitym czasem aktywności drgawkowej.



Topograficzna i ilościowa analiza pierwiastkowa formacji hipokampa z różnych okresów epileptogenezy wykazała, że ekscytotoksyczność i kiełkowanie włókien mszatych mogą być procesami leżącymi u podstaw wywołanych drgawkami zmian neurodegeneracyjnych i spontanicznej aktywności drgawkowej w fazie przewlekłej modelu pilokarpinowego.



Wykazanie na drodze eksperymentalnej, że podstawowym stanem magnetycznym fazy sigma w układach Fe-Cr oraz Fe-V jest szkło spinowe (SG). Innymi słowy, magnetyzm fazy sigma w tych układach ma charakter re-entrant (PMFMSG). Teoretyczne obliczenie własności magnetycznych i parametrów nadsubtelnych dla fazy sigma w układzie Fe-V. Synteza próbek fazy sigma w układzie Fe-Mo oraz eksperymentalne określenie ich parametrów strukturalnych i nadsubtelnych. Wykazanie na drodze eksperymentalnej, że parametry spektralne (rozszczepienie kwadrupolowe oraz przesunięcie izomeryczne) są specyficzne dla ferrytyny pochodzącej z wątroby i śledziony kur a także dla jej farmaceutycznych modeli (Ferrum Lek, Imferon, Maltofer®). Niewielkie lecz mierzalne różnice między nimi mogą odzwierciedlać różnice w wielkości i strukturze ferrytynowych rdzeni w badanych próbkach.

MOESSBAUER SPECTROSCOPY GROUP 

 



Experimental demonstration that a spin-glass (SG) is the ground magnetic state in sigma-phase Fe-Cr and Fe-V alloys i.e. its magnetism in these compounds has a re-entrant character (PMFMSG). Theoretical calculation of the magnetic and hyperfine properties of the sigma-phase in the Fe-V alloys. Synthesis of the sigma-phase in the Fe-Mo alloys and determination of its structural and hyperfine properties. Experimental evidence that the spectral parameters viz. the quadrupole splitting and the isomer shift are characteristic features of a chicken liver and spleen ferritin and its pharmaceutical approximants (Ferrum Lek, Imferon, Maltofer®). Small differences between these parameters may be related to underlying differences in the size and structure of the ferritin cores in the studied samples.







21

ACTIVITY K. BURDA  

 



A member of Scientific Committee at the Faculty of Physics and Applied Computer Science AGH A member of Scientific Council at Multidisciplinary School of Engineering in Biomedicine, AGH University of Science and Technology (since 2009) Head of the BIONAN consortium (since 2008) A member of Recall Committee of Privileges for PhD Students at the Faculty of Physics and Applied Computer Science AGH



 

Członek Komisji d/s Nauki na Wydziale Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH Członek Rady Programowej Międzywydziałowej Szkoły Inżynierii Biomedycznej AGH – Akademii Górniczo-Hutniczej (od 2009) Kierownik konsorcjum BIONAN (od 2008) Członek Odwoławczej Komisji Dyscyplinarnej dla Doktorantów na Wydziale Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH

M. CZYŻYCKI   



Member of the European Microbeam Analysis Society (since 2009) Member of the European X-ray Spectrometry Association (since 2010) Reviewer for the “Nukleonika” journal





Członek Europejskiego Towarzystwa Analizy Mikrowiązką (EMAS) (od 2009) Członek Europejskiego Stowarzyszenia Spektrometrii Promieniowania Rentgenowskiego (EXSA) (od 2010) Recenzent czasopisma „Nukleonika”

L. FURMAN  





Supervisor of students trainings for Technical Physics and Applied Computer Science Reviewer for the journals: Nukleonika, Computers & Chemical Engineering, Applied Radiation & Isotopes, Industrial & Engineering Chemistry Research Coordinator in project "Fizyka – Twój wybór, Twoja przyszłość” for Technical Physics





22

Pełnomocnik Dziekana ds. praktyk studenckich na kierunkach Fizyka Techniczna i Informatyka Stosowana, Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH Recenzent czasopism: Nukleonika, Computers & Chemical Engineering, Applied Radiation & Isotopes, Industrial & Engineering Chemistry Research Koordynator projektu "Fizyka – Twój wybór, Twoja przyszłość” dla Fizyki Technicznej

M. LANKOSZ    



Member of X-Ray Spectrometry Advisory Board (since 2008) Member of Scientific Council of the Institute of Nuclear Chemistry and Technology (since 2002) Member Committee of Nuclear Technology at the National Atomic Energy Agency (since 2009) Member of Editorial Board of „Nukleonika” (since 2010)

  

Członek Komitetu Doradczego czasopisma X-Ray Spectrometry (od 2008) Członek Rady Naukowej Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej (od 2002) Członek Komitetu Technologie Jądrowe przy Państwowej Agencji Atomistyki Członek Komitetu Redakcyjnego czasopisma “Nukleonika” (od 2010) Członek Zespołu interdyscyplinarnego do spraw Programu wspierania infrastruktury badawczej w ramach Funduszu Nauki i Technologii Polskiej

Z. MATUSZAK 

President of Cracow Branch of the Polish Biophysical Society



Prezes Krakowskiego Oddziału Polskiego Towarzystwa Biofizycznego



Członek zespołu ds. wdrażania Krajowych Ram Kwalifikacji Kształcenia dla kierunku „Fizyka medyczna” na Wydziale Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH Członek Wydziałowej Komisji Rekrutacyjnej na Wydziale Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH

A. ORZECHOWSKA 



A member of National Qualification Framework for specialization of Medical Physics at the Faculty of Physics and Applied Computer Science AGH A member of Enrolment Committee at the Faculty of Physics and Applied Computer Science, AGH



L. SAMEK 

Member of Editorial Board of “European Journal of Environmental Sciences” (since 2012)



Członek Komitetu Redakcyjnego czasopisma “European Journal of Environmental Sciences” (od 2012)



Członek Komitetu Redakcyjnego Biuletynu Nukleonicznego

Z. STĘGOWSKI 

Member of Editorial Board – Nucleonic Bulletin

23

H. FIGIEL     

 



Member of the Main Board of the Polish Physical Society Chairman of the Auditorial Comission of the Polish Fuel Cell and Hydrogen Association Chairman of the board of BIOMAR Consortium Member of the Program Board of the Inter-Faculty School of Biomedical Engineering at AGH Member of International Steering Committee of the International Symposia on Metal Hydrogen Systems Secretary of the Krakow Branch of the Societas Humboldtiana Polonorum Expert in physics of the Polish Accreditation Committee

   

 

Członek Zarządu Głównego Polskiego Towarzystwa Fizycznego Przewodniczący Komisji Rewizyjnej Polskiego Stowarzyszenia Wodoru i Ogniw Paliwowych Przewodniczący Rady Konsorcjum BIOMAR Członek Rady Programowej Międzywydziałowej Szkoły Inżynierii Biomedycznej AGH Członek Międzynarodowego Komitetu Koordynacyjnego Międzynarodowych Sympozjów Układów MetalWodór Sekretarz Oddziału Krakowskiego Societas Humboldtiana Polonorum, Ekspert Polskiej Komisji Akredytacyjnej w dziedzinie Fizyki

A. JUNG  

 



Vice Chairman of the Krakow Branch of the Polish Society of Medical Physics Coordinator for Medical Physics field in the project "Now physics. New forms of education closer to employers” Member of the unit preparing the Accreditation for the Medical Physics Supervisor of the students trainings at the Inter-Faculty School of Biomedical Engineering at AGH



 

Zastępca Przewodniczącego Oddziału Krakowskiego Polskiego Towarzystwa Fizyki Medycznej Koordynator ds. Kierunku Fizyka Medyczna projektu “Teraz Fizyka. Nowe formy kształcenia bliżej pracodawcy” Członek zespołu ds. przygotowania akredytacji dla kierunku Fizyka Medyczna Opiekun praktyk studenckich dla Międzywydziałowej Szkoły Inżynierii Biomedycznej

K. MATUSIAK   



Chairman of the Unit for National Qualification Frame Introduction for Medical Physics Course Member of the unit preparing the Accreditation for the Medical Physics Member of the unit for teaching quality at the Faculty of Physics and Applied Computer Science

 

24

Przewodnicząca zespołu ds. Wdrażania Krajowych Ram Kwalifikacji dla kierunku Fizyka Medyczna Członek zespołu ds. przygotowania akredytacji dla kierunku Fizyka Medyczna Członek zespołu ds. Jakości Kształcenia na Wydziale Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH

J. CHWIEJ 

Member of the Young Researcher Council by the Ministry of Science and Higher Education



Członek Rady Młodych Naukowców powołanej przez Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego



Członek Senackiej Komisji ds. Dyscyplinarnych Studentów Członek Instytutu Fizyki w Londynie w randze Fellow Członek Mössbauer Century Club, USA Członek Komitetu Doradczego Amerykańskiego Instytutu Biograficznego (ABI) Członek Komisji ds. Fellows w Instytucie Fizyki w Londynie (IOP) Recenzent czasopism Intermetallics, Journal of Physics and Chemistry of Solids, Nukleonika, Physica Status Solidi (b) Członek Komitetu Redakcyjnego czasopisma Applied Sciences Edytor wydania specjalnego Applied Sciences

