Letní stáže na MFF UK

Ve spolupráci s MFF UK se v létě konají stáže pro nejlepší řešitele experimentálních úloh. Ti si díky tomu na vlastní kůži vyzkouší práci na vědeckých pracovištích. Pod vedením zkušených vědců zpracují daný experiment a jako výstup sepíší článek o svém výzkumu. Stáže probíhají 14 dní o letních prázdninách v Praze. Účastníci si mohou vybrat ze širokého spektra oblastí výzkumů od optiky, fyziky plazmatu a povrchu, kvantové fyziky až po fyziku atmosféry.

Kromě vědecké práce si ale mohou užít volný čas s ostatními účastníky, kteří mají stejnou zálibu ve fyzice, a navštívit památky našeho hlavního města.

Letní stáže 2025

Druhý ročník letních stáží FYKOS se uskuteční od 11. do 22. srpna 2025. Z přihlášených vybereme 10 nejúspěšnějších řešitelů, kteří se zapojí do výzkumných projektů na různých pracovištích Matematicko-fyzikální fakulty UK.

Ubytování

Účastníkům zajistíme ubytování na Koleji 17. listopadu – náklady hradíme my. Strava není zahrnuta v ceně. Na kolej se můžete nastěhovat v neděli 10. 8. a ubytování bude k dispozici až do soboty 23. 8.

Projekty

Každý účastník si bude moci vybrat z deseti zajímavých projektů, které najdete níže spolu s jejich popisem. Pořadí výběru bude stanoveno podle celkového hodnocení.

Zde budou postupne přibývat projekty a jejich anotace

Studium mikrostruktury a fázového složení 3D tištěných kovových materiálů pomocí pokročilých analytických metod

Tento projekt se zaměří na detailní studium materiálů vyrobených metodou 3D tisku s technologií Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Hlavním cílem je charakterizovat mikrostrukturu a fázové složení těchto materiálů s využitím kombinace elektronové mikroskopie a pokročilých metod analýzy dat ze synchrotronové difrakce a neutronového zobrazování. Studenti se seznámí s moderními technikami materiálového výzkumu a nahlédnou do principů zpracování a interpretace komplexních dat z velkých výzkumných infrastruktur. Projekt poskytne cenný vhled a úvodní praktické zkušenosti v oblasti materiálového výzkumu a analýzy dat, což může být inspirací pro budoucí vědeckou kariéru.

Simulace stochastických procesů v komplexních systémech

V naší skupině se zabýváme tzv. stochastickou termodynamikou a aktivní hmotou. Stochastická termodynamika představuje zobecnění klasické termodynamiky pro nerovnovážné děje v mikrosvětě, např. uvnitř buňky. Teorie aktivní hmoty se snaží popsat a pochopit chování a samoorganizaci v systémech sestávajících z mnoha "aktivních molekul", což mohou být např. jednotlivé bakterie, ryby, nebo ptáci. Přes odlišnosti studovaných systémů obě tyto teorie využívají popis pomocí stochastických (náhodných) procesů. Cĺlem projektu bude seznámit se s jedním konktrétním problémem v rámci studovaných teorií (výběr bude záležet na společné domluvě) a studiu příslušného stochastického procesu pomocí počítačových simulací.

Statistika emise elektronů v pulzním elektronovém mikroskopu

V elektronových mikroskopech je k získání zvětšeného obrazu vzorku používán svazek elektronů urychlených elektrostatickým polem na vysokou energii. Existují i mikroskopy pracující v pulzním režimu, kdy elektony z katody nevylétají náhodně, ale jsou fotoemitovány dopadajícími laserovými pulzy. V tzv. ultrarychlém elektronovém mikroskopu může časová délka jednotlivých pulzů elektronů klesnout až na několik set femtosekund. Jelikož jsou ale elektrony nabité částice, pokud jich v pulzu vygenerujeme příliš, začnou se odpuzovat Coulombovou silou, což vede ke změnám vlastností svazku. Cílem projektu bude měřit a studovat statistiku emise elektronů femtosekundovými laserovými pulzy pomocí jejich detekce citlivým 2D detektorem, který umožňuje detekovat polohu a čas dopadu jednotlivých elektronů. Student nejprve naměří experimentální data pomocí již existujícího uspořádání. V druhé části projektu bude studovat statistické vlastnosti (počet elektronů na pulz a jejich prostorové rozložení) jako funkci experimentálních parametrů.

Difrakce elektronů na krystalu

Kvantová mechanika nám říká, že pohybující-se elektron se v určitých situacích chová jako vlna. Jedním z jevů, který jeho vlnový charakter potvrzuje je tzv. elektronová difrakce, kdy při interakci proudu urychlených elektronů s látkou s periodickým uspořádáním atomů (krystalem) dochází ke vzniku interferenčních maxim v obrazu prošlých elektronů. