Naukowcy NCBJ nagrodzeni grantami NCN: POLONEZ BIS i SONATINA

Dwaj naukowcy NCBJ zostali nagrodzeni grantami konkursów Narodowego Centrum Nauki. Dr Wenyi Huo z Centrum Doskonałości NOMATEN otrzymał grant POLONEZ BIS na realizację projektu dotyczącego stopów o wysokiej entropii, natomiast dr Ilkka Samuli Mäkinen uzyskał grant z konkursu SONATINA na projekt dotyczący pętlowej grawitacji kwantowej.

Wenyi Huo uzyskał grant obecnej edycji konkursu POLONEZ BIS na realizację projektu HOT HEA: Development of nano-twinned high-entropy alloys with superior mechanical properties and enhanced irradiation resistance, jako jeden z 50 naukowców wyłonionych spośród ponad 150 zgłoszeń.

Stopy o wysokiej entropii (high entropy alloys – HEA) to materiały, które są w centrum zainteresowania badaczy z całego świata. Jest to nowy typ materiałów o wyjątkowej mikrostrukturze i właściwościach. HEA składają się z czterech lub więcej pierwiastków o podobnym stężeniu molowym. Wysoka entropia konfiguracyjna spowodowana połączeniem różnych pierwiastków zapobiega tworzeniu się kruchych faz międzymetalicznych i pomaga w budowaniu nieuporządkowanego wieloskładnikowego roztworu stałego.

Wstępne eksperymenty prowadzone na świecie, a także symulacje wykonywane przez naukowców z grup badawczych Complexity in Materials oraz Materials Informatics w NOMATEN dowodzą, że stopy o wysokiej entropii charakteryzują się wysoką odpornością na promieniowanie jonizujące, co czyni je perspektywicznymi materiałami do zastosowań w reaktorach jądrowych, syntezie termojądrowej i przemyśle kosmicznym. Tzw. nano-twinned HEA (stopy o wysokiej entropii z nanobliźniakami) to perspektywiczny rodzaj HEA, który charakteryzuje się zwiększoną wytrzymałością mechaniczną i podwyższoną odpornością na promieniowanie jonizujące.

Dr Huo zajmuje się badaniem zmian mikrostukturalnych i ich wpływem na właściwości funkcjonalne stopów o wysokiej entropii. Pracuje w grupie badawczej Functional Properties prof. Łukasza Kurpaski w Centrum Doskonałości NOMATEN, departamencie NCBJ, który dedykowany jest badaniom nad nowymi materiałami przeznaczonymi do pracy w warunkach ekstremalnych.

„Naszym sukcesem jest skuteczne przyciąganie do NOMATENu i NCBJ najlepszych naukowców nie tylko z Europy, ale i całego świata” – wyjaśnia prof. Kurpaska. „Wenyi dołączył do nas z początkiem kwietnia 2022, a już udało mu prestiżowy grant POLONEZ BIS, który jest współfinansowany przez Komisję Europejską i Narodowe Centrum Nauki w ramach działania COFUND programu the Marie Skłodowska-Curie Actions.”

Streszczenie projektu w języku angielskim dostępne jest na stronie: ncn.gov.pl/sites/default/files/listy-rankingowe/2021-09-15bisp2o/streszczenia/532820-en.pdf

Dr Ilkka Samuli Mäkinen otrzymał grant obecnej edycji konkursu SONATINA na realizację projektu Physical implications of gauge-fixed models of loop quantum gravity, jako jeden z 30 naukowców wyłonionych z niemal 160 zgłoszeń.

Pętlowa grawitacja kwantowa jest jednym głównych kandydatów kwantowej teorii grawitacji – teorii, której zadaniem jest połączenie mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności w spójną całość. Podstawy matematyczne pętlowej grawitacji kwantowej są bardzo dobrze ugruntowane, jednak nawet dziś, po 30 latach od powstania tej teorii, niewiele wiemy o jej znaczeniu fizycznym. To znaczy, w jaki sposób pętlowa grawitacja kwantowa odpowiada na konkretne zagadnienia fizyczne, gdzie ważną rolę odgrywa zarówno mechanika kwantowa, jak i grawitacja. Przykładowo: jak zachowuje się gasnąca gwiazda, która zapada się pod wpływem własnej grawitacji? Jak kwantowe własności czasoprzestrzeni wpływają na ruch cząstek (np. fotonów) podczas ich podróży przez przestrzeń?

Celem projektu jest zbadanie fizyki pętlowej grawitacji kwantowej za pomocą koncepcji znanej jako zredukowana kwantowo pętlowa grawitacja. Koncepcja ta pochodzi od ogólnej teorii pętlowej grawitacji kwantowej, poprzez jej interpretację w specjalnie dobranym układzie współrzędnych (wybór takiego układu określa się mianem procedury ustalania cechowania). W rezultacie, aparat matematyczny, który wykorzystywany jest w teorii, zostaje uproszczony. Otwiera to możliwość wykonywania obliczeń dotyczących konkretnych zjawisk fizycznych, co byłoby praktycznie niewykonalne z użyciem pełnego formalizmu pętlowej grawitacji kwantowej.

„Wyprowadzenie konkretnych przewidywań dotyczących obserwowalnych zjawisk fizycznych jest istotnym krokiem w rozwoju nowej teorii fizyki. Dopiero wtedy możliwe jest przetestowanie teorii poprzez skonfrontowanie jej przewidywań z obserwacjami eksperymentalnymi" – opisuje dr Ilkka Samuli Mäkinen, kierownik projektu. "W przypadku pętlowej grawitacji kwantowej, uważam, że najbardziej obiecującym sposobem dokonania postępu w tym kierunku są uproszczone modele, takie jak kwantowo zredukowana pętlowa grawitacja, które osiągają kompromis pomiędzy byciem praktycznie wykonalnym, a jednocześnie nie odbiegają zbytnio od podstawowych ram modelu”.

Streszczenie projektu dostępne jest na stronie: www.ncn.gov.pl/sites/default/files/listy-rankingowe/2021-12-15xchgs1k/streszczenia/547345-pl.pdf