S. M. DUBIEL        

Member of the University’s Senate Commission for Discipline of Students Fellow of the Institute of Physics, London (since 2002) Member of the Mössbauer Century Club, USA (since 2005) Member of the Research Board of Advisors of The American Biographical Institute (since 2005) Panel Member for Fellows at the Institute of Physics (IOP), London Reviewer for Intermetallics, Journal of Physics and Chemistry of Solids, Nukleonika, Physica Status Solidi (b) Member of the Editorial Board for Applied Sciences Editor of a special issue of Applied Sciences

    

 

25

Department of Condensed Matter Physics Katedra Fizyki Materii Skondensowanej STAFF HEAD prof. dr hab. inż. Krzysztof Wierzbanowski full professor. prof. dr hab.Stanisław Kaprzyk full professor prof. dr hab. inż. Wojciech Łużny full professor. prof. dr hab. Wiesława Sikora full professor prof. dr hab. Janusz Wolny full professor prof. dr hab. inż. Janusz Toboła associate professor prof. dr hab. inż. Andrzej Zięba associate professor. dr hab. inż. Andrzej Baczmański associate professor. dr hab. inż. Jacek Tarasiuk associate professor. dr hab. inż. Andrzej Bernasik associate professor dr inż. Paweł Armatys assistant professor dr inż. Jakub Haberko assistant professor dr inż.Jan Kulka assistant professor drJacek Nizioł assistant professor dr Lucjan Pytlik assistant professor dr inż. Maciej Śniechowski assistant professor dr inż. Bartłomiej Wiendlocha assistant professor dr inż. Sebastian Wroński assistant professor mgr inż. Roman Wawszczak teaching assistant Władysław Błaszczyk Ryszard Skotnicki

PROFILE Scientific activities of the Department are mainly focused on the following topics:  Properties and symmetry analysis of selected phases of ordered structures  Studies of aperiodic structures  Deformation, recrystallization and internal stresses in polycrystalline materials  Electron structure of the solid state  Polymer research  Theory of measurement uncertainty

Działalność naukowa Katedry koncentruje się na następujących zagadnieniach:  Własności i analiza symetryczna wybranych faz struktur uporządkowanych  Badanie struktur aperiodycznych  Odkształcenia, rekrystalizacja oraz naprężenia wewnętrzne w materiałach polikrystalicznych  Struktura elektronowa ciał stałych  Badanie polimerów  Teoria niepewności pomiarów

26

ACHIEVEMENTS 















Observation of structural phase transitions in deoxyribonucleic acid, the material applied in nonlinear optics and photonics recently. Determination of electric dipole orientations formed at the conventional polymer/gold interface by Kelvin probe force microscopy. Development of a methodology for modeling the properties of trabecular bone. We created a methodology, which treats a bone as a composite material based on averaging of the mechanical properties of continuous media with Eshelby inclusions. This allows us to determine the full stiffness tensor for trabecular bone. Explanation of the mechanisms leading to the formation of two types of rolling texture in f.c.c. metals: copper and brass types. Different models describing elastic interactions between grains in polycrystalline materials were tested by using grazing incidence X-ray diffraction method (GIXD). As the result it was found that a new “free surface model self-consistent” model gives the best agreement between experimental and theoretical results both for samples with low and high elastic crystal anisotropy. Analytical solution using an algebraic formulation of the simplex linear method for multiple integrals over the d-dimensional domain, specific for Green functions with linear dispersion relations. Study of distortions of the electronic density of states influenced by resonant impurities as a potent mechanism to increase the thermopower and power factor in semiconducting thermoelectric materials.











27

Obserwacja strukturalnych przejść fazowych w kwasie deoksyrybonukleinowy materiale ostatnio stosowanym w optyce nieliniowej i fotonice. Określenie orientacji elektrycznego momentu dipolowego na złączu polimer konwencjonalny/złoto za pomocą kelwinowskiej mikroskopii sił. Opracowanie metodologii modelowania własności kości gąbczastej. Stworzono metodologię, która traktując kość jako materiał kompozytowy, w oparciu o modele uśredniania własności mechanicznych ośrodków ciągłych z wtrąceniami Eshelby'ego, pozwala na wyznaczenie pełnego tensora sztywności dla kości gąbczastej. Wyjaśnienie mechanizmów powstawania dwóch typów tekstur walcowania metali o strukturze regularnej ściennie centrowanej: tekstur typu miedzi i mosiądzu. Przy użyciu dyfrakcyjnej metody rentgenowskiej (w geometrii stałego kąta padania) przetestowano różne modele opisujące sprężyste oddziaływania pomiędzy ziarnami w materiałach polikrystalicznych. Stwierdzono, że nowy "powierzchniowy model samouzgodniony" daje najlepszą zgodność wyników teoretycznych z danymi doświadczalnymi, zarówno dla próbek o małej jak i dużej anizotropii sprężystej kryształu. Rozwiązanie analityczne w ujęciu algebraicznym problemu całkowania, po wielowymiarowej domenie, funkcji o własnościach analitycznych właściwym funkcjom Greena z liniową relacją dyspersji.







Pioneer interpretation of hyperfine parameters measured from Mossabaer spectroscopy in complex alloys Fe-X (X= V, Cr, Mo) with sigma structure using ab initio calculations. Structure refinement of decagonal quasicrystals in the systems Al–Cu– Me (Me = Co, Rh, Ir).





Badania dystorsji funkcji gęstości stanów elektronowych pod wpływem domieszek rezonansowych jako mechanizmu odpowiedzialnego za wzrost siły termoelektrycznej i współczynnika mocy w półprzewodnikowych materiałach termoelektrycznych. Pionierska interpretacja parametrów oddziaływań nadsubtelnych w pomiarach spektroskopii Mossbauera w złożonych stopach Fe-X (X= V, Cr, Mo) o strukturze fazy sigma na podstawie obliczeń z pierwszych zasad. Rozwiązanie struktury dekagonalnych kwazikryształów układów Al–Cu–Me (Me = Co, Rh, Ir).

ACTIVITY A. BACZMAŃSKI 





Member of Scientific Committees of International Conferences: “European Conference on Residual Stresses (ECRS)” and “Size-Strain Conference” Reviewer of : Journal of Composite Materials, Scripta Materialia



Członek Komitetów Naukowych Międzynarodowych Konferencji: European Conference on “Residual Stresses (ECRS)” oraz “Size-Strain oraz Size and Strain” Recenzent czasopism: Journal of Composite Materials, Scripta Materialia

W. ŁUŻNY      

.

Member of Intern. Advisory Board of Int. Conference on X-Ray Investigations of Polymer Structure (XIPS), Expert of National Science Centre, panel ST5 "Materials and synthesis", Dean of the Faculty of Physics and Applied Computer Science (till August 2012) Member of the Senate of AGH University of Science and Technology (since September 2012), Chairman of the AGH Senate Committee for Budget (since September 2012) Member of the Scientific Committee of M. Smoluchowski Scientific Consortium "Matter-Energy-Future" Member of the Commission for the future employment of assistant professors

     



28

Członek: Intern. Advisory Board of Int. Conference on X-Ray Investigations of Polymer Structure (XIPS) Ekspert Narodowego Centrum Nauki w panelu ST5 "Synteza i materiały" Dziekan WFiIS (do sierpnia 2012) Senator AGH (od września 2012) Przewodniczący Senackiej Komisji ds. Budżetu (od września 2012) Członek Rady Naukowej Krakowskiego Konsorcjum Naukowego im. M. Smoluchowskiego „Materia – Energia – Przyszłość” (KNOW) Członek Wydziałowej Komisji ds. rotacji adiunktów

W. SIKORA    



Member of Committee of Crystallography, Polish Academy of Science Member of Commission on Magnetic Structures of the International Union of Crystallography (od 2011) Member of Polish Society of Neutron Diffraction Member of 2014 IUCr International Program Committee (2012)

  

Członek Komitetu Krystalografii Polskiej Akademii Nauk Członek Komisji Struktur Magnetycznych Międzynarodowej Unii Krystalograficznej (od 2011) Członek Polskiego Towarzystwa Rozpraszania Neutronów Członek 2014 IUCr International Program Committee (2012)

J. TARASIUK   



Rector’s representative for Quality of Teaching Member of Rectors’s jury for: Lecture Notes in Internet Referee of the projects of National Science Centre (NCN)

 

Pełnomocnik Rektora ds. Jakości Kształcenia Członek jury JM Rektora w konkursie „Notatki w Internecie” Recenzent projektów Narodowego Centrum Nauki (NCN)

J. TOBOŁA    





Reviewer of Physical Review Letters & Physical Review B Member of International Scientific Committees of ECT Conferences by European Thermo-Electrical Society member of European Thermoelectric Society Board (since 2008) Member of International Advisory Board of the International Conference on Thermoelectrics, Kobe, Japan (2013) Referee of the projects of National Science Centre (NCN)



  

29

Stały recenzent APS (American Physical Society) czasopism Physical Review Letters & Physical Review B Członek międzynarodowych komitetów naukowych organizujących konferencje: ECT Europejskiego Towarzystwa Termoelektrycznego członek European Thermoelectric Society Board (od 2001) Członek międzynarodowego komitetu konferencji: Thermoelectrics, Kobe, Japonia (2013) Recenzent projektów Narodowego Centrum Nauki (NCN)

