Department of Physics

About Department

Laboratorija za fiziku ima 49 saradnika koji su rasporedjeni u pet sektora. Saradnici Laboratorije rukovode sa tri nacionalna, 11 međunarodnih i pet bilateralnih projekata.
Osnovna delatnost Laboratorije je naučno-istraživački rad kao i pružanje usluga istraživačima iz zemlje i inostranstva u okviru korisničkog postrojenja FAMA za istraživanja u oblasti modifikacije i analize materijala lakim i teškim jonima. Treba istaći da ono predstavlja najveći i najvredniji deo istraživačke infrastrukture u Srbiji i da je od 30 oktobra 2017. god, primljena u CERIC-ERIC konzorcijum koji finansira Evropska komisija. On obuhvata akceleratorske izvore svetlosti u Trstu i Krakovu, nuklearni reaktor u Budimpešti, akceleratorsko postrojenje u Zagrebu, FAMU, i četiri specijalizovane laboratorije u Gracu, Pragu, Bukureštu i Ljubljani. Ove institucije se bave istraživanjima u nauci o materijalima.
Istraživački deo projekta III45006: "Fizika i hemija sa jonskim snopovima", koji čine saradnici u Sektoru za nauku sa akceleratorima, su angažovani u okviru sledećih aktivnosti: Proizvodnja, dijagnostika i dinamika jonskih snopova; Implantacija i kanalisanje jona u kristalima i nanocevima i Nanomodifikacija i analiza materijala jonskim snopovima. Sektor za nove materijale se u odeljenju za separacionu hemiju i obnovljive izvore energije bavi se razvojom i primenama separacionih i elektrohemijskih metoda u biomedicini i zaštiti životne sredine.
Ove aktivnosti su takodje finasirane kroz projekat III45006.
U okviru projekta III45012: "Sinteza, procesiranje i karakterizacija nanostrukturnih materijala za primenu u oblasti energije, mehaničkog inženjerstva, zaštite životne sredine i biomedicine", saradnici odeljenja za vodoničnu energiju rade na sintezi, modifikaciji i karakterizaciji matererijala za skladištenje vodonika i obnovljive izvore energije. Cilj je da se multidisiplinarnim pristupom kroz teorijska i eksprerimentalna istraživanja sintetiše materijal bitno poboljšanih osobina za desorpciju vodonika. Treba istaći da su ovi saradnici, zajedno sa saradnicima na FAMI i projektu III45006, kao i sa saradicima Laboratorije 011 aplicirali za Centar izvrsnosti: “Centar za vodoničnu energiju i obnovljive izvore energije”, čija se akreditacija očekuje uskoro.
Saradnici Sektora za fiziku elementarnih čestica finansirani su preko projekta OI171019: "Fizika visokih energija sa detektorom CMS". Predmet njihovih aktivnosti je vezana za eksperimente CMS i CERES u CERN-u: (1) analiza podataka sakupljenih detektorima CMS i CERES i (2) fenomenološka istraživanja sudara teških jezgara, dok se posebna aktivnost odnosi na biomedicinu i saradnju sa INFN i CERN-om.

Pored ovoga, saradnici ove grupe se bave analizama u oblasti fizike čestica koje obuhvataju sprezanje Higgs bozona sa top kvarkom u okviru i izvan Standarnog Modela, presek za produkciju Higgs bozona pridruženog paru top kvarkova, kao i FCNC procesima u događaima sa Higgs bozonom i jednim top kvarkom u finalnom stanju. Takođe, predmet istraživanja ove grupe je i rekonstrukcija i kalibracija mlazeva hadrona i nedostajuće transverzalne energije na online nivou.
Saradnici Sektora za eksperimentalnu fiziku visokih energija finasirani su preko projekta OI171012: "Fizika i razvoj detektora u eksperimentima sa akceleratorima visokih energija". Predmet njihovih aktivnosti su vezana za tri međunarodna projekta budućih elektron-pozitronskih sudarača visokih energija: ILC, CLIC i CEPC. Na ovim projektima Institut Vinča učestvuje od 2005., 2012. i 2016. godine, respektivno, i to u okviru kolaboracija FCAL i ILD na projektu ILC, CLICdp na projektu sudarača CLIC i u istoimenoj CEPC kolaboraciji. Saradnici projekta OI171012 su u toku 2017. godine učestvovali u realizaciji dva HORIZON 2020 projekta: Advanced European Infrastructures for Detectors at Accelerators (AIDA), u okviru radnog paketa 14 (WP14) i The Europe-Japan Accelerator Development Exchange Programme (E-JADE), u okviru radnog paketa 3 (WP3).

Grupa za fiziku visokih energija (HEP)

Još od individualnih početaka u DELPHI eksperimentu na LEP i na projektu TESLA u DESY, članovi vinčanske HEP grupe se predominantno bave istraživanjima vezanim za fiziku i razvoj detektora u eksperimentima sa elektron-pozitronskim sudaračima visokih energija. Aktivno učestvujemo na projektima budućih sudarača ILC (Japan), CLIC (CERN) i CEPC (Kina), pri čemu je saradnja sa CERN i IHEP, Peking, na projektima CLIC i CEPC ustanovljena sporazumima o saradnji izmedju ovih institucija i Instituta Vinča. Naša aktivnost na projektima budućih sudarača se realizuje kroz sledeće medjunarodne kolaboracije: FCAL i ILD na projektu ILC, CLICdp na projektu CLIC i CEPC na istoimenom projektu.
Do sada smo realizovali četiri medjunarodna projekta ukupne vrednosti od oko 150 kEur za Institut Vinča, a trenutno učestvujemo u realizaciji dva HORIZON2020 projekta: AIDA2020 (Advanced European Infrastructures for Detectors at Accelerators) i E-JADE (Europe-Japan Accelerator Development Exchange Programme). Takodje, naš rad je finansiran od strane Ministarstva prosvete, nauke i tehnološkog razvoja Republike Srbije kroz nacionalni projekat OI171012.
Fokus istrazivanja HEP grupe se odnosi na široki dijapazon meranja u Higsovom sektoru (sprezanja, CP svojstva Higgsovog bozona), kao i na instrumentaciju prednje oblasti detetektora i, posebno, merenje integralne luminoznosti na e+e- sudaračima.
U tom smislu, data je značajna kontribucija ključnim publikacijama vezanim za tehnički dizajn e+e- sudarača (ILC i CEPC CDR, CLIC i ILD DBD), kao i visokocitiranim publikacijama (50+) o merenjima u Higsovom sektoru na budućim sudračima (npr. Eur. Phys. J. C 77, 475 (2017).
U HEP grupi Instituta Vinča do sada su uradjene 4 doktorske i 2 master teze, a dve doktorske teze nasih saradnika su u izradi.

šef eksperimentalne grupe: Dr Ivanka Božović-Jelisavčić

e-mail: ibozovic@vinca.rs

telefon: 011/6455-041

website: http://hep.vinca.rs/index.php/en/

Physics and chemistry with ion beams

Project Physics and Chemistry with Ion Beams comprises the research and development in the fields of modification and analysis of materials with ion beams, channeling of charged particles in crystals and nanotubes, separation and electrochemical methods, and production, diagnostics and dynamics of ion beams. The obtained results are relevant for the advancement in the fields of new materials and nanotechnologies, energy, biomedicine and protection of the environment. The planned experiments will be performed with FAMA, in the Vinča Institute of Nuclear Sciences, being a user facility for modification and analysis of materials with ion beams, and also with ion beams from two cyclotrons in the Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia, and a tandem accelerator in the National Center for Scientific Research Demokritos, Athens, Greece. They are connected to the nanostructural changes in silicon, trapping of hydrogen isotopes in metallic materials, catalytic properties and biocompatibility of carbon materials, nanostructured carbon materials, nanomodification of steel surfaces, channeling of charged particles, analysis of materials with backscattered ions, separtion methods for obtaining radiopharmaceuticals, methods of nanoextraction and microextraction, electrochemical methods with electrodes from carbon materials, and diagnostics of ion beams. The planned theoretical studies are related to the superfocusing of ions in crystals and catastrophic ion focusing and acceleration.

Particle Physics Application: Radiation Physics and Biology

Collaboration between:  Laboratori Nazionali del Sud Istituto Nazionale di Fisica Nucleare and  Vinca Institute of Nuclear Sciences Field: multidisciplinary approach - nuclear physics and radiation biology for medicine Aim: improve hadron therapy to fight malignant diseases Bases: combining knowledge and tools from biology, nuclear physics and medicine to study effects of ionizing radiation on normal and malignant cells Methodology: conventional gamma radiation vs. high ionizing radiation, i.e., protons and carbon ions that are used in cancer therapy estimation of cellular radio sensitivity levels chemotherapeutic drugs and novel agents used in the targeted molecular therapy are combined with radiation to boost single radiation effects evaluation of DNA single (SSB) and double strand breaks (DSB) interpretation of results is enhanced and enabled by GEANT4 (GEometry ANd Tracking) numerical simulation code Since 2009: Memorandum of Understanding in Scientific Collaboration between INFN-LNS and Vinca Institute of Nuclear Sciences (twice renewed) Since 2009: Members of International Collaboration GEANT4 (GEometry ANd Tracking) toolkit at CERN, within Low Energy and Advanced Examples Working Groups 2010-2014: FP7, ENSAR (European Nuclear Science and Applications Research) through TransNational Access Activities (TNAs)  Since 2012: Participants within Italian team of ELIMED - MEDical and multidisciplinary applications at ELI (Extreme Light Infrastructure) - beamlines 2016-2020: Horizon 2020, ENSAR2 through Networking Activities (NAs) and TransNational Access Activities (TNAs) 2016-2018: Project of Paricular Importance (Grande Rilevanza Project, MAECI - Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internationale, Italy).

HIGH ENERGY PHYSICS – VINCA CMS GROUP

Quark-gluon plasma  (QGP) is one of early phases of the Universe (1 μs after Big Bang)
QGP is one of phases in the nuclear  T- μB phase diagram
QGP can be recreated and thus investigated in ultra-relativistic Heavy Ion (HI) collisons (PbPb). It can be also studied in smaller (XeXe), small asymmetric (pPb) and smallest (pp) collisions.
Collective behavior is one of most used observables. Could give the information about the pressure and viscosity in the formed system.
Fluctuations on the nucleonic and partonic level makes energy density to be non-flat. It has a significant influence on measured observables.
Fluctuations are in last few years a hot topic in HI. Our results made a significant impact on it.
Members of the Vinca CMS Group made a key contribution to the discovery of the Higgs boson in the (VBF)H->γγ channel.
Main contributors to the studies of Higgs production and properties in the other channels: H -> Zγ, tt+H and t+H FCNC.
L2 and L3 conveners leading various groups in the last 10 years (Level-1, JetMET, Particle Flow) at the CMS experiment.
Group member serves as CMS Shift Leader (2015-present).
R&D for the upgraded CMS detector, comissioning in 2025.