K. WIERZBANOWSKI   

  



Head of the Department of Condensed Matter Physics Dean’s representative for Assurance of Quality of Teaching (2010-2012) Member of International Scientific Committees of Conferences on: Mechanical Stress Evaluation by Neutrons and Synchrotron Radiation (MECA SENS) Member of Board of Reviewers: Archives of Metallurgy and Materials Reeferee of American Physical Society for journals: Phys. Review Letters and Physical Review B Referee of the projects of National Science Centre (NCN)

 

  

Kierownik Katedry Fizyki Materii Skondensowanej Pełnomocnik Dziekana ds. Jakości Kształcenia (2010-2012) Członek międzynarodowych komitetów naukowych organizujących konferencje z cyklu: Mechanical Stress Evaluation by Neutrons and Synchrotron Radiation (MECA SENS) Członek komitetu recenzentów czasopisma Archives of Metallurgy and Materials Recenzent American Physical Society do czasopism: Phys. Review Letters oraz Physical Review B Recenzent projektów Narodowego Centrum Nauki (NCN)

J. WOLNY   



Dean of the Faculty of Physics and Applied Computer Science Member of the Senate of AGH University of Science and Technology Member of Committee of Crystallography, Polish Academy of Science

 

Dziekan Wydziału Fizyki I Informatyki Stosowanej Senator AGH Członek Komitetu Krystalografii Polskiej Akademii Nauk

A. ZIĘBA   



Polish Physical Society: belongs to Main Board and member of Commission for Rewards and Distinctions Reviewer of Metrology and Measurement Systems, and Pomiary, Automatyka Kontrola Scientific supervisor of the Undergraduate Student Laboratory

 

30

Polskie Towarzystwo Fizyczne: należy do Zarządu Głównego oraz członek Komisji Nagród i Wyróżnień Recenzent Metrology and Measurement Systems, oraz Pomiary, Automatyka Kontrola Opiekun naukowy studenckiej Pracowni Fizycznej

Department of Applied Informatics and Computational Physics Katedra Informatyki Stosowanej i Fizyki Komputerowej STAFF HEAD prof. dr hab. Krzysztof Kułakowski, full professor COMPLEX SYSTEMS GROUP ZESPÓŁ UKŁADÓW ZŁOŻONYCH prof. dr hab. Krzysztof Kułakowski, full professor prof. dr hab. Maksymowicz Andrzej, professor emeritus prof. dr hab. inż. Zbigniew Kąkol, full professor prof. dr hab. Józef Spałek, full professor dr hab. Andrzej Lenda, associate professor dr inż. Antoni Dydejczyk, assistant professor dr inż. Przemysław Gawroński, assistant professor dr inż. Piotr Gronek, assistant professor dr inż. Małgorzata Krawczyk, assistant professor dr inż. Krzysztof Malarz, assistant professor dr inż. Maciej Wołoszyn, assistant professor dr inż. Barbara Kawecka-Magiera, senior lecturer dr inż. Grażyna Krupińska, senior lecturer dr inż. Janusz Malinowski, senior lecturer NANOSTRUCTURES AND NANODEVICES THEORY GROUP ZESPÓŁ TEORII NANOSTRUKTUR I NANOURZĄDZEŃ prof. dr hab. Stanisław Bednarek, full professor prof. dr hab. Janusz Adamowski, full professor dr hab. inż. Bartłomiej Szafran, associate professor dr inż. Tomasz Chwiej, assistant professor dr inż. Bartłomiej Spisak, assistant professor BIOMETRIC GROUP ZESPÓŁ BIOMETRII dr hab. inż. Saeed Khalid, associate professor mgr inż. Krzysztof Misztal, teaching assistant mgr inż. Adam Szczepański, teaching assistant

31

PROFILE COMPLEX SYSTEMS GROUP Research is conducted in a few threads concentrated in the Complex Systems Group. One of them is connected with the collaboration with laboratories of material sciece at the Universidad del Pais Vasco, San Sebastian, and Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC. In particular, we are modeling hysteresis loops in micro- and nanoscopic systems. Other directions of research deal with modeling sociological processes in general frames of game theory and with statistical mechanics of complex networks. Since 2009, the subject is conducted in frames of FP7 EU SOCIONICAL on applications of complexity theory to socio-technical systems. Our contribution is based, among other things, on simulations of crowd dynamics within the social force model.

Badania prowadzone są w kilku kierunkach. Jeden z tych kierunków wiąże się z współpracą z laboratoriach fizyki materiałowej na Universidad del Pais Vasco, San Sebastian, i w Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC. Modelowane są m. in. pętle histerezy układów mikro- i nanoskopowych. Inne kierunki badań to modelowanie procesów społecznych w ramach szeroko pojętej teorii gier oraz mechanika statystyczna sieci złożonych. Od 2009 te tematy są badane w ramach grantu FP7 EU SOCIONICAL dotyczącego zastosowań teorii złożoności w układach technospołecznych. Nasz wkład opiera się m.in. na symulacjach dynamiki tłumu w modelu sił społecznych.

NANOSTRUCTURES AND NANODEVICES THEORY GROUP      



theory of electronic properties of quantum dots computer simulations of qubits and logic gates in nanodevices theory of electron quantum transport in quantum wells and nanowires modeling spin-orbit coupling effects in quantum dot simulation of electron spin transport through resonant tunnelling diodes and quantum rings investigation of the conductivity in quantum rings

    

32

teoria elektronowych własności kropek kwantowych symulacje komputerowe kubitów i bramek logicznych w nanourządzeniach teoria kwantowego transportu elektronów w studniach i drutach kwantowych modelowanie oddziaływania spinorbita w kropkach kwantowych symulacja transportu spinu w rezonansowych diodach tunelowych i pierścieniach kwantowych. badanie przewodnictwa elektronowego pierścieni kwantowych

BIOMETRIC GROUP The scientific subject of the Group consists of:  Automatic verification of a human identity  Automatic techniques of a human recognition  Analysis and processing of digital images Research on the identification and verification of a human identity is focused, both around the characteristics associated with anatomy and functioning of the human body. The aim of the team work is to create an automatic biometric system based on the features contained in the fingerprints, the iris, ECG signal, the face anatomy and the voice. In the studies, which are concentrated around the biometric issues, attention of the team researchers is focused on the techniques of feature extraction and signal classification methods. The analysis of Toeplitz matrices minimal eigenvalues in the above mentioned issues is carried out for the aim of constructing an image simple feature vector. Several studies are conducted on the purpose of developing novel methods for the biometric digital image analysis, with the emphasis focused on the medical images.

Tematyka badawcza obejmuje następujące zagadnienia:  Automatyczna weryfikacja tożsamości człowieka  Techniki automatycznego rozpoznawania tożsamości ludzkiej  Analiza i przetwarzanie obrazów cyfrowych Badania dotyczące rozpoznawania i weryfikacji tożsamości ludzkiej koncentrują się zarówno wokół cech związanych z budową jak i funkcjonowaniem organizmu ludzkiego. Celem działań zespołu jest stworzenie automatycznego systemu biometrycznego bazującego na cechach ukrytych w: liniach papilarnych, tęczówce oka, EKG, anatomii twarzy, głosie. W badaniach dotyczących zagadnień biometrycznych uwagę skoncentrowano nad analizą technik ekstrakcji cech z sygnałów biometrycznych oraz metodami klasyfikacji uzyskanych sygnałów. Prowadzone są obszerne analizy użyteczności macierzy Toeplitza w opisie sygnałów. Prowadzone są badania, których celem jest opracowanie nowatorskich metod opisu obrazów cyfrowych, z naciskiem położonym na analizę obrazów medycznych.

33

ACHIEVEMENTS COMPLEX SYSTEMS GROUP     



Calculations of magnetic hysteresis for nanoscopic systems of antidots New applications of symmetry induced compression of phase space in discrete systems Calculations of irreversible effects in systems of ferromagnetic wires Simulations of crowd dynamics in the Social Force Model Calculations of percolation thresholds in complex environments

   

Obliczenia histerezy magnetycznej dla nanoskopowych układów antykropek Nowe zastosowania kompresji przestrzeni stanów dla układów dyskretnych Obliczenia efektów nieodwracalnych w układach ferromagnetycznych drutów Symulacje dynamiki tłumu w modelu sił społecznych Obliczenia progów perkolacji w złożonych otoczeniach sieci

NANOSTRUCTURES AND NANODEVICES THEORY GROUP 



 







Computer simulation of manipulation of a single electron spin in a quantum dot with-out magnetic field Explanation of intrinsic oscillations of spin current polarization occurring in paramagnetic resonant tunneling diode in the negative differential resistance regions at the current-voltage characteristics Spin-Orbit-Mediated Manipulation of Heavy-Hole Spin Qubits in Gated Semiconduc-tor Nanodevices Demonstration that the violation of Onsager relation for a single electron moving along en empty semiconductor channel results from the inelastic backscattering Demonstration that half lines observed in electic-dipole-spin resonance experiments on double quantum dots result from the effects of higher frequency generation due to the a weak AC electric excitation Numerical determination of conductance of the two-terminal quantum ring for scanning gate microscopy











34

Symulacja komputerowa operacji wykonywanych na spinie elektronu w kropce kwantowej bez użycia pola magnetycznego Wyjaśnienie natury wewnętrznych oscylacji polaryzacji prądu spinowego w paramagnetycznych diodach tunelowych Wykorzystanie oddziaływania spinorbita do wykonywania operacji na spinie ciężkiej dziury w elektrostatycznych kropkach kwantowych. Wykazanie, że za łamaniem relacji Onsagera dla pojedynczego elektronu w kanale półprzewodnikowym odpowiedzialne jest nieelastyczne rozpraszanie wstecz Wyjaśnienie, ze połówkowe linie obserwowane w doświadczeniach rezonansu spinu z dipolem elektrycznym w podwójnych kropkach kwantowych związane są z efektami generacji wyższych częstości pod wpływem słabego zmiennego wzbudzenia elektrycznego Numeryczne wyznaczanie przewodności pierścienia kwantowego w mikroskopii skaningowej

BIOMETRIC GROUP   



Utilizing the Toeplitz matrices in biometrics systems New algorithms for ECG signal analysis and recognition, Further approaches to vascular pattern recognition

 

Zastosowania macierzy Toeplitza w układach biometrycznych Nowe algorytmy do analizy i rozpoznawania sygnałów EKG Kontynuacja badań rozpoznawania obrazu naczyń krwionośnych

ACTIVITY J. ADAMOWSKI  





director of Interdisciplinary PhD Study member of the Programme Committee of the Laboratory for Physical Fundamentals of Information Processing referee of scientific journals: Physical Review Letters, Physical Review A, Physical Review B, Journal of Physics B, Journal of Physics: Condensed Matter, Semiconductor Science and Technology, Nanotechnology, Physics Letters A, Solid State Communications, Physica B & E, Physica Status Solidi, International Journal of Modern Physics B, Acta Physica Polonica

 

kierownik Interdyscyplinarnych Studiów Doktoranckich członek Rady Programowej Laboratorium Fizycznych Podstaw Przetwarzania Informacji recenzent czasopism naukowych: Physical Review Letters, Physical Review A, Physical Review B, Journal of Physics B, Journal of Physics: Condensed Matter, Semiconductor Science and Technology, Nanotechnology, Physics Letters A, Solid State Communications, Physica B & E, Physica Status Solidi, International Journal of Modern Physics B, Acta Physica Polonica

S. BEDNAREK   

 

member of the Physics Committee of the Polish Academy of Sciences member of Editorial Advisory Board, The Open Nanomedicine Journal referee of scientific journals: Physical Review Letters, Physical Review B etc.



członek Komitetu Fizyki PAN członek Redakcyjnego Komitetu doradczego czasopisma The Open Nanomedicine Journal recenzent czasopism naukowych: Physical Review Letters, Physical Review B i innych.

P. GAWROŃSKI 



Referee of scientific journal: Journal of Magnetism and Magnetic Materials

35

Recenzent czasopisma naukowego: Journal of Magnetism and Magnetic Materials

Z. KĄKOL     

 

Vice Rector of AGH-UST for Science Member of Jury of the Małopolska Grant Foundation „Sapere Auso” Member of Board of the Zielinscy Foundation of Educational Help for Young People Member of Jury of the Prize of Prof. Taklinski President of the Board of the Foundation of Students and Alumni AGH ACADEMICA

  

Prorektor AGH ds. Nauki Jury Małopolskiej Fundacji Stypendialnej „Sapere Auso” Zarząd Fundacji Pomocy Edukacyjnej dla Młodzieży im. H. i T. Zielińskich Jury Nagrody im. Prof. Władysława Taklińskiego Przewodniczący rady fundacji studentów i absolwentów AGH ACADEMICA

M. J. KRAWCZYK 

Referee of scientific journal: European Physical Journal B



Recenzent czasopisma naukowego: European Physical Journal B



Recenzent czasopism naukowych: JASSS, Phys. Rev. E, PLOS ONE, EPJ B, Acta Phys. Pol. A Członek Komisji Układów Złożonych PAU Członek Komitetu Naukowego 6. Ogólnopolskiego Sympozjum FENS 2012

K. KUŁAKOWSKI   

Referee of scientific journals: JASSS, Phys. Rev. E, PLOS ONE, EPJ B, Acta Phys. Pol. A Member of Committee of Complex Systems in the Polish Academy of Arts and Sciences Member of the Scientific Committee of 6th National Symposium FENS 2012

 

A. LENDA  



Deputy Dean of the Faculty of Physics and Applied Computer Sciences, AGH-UST (since 2005) Coordinator of International Contacts for Students of AGH-UST



36

Prodziekan ds Kształcenia Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH (od 2005) Koordynator Praktyk Zagranicznych Studentów AGH

K. MALARZ    







Managing Editor, Central European Journal of Physics (since 2006) Member of the Scientific Council of Polish Conferences on Computer Games Engineering (since 2005) Deputy Dean of the Faculty of Physics and Applied Computer Sciences, AGH-UST (since 2005) Member of the Auditorial Commission for Section of Physics in Economy and Social Sciences, Polish Physical Society (since 2009) Referee of scientific journals: Physical Review Letters, Physical Review E, Physica A, The Physical European Journal B, International Journal of Modern Physics C Member at the Ministry of Science and Higher Education, Experts Group for Sciences and Engineering Sciences to assess applications for funds for statutory activity (since 2011)

  





Redaktor Central European Journal of Physics (od 2006) Członek Rady Naukowej Ogólnopolskich Konferencji Inżynierii Gier Komputerowych (od 2005) Prodziekan ds Studenckich Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH (od 2005) Członek Komisji Rewizyjnej Sekcji Fizyki w Ekonomii i Naukach Społecznych Polskiego Towarzystwa Fizycznego (od 2009) Recenzent czasopism naukowych: Physical Review Letters, Physical Review E, Physica A, The Physical European Journal Członek Zespołu Specjalistycznego Nauk Technicznych i Ścisłych (ZS-3) do oceny wniosków o przyznanie środków finansowych na działalność statutową, MNiSzW (od 2011)

K. SAEED 

 





Editor-in-Chief, International Journal on Computer Information Systems and Industrial Management Applications (since 2008), Publishers: MIR Labs, USA Editor-in-Chief, International Journal of Biometrics (since 2007) Publishers: Inderscience, UK Conference General Chair, Computer Information Systems and Industrial Management - CISIM 2012 – Springer LNCS 7564, September 2628, 2012, Venice, Italy IEEE Computer Society Senior Member (Member since 1994); 2011-2013 nominated for IEEE CS DVP Distinguished Visitor Program

 



37

Naczelny Redaktor International Journal on Computer Information Systems and Industrial Management Applications (od 2008) Naczelny Redaktor International Journal of Bio-metrics (od 2007) Przewodniczący Komitetu Naukowego Konferencji Computer Information Systems and Industrial Management - CISIM 2012 – Springer LNCS 7564, September 26-28, 2012, Venice, Italy Członek IEEE Computer Society; nominowany do programu Distinguished Visitor Program na lata 2011-13

J. SPAŁEK 

  

 





Head of the Condensed Matter Theory and Nanophysics Department, Marian Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków Head of the research line in Academic Centre of Materials and Nanotechnology (ACMIN) AGH, Kraków Member of the Editorial Board Acta Physica Polonica A Referee for scientific journals: The Physical Review Letters, The Physical Review B, The European Physical Journal B, Journal of Physics: Condensed Matter, Journal of Physics A: Mathematical and General, Physica Scripta, Acta Physica Polonica A and B Foreign Member of the Accademia di Scienze e Lettere, Milano (Italy), from 2006 Referee of the scientific projects for the National Science Centre (Kraków), Foundation for Polish Science (Warszawa), and for foreign funding agencies Member, Commission on Complex Systems, Polish Academy of Arts and Sciences, Kraków

  

 



Kierownik Zakładu Teorii Materii Skondensowanej i Nanofizyki, Instytut Fizyki im. Mariana Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński Kierownik linii badawczej Akademickiego Centrum Materiałów i Nanotechnologii (ACMIN) AGH, Kraków Członek Rady Redakcyjnej Acta Physica Polonica A Recenzent w czasopismach naukowych: The Physical Review Letters, The Physical Review B, The European Physical Journal B, Journal of Physics: Condensed Matter, Journal of Physics A: Mathematical and General, Physica Scripta, Acta Physica Polonica A oraz B Członek zagraniczny oddziału lombardzkiego Włoskiej Akademii Nauk, z siedzibą w Mediolanie, od 2006 r. Recenzent wniosków grantowych: Narodowe Centrum Nauki (NCN), Fundacja na rzecz Nauki Polskiej (FNP) i dla zagranicznych agencji naukowych Członek Komisji Układów Złożonych, Polska Akademia Umiejętności, Kraków

B. SZAFRAN   



coordinator of Krakow Interdisciplinary PhD Programme in Nanoscience and Advanced Nanostructures, editor in Central European Journal of Physics referee of scientific journals: Physical Review Letters, Physical Review B, Applied Physics Letters, Journal of Applied Physics, Nanotechnology, Journal of Physics Condensed Matter etc.

 

koordynator programu Krakow Interdisciplinary PhD Programme in Nanoscience and Advanced Nanostructures finansowanego za pośrednictwem Fundacji na rzecz Nauki Polskiej z funduszy strukturalnych edytor w Central European Journal of Physics recenzent w czasopismach z zakresu fizyki ciała stałego oraz w Physical Review Letters i Nanotechnology

M. WOŁOSZYN 



Member of the Quaulity of Education Team at the Faculty of Physics and Applied Computer Science, AGH

38

Członek Wydziałowego Zespołu ds. Jakości Kształcenia na Wydziale Fizyki i Informatyki stosowanej AGH

Department of Particle Interaction and Detection Techniques Katedra Oddziaływań i Detekcji Cząstek STAFF HEAD prof. dr hab. inż. Władysław Dąbrowski, full professor ELEMENTARY PARTICLES PHYSICS GROUP ZESPÓŁ FIZYKI CZĄSTEK ELEMENTARNYCH prof. dr hab. Danuta Kisielewska, full professor prof. dr hab. Bogdan Muryn, full professor dr hab. inż. Mariusz Przybycień, associate professor dr inż. Leszek Adamczyk, assistant professor dr inż. Tomasz Bołd, assistant professor dr inż. Iwona Grabowska-Bołd, assistant professor dr inż. Agnieszka Obłąkowska-Mucha, assistant professor dr inż. Tomasz Szumlak, assistant professor dr inż. Katarzyna Senderowska, teaching assistant NUCLEAR ELECTRONICS AND RADIATION DETECTION GROUP ZESPÓŁ ELEKTRONIKI JĄDROWEJ I DETEKCJI PROMIENIOWANIA prof. dr hab. inż. Władysław Dąbrowski, full professor dr hab. inż. Marek Idzik, associate professor prof. dr hab. Kazimierz Jeleń, full professor dr inż. Tomasz Fiutowski, assistant professor dr inż. Paweł Hottowy, assistant professor dr inż. Stefan Koperny, teaching assistant dr inż. Tadeusz Kowalski, assistant professor dr inż. Bartosz Mindur, assistant professor dr inż. Andrzej Skoczeń, assistant professor dr inż. Krzysztof Świentek, assistant professor dr inż. Piotr Wiącek, assistant professor inż. Przemysław Terlecki Wiesław Filipek Franciszek Jędrzejowski

39

PROFILE The scientific activity of Department covers three areas of research:  basic research of elementary constituents of the matter and their interactions in high energy collisions,  design and construction of detectors and readout electronics for high energy physics experiments,  development of detectors and readout electronics for neuroscience experiments and for medical imaging. The high energy physics experiments are long term projects and because of the high cost of large accelerators and detection facilities they are performed by large international collaborations. Our participation in thse experiments is as complete as possible and covers all phases of the projects: preparations of the research programs, design and construction of the experimental apparatus, data analyses as well as maintaining and upgrading detector systems. Currently the members of the Department participate in analysis of data from three experiments, which have finished data taking:  ZEUS ep at HERA (DESY),  DELPHI e+e at LEP (CERN),  OPAL e+e at LEP (CERN), Since mid of nineties the members of the Department participated in the design and construction of two new experiments at the LHC accelerator at CERN:  ATLAS p-p, p-Pb and Pb-Pb,  LHCb p-p and p-Pb, and after commissioning of the LHC in 2010 they contribute to running of the experiments and to data analysis. A special attention is paid to processes leading to a New Physics, particularly to Higgs and supersymmetric particles discoveries in ATLAS experiment.

Tematyka naukowa Katedry obejmuje trzy kierunki badań:  badania podstawowe elementarnych składników materii i ich oddziaływań metodą zderzeń wysokoenergetycznych wiązek,  rozwój detektorów i aparatury elektronicznej dla eksperymentów fizyki wysokich energii,  rozwój detektorów i aparatury elektronicznej dla eksperymentów neurobiologicznych oraz dla obrazowania medycznego. Eksperymenty fizyki wysokich energii są projektami długofalowymi, a budowa akceleratorów i aparatury detekcyjnej wymaga dużych nakładów finansowych prace z dziedziny fizyki cząstek elementarnych mogą być prowadzone tylko w ramach dużych międzynarodowych zespołów. Nasz udział w eksperymentach obejmuje wszystkie ich fazy od przygotowania programu fizycznego poprzez projektowanie i budowę elementów aparatury detekcyjnej, jej obsługę i modernizację, po analizę danych. Pracownicy Katedry uczestniczą w trzech eksperymentach, które zakończyły już zbieranie danych, ale analiza materiału doświadczalnego i publikowanie uzyskanych wyników trwa nadal:  ZEUS na akceleratorze ep HERA w ośrodku DESY,  DELPHI na akceleratorze e+e-, LEP w CERN-ie,  OPAL na akceleratorze e+e-, LEP w CERN-ie. Od połowy lat 90-tych pracownicy Katedry uczestniczyli w projektowaniu i budowie aparatury dla dwóch nowych eksperymentów na akceleratorze LHC w CERN-ie:  ATLAS: p-p, p- Pb i Pb-Pb,  LHCb: p p, p-Pb, a od 2010 roku, po uruchomieniu akceleratora LHC, uczestniczą w prowadzeniu tych eksperymentów i analizie danych.

40

Study of CP violation in beauty and charm sector in the LHCb experiment can explain matter - antimatter asymmetry observed in the Universe. Also, searching for rare decays of B mesons that can also be sensitive to phenomena related to New Physics is being exploited. In 2011 a collaboration has been established with an experiment on the relativistic heavy ion interactions at the RHIC accelerator in Brookhaven National Laboratory:  STAR p-p and ion-ion. The activity in the area of detectors and readout electronics focuses on development of position sensitive detectors and readout systems employing Application Specific Integrated Circuits. These projects are carried out in collaboration with individual abroad partners as well as in the frame of large international projects:  International Linear Collider – ILC,  Compact Linear Collider – CLIC,  Modernizacja detektora ATLAS,  Modernizacja detektora LHCb,  RD50 – Radiation hard semiconductor devices for very high luminosity colliders,  RD51 – Development of micropattern gas detector technologies. In the area of neuroscience we develop systems for imaging of neural activity in live neural tissues. including retina and cortex. A common aim of various research projects carried out in collaboration with neuroscientists is to develop two ways communication between live neurons and electronic circuits.

Celem eksperymentów na LHC jest bezpośrednie odkrycie obiektów związanych z tzw. Nową Fizyką. Poszukiwanie cząstki Higgsa oraz cząstek supersymetrycznych jest priorytetowym zadaniem eksperymentu ATLAS. Z kolei badanie stopnia łamania symetrii CP oraz rzadkich rozpadów w eksperymencie LHCb może również prowadzić do odkrycia Nowej Fizyki i być może wyjaśnienia głębokiej asymetrii pomiędzy materią i antymaterią. Poszukiwania rzadkich rozpadów mezonów zawierających kwark b są czułym narzędziem w badaniu praw tzw. Nowej Fizyki. Od 2011 roku została podjęta współpraca z zespołem eksperymentu na akceleratorze relatywistycznych ciężkich jonów RHIC w Brookhaven National Laboratory:  STAR p-p, jon-jon. Działalność w dziedzinie detektorów i systemów elektroniki odczytu koncentruje się na rozwoju detektorów pozycjo-czułych i systemów odczytu detektorów z wykorzystaniem techniki specjalizowanych układów scalonych. Prace te prowadzone są zarówno we współpracy z indywidualnymi partnerami zagranicznymi, jak również w ramach dużych projektów międzynarodowych:  International Linear Collider – ILC,  Compact Linear Collider – CLIC,  Modernizacja detektora ATLAS,  Modernizacja detektora LHCb,  RD50 – Radiation hard semiconductor devices for very high luminosity colliders,  RD51 – Development of micropattern gas detector technologies. W dziedzinie badań neurobiologicznych rozwijane są systemy do obrazowania aktywności neuronalnej w żywych tkankach nerwowych, takich jak siatkówka oka i kora mózgowa. Wspólnym celem różnych projektów badawczych prowadzonych we współpracy z neurobiologami jest opracowanie dwukierunkowej komunikacji pomiędzy żywymi neuronami i obwodami elektronicznymi.

41

ACHIEVEMENTS 







 







Participation in determination of strong coupling constant s and its energy dependence, based on inclusive jet photoproduction in e-p interactions by using different extraction of jet algorithms (published by ZEUS collaboration in Nuclear Physics B). Measurements of longitudinal and tranverse spin asymmertries in polorised p-p collisions at RHIC at s = 200 GeV with the STAR experiment ( 2 papers published in Physical Review D). Leading part in Pb-Pb data analysis in ATLAS experiment: the azimuthal anisotropy and the elliptic flow measurements for charged particles and investigations of jet suppression phenomenon (3 papers in Physisc Letters B and 1 in Physical Review C). Preparation of new trigger system configuration for ATLAS p-Pb interactions for 2012 and 2013 data taking. Participation in Higgs boson searches using different decay channels (recapitulating paper in Science). Participation in LHCb collaboration searches for rare decays B0s+-, B0s K*0 + -, B+s - + + and B+s K- + + in framework of studies of processes related to New Physics (4 papers in Physical Review Letters and 1 in Physics Letters). Search for Majorana neutrino in decays of charged B mesons with +and hadron in the final state (published in Physical Review D). Construction of prototype modules of the luminosity detector LumiCal for future linear colliders and their subsequent test-beams at DESY.













42

Udział w wyznaczeniu stałej sprzężenia silnego s i jej zależności energetycznej w oparciu o inkluzywną fotoprodukcję dżetów w oddziaływaniach e-p, przy użyciu różnych algorytmów identyfikacji dżetów (praca opublikowana przez współpracę ZEUS w Nuclear Physics B). Pomiar podłużnych i poprzecznych asymetrii spinowych w rozpraszaniu spolaryzowanych wiązek protonów w akceleratorze RHIC przy energii s = 200 GeV w eksperymencie STAR (dwie prace na ten temat opublikowane w Physical Review D). Wiodący udział w analizie danych oddziaływań Pb-Pb w eksperymencie ATLAS: pomiar anizotropii azymutalnej i przepływu eliptycznego dla cząstek naładowanych oraz tłumienia produkcji dżetów (3 prace w Physics Letters B i 1 w Physical Review C). Przygotowanie nowej konfiguracji systemu wyzwalania w eksperymencie ATLAS dla zderzeń p-Pb dla naświetlań w 2012 i 2013 roku. Udział w poszukiwaniach bozonu Higgsa w różnych kanałach jego rozpadu w eksperymencie ATLAS (17 publikacji oraz podsumowujący artykuł w czasopiśmie Science). Udział w badaniach rzadkich rozpadów B0s+-, B0s K*0 + -, + + + B s    oraz B+s K- + + w kontekście poszukiwania procesów związanych z tzw. Nową Fizyką (4 prace współpracy LHCb opublikowane w Physical Review Letters i jedna w Physics Letters B). Poszukiwanie neutrin Majorany w procesach rozpadów naładowanych mezonów pięknych B, zawierających w stanie końcowym parę + - oraz hadron (1 publikacja w Physical Review D).







Development in collaboration with the Bruker AXS company of position sensitive detector with superior energy resolution for energy dispersive X-ray diffraction (work published in Journal of Instrumentation). Development of a system for multielectrode selective electrical stimulation of neural tissue an recording responses with low-level artefacts (work published in Journal of Neural Engineering).





Budowa prototypowych modułów detektora świetlności LumiCal dla przyszłych akceleratorów liniowych oraz ich testy na wiązce elektronowej w DESY. Opracowanie we współpracy z firmą Bruker AXS pozycjo-czułego detektora o podwyższonej energetycznej zdolności rozdzielczej do dyfrakcji promieniowania X z dyspersją energii (praca opublikowana w Journal of Instrumentation). Opracowanie systemu do wieloelektrodowej selektywnej stymulacji elektrycznej i rejestracji odpowiedzi z niskim poziomem artefaktów z tkanek nerwowych (praca opublikowana w Journal of Neural Engineering).

ACTIVITY T. BOŁD  



Deputy coordinator of Heavy Ion Trigger Menu Forum of the ATLAS experiment, CERN Member of Trigger/DAQ Institute Board in ATLAS experiment, CERN



Reprezentant WFiIS w komitecie Trigger/DAQ eksperymentu ATLAS, CERN Zastępca koordynatora systemu wyzwalania dla danych ciężkojonowych w eksperymencie ATLAS, CERN

W. DĄBROWSKI  



Member of the Consortium Council of the National Centre for Hadron Radiotherapy. Member of the editorial board of the Journal of Instrumentation.



Członek Rady Zarządzającej Narodowego Centrum Radioterapii Hadronowej Członek komitetu redakcyjnego czasopisma Journal of Instrumentation

I.GRABOWSKA - BOŁD 

Coordinator of Heavy Ion Trigger Menu Forum of the ATLAS experiment, CERN



Koordynator systemu wyzwalania dla danych ciężkojonowych w eksperymencie ATLAS, CERN



Koordynator techniczny międzynarodowej współpracy FCAL (Forward Detectors in Future Linear Colliders ILC/CLIC)

M. IDZIK 

Technical Coordinator of FCAL (International Collaboration for Forward Detectors in future Linear Collider ILC/CLIC)

43

K. JELEŃ     



Head of AGH Centre of Energy Studies (from 2009) Chairmen of Scientific Council of Małopolska & Podkarpacie Clean Energy Cluster (from 2009) Member of Council for Atomic Energy Matters of National Atomic Energy Agency (2009-2012) Member of Monitoring Committee EURATOM Fission – National Contact Point. Member of the Council of the National Centre for Research and Development (2010-2012)

    

Kierownik Centrum Problemów Energetycznych AGH (od 2009) Kierownik Centrum Problemów Energetycznych AGH (od 2009) Przewodniczący Rady Naukowej Małopolsko-Podkarpackiego Klastra Czystej Energii (od 2009) Członek Rady d.s. Atomistyki Państwowej Agencji Atomistyki (20092012) Członek Komitetu Monitorującego dla KPK EURATOM Fission and Fusion Członek Rady Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (2010 – 2012)

D. KISIELEWSKA 

 

 





Member of Scientific Council of The Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics -Polish Academy of Sciences (2011-2014) Member of Scientific Council of the National Centre for Nuclear Research (2011-2014) Member of High Energy Physics Committee of Council for Atomic Energy Matters of National Atomic Energy Agency (2008-2012) Member of Central Committee of the Scientific Degrees (2011-2012) Representative of the Faculty of Physics and Applied Computer Science, AGH-UST in Collaboration Board of the ATLAS experiment at CERN Representative of Faculty of Physics and Applied Computer Science AGHUST in Collaboration Board of the ZEUS experiment at DESY

    

44

Członek Rady Naukowej Instytutu Fizyki Jądrowej PAN im Henryka Niewodniczańskiego (2011-2014) Członek Rady Naukowej Narodowego Centrum Badań Jądrowych , Świerk (2011-2014) Członek Komitetu Fizyki Wysokich Energii Państwowej Rady Atomistyki (2008-2012) Członek Centralnej Komisji ds. Stopni i Tytułów (2011-2012) Reprezentant WFiIS w Radzie Współpracy ATLAS w CERN Reprezentant WFiIS w Radzie Współpracy ZEUS w DESY

B. MURYN 





Member of High Energy Physics Committee of Council for Atomic Energy Matters of National Atomic Energy Agency (2008-2012) Representative of the Faculty of Physics and Applied Computer Science, AGH-UST in Collaboration Board of the LHCb experiment at CERN



Członek Komitetu Fizyki Wysokich Energii Państwowej Rady Atomistyki (2008-2012) Reprezentant WFiIS w Radzie Współpracy LHCb w CERN-ie

T. SZUMLAK   

 



The LHCb VELO (VErtex LOcator) software project deputy leader (2010 - 2012) Honorary Fellowship position with School of Physics and Astronomy University of Glasgow (2010-2013) Honorary Fellowship position in the School of Physics and Astronomy University of Manchester (2011 2014) The LHCb VELO VETRA Software and Calibration Project leader (20102012) The Krakow VELO group leader (2011 - 2013)

  

45

Honorowy członek kolegium Szkoły Fizyki i Astronomii Uniwersytetu w Glasgow Koordynator grup oprogramowania i kalibracji detektora VELO w eksperymencie LHCb Honorowy członek kolegium Szkoły Fizyki i Astronomii Uniwersytetu w Manchester Koordynator grupy oprogramowania dla detektora LHCb VELO (VErtex LOcator)

Department of Applied Nuclear Physics Katedra Zastosowań Fizyki Jądrowej STAFF HEAD prof. dr hab. inż. Kazimierz Różański, full professor PHYSICS OF FUNCTIONAL MATERIALS GROUP ZESPÓŁ FIZYKI MATERIAŁÓW FUNKCJONALNYCH prof. dr hab. Jarosław Pszczoła, full professor ENVIRONMENTAL PHYSICS GROUP ZESPÓŁ FIZYKI ŚRODOWISKA prof. dr hab. inż. Kazimierz Różański, full professor dr hab inż. Marek Dulinski, associate professor dr inż. Tadeusz Kuc, assistant professor dr inż. Jarosław Nęcki, assistant professor dr hab inż. Nguyen Dinh Chau, associate professor dr inż. Wojciech Przybyłowicz, assistant professor dr inż. Przemysław Wachniew, assistant professor dr inż. Mirosław Zimnoch, assistant professor dr inż. Zbigniew Gorczyca, teaching assistant dr inż. Paweł Jodłowski, teaching assistant mgr Justyna Fiedorowicz mgr inż. Halina Mróz Franciszek Pach Ryszard Wróblewski NUCLEAR METHODS GROUP ZESPÓŁ METOD JĄDROWYCH prof. dr hab. inż. Andrzej Kreft, associate professor dr Andrzej Bolewski, assistant professor dr inż. Marek Ciechanowski, assistant professor dr Wilhelm Czapliński, assistant professor PHYSICS OF STRONGLY INTERACTING SYSTEMS GROUP ZESPÓŁ FIZYKI UKŁADÓW SILNIE ODDZIAŁYWUJACYCH prof. dr hab. Bożek Piotr, full professor

46

PROFILE Department of Applied Nuclear Physics (DANP) is composed of four groups: (i) Environmental Physics Group, (ii) Nuclear Methods Group, (iii) Physics of Functional Materials Group, and (iv) Physics of Strongly Interacting Systems Group. Research activities of DANP cover selected topics of nuclear physics and their applications in areas such as environmental sciences, material sciences as well as industrial applications of nuclear methodologies. DANP is active also in fundamental research related to properties and dynamics of manybody systems such as neutron stars and heavy ion collisions at intermediate and ultra-relativistic energies. Moreover, DANP is responsible for two specializations being thought in the framework of the discipline of Technical Physics offered by the Faculty at B.Sc. and M.Sc. level.

Katedra Zastosowań Fizyki Jądrowej składa się z czterech zespołów badawczych: (i) Zespołu Fizyki Środowiska, (ii) Zespołu Metod Jądrowych, (iii) Zespołu Fizyki Materiałów Funkcjonalnych, oraz (iv) Zespołu Fizyki Układów Silnie Oddziaływujących. Badania naukowe prowadzone w Katedrze obejmują wybrane zagadnienia fizyki jądrowej w kontekście jej zastosowań takich jak nauki o środowisku, nauki o materiałach, a także przemysłowe zastosowania metod jądrowych. Ponadto, w Zespole Układów Silnie Oddziaływujących prowadzone są badania podstawowe dotyczące dynamiki układów silnie oddziaływujących (gwiazdy neutronowe, zderzenia jąder o pośrednich i skrajnie relatywistycznych energiach). Katedra i jej zespoły sprawują opiekę merytoryczną nad dwoma specjalnościami nauczanymi w ramach kierunku Fizyka Techniczna, na studiach drugiego stopnia Wydziału, a poprzedzonymi analogicznymi kierunkami dyplomowania na studiach pierwszego stopnia.

Major instrumentation available at DANP:  an arc melting system with contactless ignition for synthesis of materials,  a Czochralski system for synthesis of monocrystals,  a system to measure electrical resistivity,  a system to measure magnetostriction,  a measuring system for magnetoelectric effect,  an electrical poling system  electrolytic enrichment system for low-level tritium assay in natural waters,  analytical systems for determination of trace gas concentrations in the atmosphere,  analytical systems for determination of stable isotope ratios of light elements (H, C, O, N) in environmental materials,

Ważniejsza aparatura naukowa będąca w posiadaniu Katedry:  układ do syntezy materiałów w łuku elektrycznym z bezkontaktowym zapłonem,  aparatura Czochralskiego do otrzymywania monokryształów,  układ do pomiaru oporności elektrycznej,  układ do pomiaru magnetostrykcji,  aparatura do pomiaru efektu magnetoelektrycznego,  układ do elektrycznego polaryzowania  aparatura do elektrolitycznego wzbogacania prób wody w tryt;  systemy analityczne do pomiaru gazów śladowych w atmosferze;  systemy analityczne do pomiaru stosunków izotopowych pierwiastków lekkich (H, C, O, N) w różnych matrycach;

47









liquid scintillation spectrometers for measurements of low-level activities of selected radionuclides (3H, 14 C, 90Sr, 210Pb, 222Rn, isotopes of uranium, thorium and radium) in environmental materials, low-level gamma spectrometry for measurements of low-level activities of selected radionuclides in environmental materials, Analytical set-up for measuring neutron parameters of materials.





system do pomiaru aktywności naturalnych i sztucznych nuklidów gamma-promieniotwórczych w próbkach stałych i ciekłych z wykorzystaniem spektrometrii gamma; spektrometry ciekło-scyntylacyjne do pomiarów niskich aktywności izotopów promieniotwórczych (3H, 14C, 90 Sr, 210Pb, 222Rn, izotopy uranu, toru i radu); stanowisko pomiarowe do pomiarów parametrów neutronowych materiałów.

ACHIEVEMENTS 









Determination of the influence of 3d-electrons on the crystal structure, band structure, electrical and magnetic properties, as well as, hyperfine interactions observed in Ho(Mn1-x Fex)2 and Ho(Fe1-xCox)2 compounds Determination of the Slater-Pauling type dependence for the locally originated 57Fe magnetic hyperfine field in the Ho(Mn1-x Fex)2 and Ho(Fe1-xCox)2 compounds observed against the locally occurring number of 3d electrons per transition metal atom Confirmation, through computer simulations, the feasibility of determining the uranium content in rock samples with the use of a method based on the detection of epicadmium neutrons originated from fissions of 235U nuclei induced by cold neutrons). Setting up a system for measurements of the surface fluxes of atmospheric trace gases using Relaxed Eddy Accumulation (REA) technique.







48

Określenie wpływu elektronów 3d na strukturę krystaliczną, strukturę pasmową, właściwości elektryczne, magnetyczne oraz oddziaływania nadsubtelne w związkach międzymetalicznych serii Ho(Mn1-x Fex)2 Ho(Fe1-xCox)2 Wyznaczenie zależności typu Slatera-Paulinga dla magnetycznego pola nadsubtelnego lokalnie tworzonego na jądrach atomowych 57Fe od lokalnej liczby elektronów 3d przypadających na atom metalu przejściowego w związkach Ho(Mn1-x Fex)2 Ho(Fe1-xCox)2 Potwierdzenie, na drodze symulacji komputerowych, możliwości określania zawartości uranu w próbkach skał metodą opartą na detekcji neutronów epikadmowych pochodzących z rozszczepień jąder 235U powodowanych neutronami zimnymi. Uruchomienie pomiaru ciągłego strumieni powierzchniowych gazów śladowych z wykorzystaniem metody akumulacji wirów.

ACTIVITY CH. NGUYEN DINH 

Member of the Editorial Board of the International Journal of Nuclear Energy Science and Engineering (since 2011)



Członek zespołu redakcyjnego czasopisma ”International Journal of Nuclear Energy Science and Engineering”



Członek Komitetu Fizyki Polskiej Akademii Nauk (2011-2014) Członek zespołu koordynującego Klaster Czystej Energii

A. KREFT  

Member of the Physics Committee of the Polish Academy of Sciences (2011-2014) Member of the Coordination team of the Clean Energy Cluster



K. RÓŻAŃSKI 







Member of the Polish National Committee, International Geosphere and Biosphere Programme of the International Council for Science, Polish Academy of Science. Member of the Editorial Board of the journal “Isotopes in Environmental and Health Studies (since 2000) Vice-chairman of the Society of Research on Environmental Changes “GEOSPHERE

  

49

Członek Polskiego Komitetu “Global Change” Międzynarodowego Programu Badań Geosfery i Biosfery Międzynarodowego Komitetu Nauki, przy Polskiej Akademii Nauk Członek komitetu redakcyjnego czasopisma “Isotopes in Environmental and Health Studies (od 2000 roku) Vice-prezes Towarzystwa Badania Przemian Środowiska “GEOSFERA” Członek Rady Szkoły Ochrony i Inżynierii Środowiska im. Walerego Goetla

PhD Students NAME Chodyń Maciej

YEAR 1

SUPERVISOR prof. dr hab. Janusz Wolny

Dyndał Mateusz Giebułtowski Marek Kamiński Jakub Kłodowski Krzysztof Matlak Barbara Palutkiewicz Tomasz Pilarczyk Kacper Strączek Tomasz Surówka Artur Wach Elżbieta Wiśnios Damian Żebrowski Dariusz Boberek Marzena Gałkowski Michał Habina Iwona Konieczny Piotr Kubiak Katarzyna Kuterasiński Łukasz Mierzwińska Gabriela Piaskowska Anna Rusinek Dariusz Sądel Michał Siemek Krzysztof Strzałka Radosław Wandzilak Aleksandra Winiarska Barbara Dobrzański Michał Nasulewicz Michał Batys Piotr Biernacka Kamila Chrobak Maciej Działo Artur Dziedzicka Anna Firlej Mirosław Grzesiak Marta Janowski Paweł Jędrychowski Mariusz Kalemba-Jaje Żaneta

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 ISD 2 2 3 ISD 3 ISD 3 ISD 3 ISD 3 ISD 3 ISD 3 ISD 3 ISD 3ISD 3ISD

dr hab. inż. Mariusz Przybycień prof. dr hab. Józef Spałek dr hab. inż. Jacek Tarasiuk prof. dr hab. Henryk Figiel prof. dr hab. Józef Korecki prof. dr hab. Janusz Adamowski dr hab. Konrad Szaciłowski prof. dr hab. Czesław Kapusta prof. dr hab. inż. Marek Lankosz dr hab. inż. Bartłomiej Szafran prof. dr hab. Józef Korecki dr hab. inż. Bartłomiej Szafran prof. dr hab. Michał Waligórski IFJ PAN prof. dr hab. inż. Kazimierz Różański, dr hab. Kvetoslava Burda prof. dr hab. Tadeusz Wasiutyński IFJ PAN prof.dr hab. inż. Zbigniew Adamczyk IKiFP PAN dr hab. inż. Mirosław Derewiński IKiFP PAN prof. dr hab. Michał Waligórski IFJ PAN prof. dr hab. Paweł Olko IFJ PAN dr hab. Łukasz Gondek prof. dr hab. Paweł Olko IFJ PAN dr hab. inż. Jerzy Dryzek IFJ PAN prof. dr hab. Janusz Wolny prof. dr hab. inż. Marek Lankosz prof. dr hab. Jarosław Pszczoła prof. dr hab. inż. Zbigniew Kąkol dr hab. inż. Marek Duliński doc. dr hab. Paweł Weroński IKiFP PAN prof. dr hab. Czesław Kapusta prof. dr hab. Andrzej Kołodziejczyk dr hab. Antoni Paja prof. dr hab. Bogdan Sulikowski IKiFP PAN dr hab. inż. Marek Idzik prof. dr hab. Wiesław Łasocha IKiFP PAN doc. dr hab. Jerzy Mietelski IFJ PAN dr hab. inż. Jacek Tarasiuk doc. dr hab. Alicja Drelikiewicz IKiFP PAN

50

Kupczak Arkadiusz Marzec Mateusz Miecznik Magdalena Miłaczewska Anna Moroń Jakub Niemiec Piotr Osiecka Natalia Ramza Piotr Szczepanik-Ciba Magdalena Szymańska Anna Tatko Maciej Twardak Anna Zwoleński Piotr Gąska Karolina Guzik Marcin Jasek Alina Karwan Jakub Stanisz Przemysław Brożek Marcin Dziedzic Justyna Gieszczyk Wojciech Jamrozik Agnieszka Janc Krzysztof Karczmarska Agnieszka Kołodziej Tomasz Krzak Małgorzata Kuczera Paweł Kutorasiński Kamil Marciszko Marianna Nosek Magdalena Oćwieja Magdalena Onik Katarzyna Pajor Anna Pasek Wojciech Pawłowski Jarosław Perzanowski Marcin Przyborowski Dominik Wójcik Anna Wroński Marcin Zegrodnik Michał Imran Ahmed Mohammed Augustyńska Dominika Gach Grzegorz

3ISD 3ISD 3ISD 3ISD 3ISD 3ISD 3ISD 3ISD 3ISD 3ISD 3ISD 3ISD 3ISD 3 3 3 3 3 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4ISD 4 4 4

prof. dr hab. Wiesława Sikora dr hab. inż. Andrzej Bernasik dr hab. inż. Zbigniew Łodziana IFJ PAN dr hab. Tomasz Borowski IKiFP PAN dr hab. inż. Marek Idzik prof. dr hab. Małgorzata Witko IKiFP PAN prof. dr hab. Maria Massalska-Arodź IFJ PAN prof. dr hab. inż. Andrzej Zięba prof. dr hab. Józef Korecki prof. dr hab. Wiesław Łasocha IKiFP PAN doc. dr hab. Paweł Nowak IKiFP PAN prof. dr hab. Paweł Olko IFJ PAN prof. dr hab.inż. Janusz Toboła prof. dr hab. Czesław Kapusta dr hab. inż. Mariusz Przybycień prof. dr hab. inż. Kazimierz Różański dr hab. inż. Khalid Saeed dr hab. inż. Jerzy Cetnar dr hab. inż. Zbigniew Łodziana IFJ PAN doc. dr hab. Paweł Nowak IKiFP PAN prof. dr hab. Paweł Olko IFJ PAN dr hab. Kvetoslava Burda dr hab. inż. Jacek Tarasiuk prof. dr hab. Paweł Olko IFJ PAN dr hab. inż. Andrzej Kozłowski prof. dr hab. Piotr Wraszyński IKiFP PAN prof. dr hab. Janusz Wolny prof. dr hab. inż. Janusz Toboła dr hab.inż. Andrzej Baczmański doc. dr hab. Paweł Weroński IKiFP PAN prof. dr hab. Zbigniew Adamczyk IKiFP PAN doc. dr hab. Mirosław Derewiński IKiFP PAN prof. dr hab. inż. Piotr Warszyński IKiFP PAN dr hab. inż. Bartłomiej Szafran IKiFP PAN prof. dr hab. Stanisław Bednarek prof. dr hab. inż. Marta Wolny-Marszałek IFJ PAN dr hab. inż. Marek Idzik doc. dr hab. Jerzy Mietelski IFJ PAN prof. dr hab. inż. Krzysztof Wierzbanowski prof. dr hab. Józef Spałek dr hab. inż. Marek Idzik prof. dr hab. Kazimierz Strzałka prof. dr hab. Danuta Kisielewska

51

Kocjan Przemysław Kutorasińska Justyna Proniewski Bartosz Skubis Anna Smolik Damian Surmacz Kamil Szkudlarek Aleksandra Wróbel Paweł Zielińska Alicja Bartyzel Jakub Drogowska Karolina Grynkieiwcz Przemysław Hałas Agnieszka Jabłońska Magdalena Kozioł-Rachwał Anna Kulis Szymon Łysoń-Sypień Barbara Nowak Jakub Nowak Michał Oettingen Mikołaj Rybak Marcin Rydygier Przemysław Sarna Michał Senderowska Katarzyna Seremak-Peczkis Paulina Szklarska-Łukasik Monika Szumniak Paweł Śleziak Monika Tomkowicz Joanna

4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

dr hab. inż. Khalid Saeed prof. dr hab. inż. Wojciech Łużny prof. dr hab. Henryk Figiel prof. dr hab. Stanisław Bednarek dr hab. Anna Snakowska WIMiR dr hab. inż. Khalid Saeed prof. dr hab. Czesław Kapusta dr hab. inż. Dariusz Węgrzynek prof. dr hab. inż. Władysław Dąbrowski prof. dr hab. inż. Kazimierz Różański dr hab. inż. Zbigniew Tarnawski prof. dr hab. Stanisław Bednarek dr hab. Kvetoslava Burda prof. dr hab. Henryk Figiel prof. dr hab. Józef Korecki dr hab. inż. Marek Idzik dr hab. inż. Katarzyna Zakrzewska dr hab. inż. Nguyen Dinh Chau dr hab. inż. Bartłomiej Szafran dr hab. inż. Jerzy Cetnar prof. dr hab. Krzysztof Kułakowski prof. dr hab. inż. Władysław Dąbrowski dr hab. Kvetoslava Burda doc. dr hab. Mariusz Witek prof. dr hab. Czesław Kapusta prof. dr hab. Jarosław Pszczoła prof. dr hab. Stanisław Bednarek dr hab. inż. Marek Duliński prof. dr hab. Krzysztof Kułakowski

52

Selected results Epitaxial iron oxide films on Pt(111) T. ŚLĘZAK, M. ŚLĘZAK, A. KOZIOŁ-RACHWAŁ, K. MATLAK, J. KORECKI Surface Nanostructures Group, Department of Solid State Physics, Faculty of Physics and Applied Computer Science, AGH University of Science and Technology, Krakow Poland In cooperation with: N. SPIRIDIS, D. WILGOCKA-ŚLĘZAK, K. FREINDL Institute of Catalysis and Surface Chemistry, PAS, Krakow, Poland M. ZAJĄC, A.I. CHUMAKOV, R. RÜFFER European Synchrotron Radiation Facility, BP220, F-38043 Grenoble, France systems by measuring the density of phonon states (DOS) in situ. The FeO films with thickness between 1 and 16 ML, characterized using the low energy electron diffraction, were UHV transferred to the NRS chamber, where the grazing incidence NRS time spectra and the energy dependence of the nuclear inelastic scattering (NIS) were measured. Figure 1 presents phonon density of states (DOS) retrieved from the inelastic NRS measurements as a function of the FeO thickness The analysis of the NIS data shows a structural transition between 4th and 11th monolayer (increasing of the lattice stiffness), which correlates with a magnetic transition documented in parallel by the time spectra. In the whole thickness range the phonon spectra are distinctly different from the bulk FeO. The most characteristic DOS features are: (i) a sharp peak and a cutoff in the high energy part of the spectrum for the thinnest and thickest films, (ii) a clear correlation between the spectra broadening at intermediate thickness (6 ML – 10 ML), and magnetic properties that appear in the same thickness range, (iii) a phonon hardening at the thicknesses above the magnetic anomaly that is illustrated in Fig. 1 by the vertical dotted lines which

In bulk FeO (wüstite), oxygen and iron form the (111) planes of ideal two-dimensional hexagonal lattices. The iron planes are antiferromagnetically coupled between each other. The FeO(111) layers are polar, which may strongly influence structural and magnetic properties of epitaxial films with this orientation. FeO(111) ultrathin films could be stabilized in past on the single crystal Pt(111) substrate up to 2 – 2.5 monolayer (ML), showing complex structural properties, however so far their magnetic properties were not verified experimentally. Recently, we applied a growth protocol that allowed to stabilize several nanometer thick FeO-like films on Pt(111) [1]. The conversion electron Mössbauer spectroscopy measurements showed a drastic change of the magnetic properties as a function of the film thickness. In particular, we observed a long-range magnetic order in the 3 ML to 7 ML thickness range. To explain this unusual behavior we have performed measurements of the nuclear resonance scattering (NRS) of synchrotron radiation in the ultrahigh vacuum (UHV) system at the ID18 beamline at ESRF Grenoble. The new instrument allowed systematic investigation of the thermo-elastic properties of the 57Fe containing nano-

53

reflected in considerable structural modifications. Remarkably, also for the thickest investigated film, the phonon-DOS deviates strongly from that of bulk FeO, similarly as the Mössbauer hyperfine parameters do. To account for this phenomena we suggest formation of a meta-stable FeO structural phase. Such a new phase (e.g. wurtzite or NiAs-type) could compensate the polarity of the (111) surface.

visualize the shift of the main peak with increasing thickness and (iv) a remarkable increase of the phonon densities for the energy range E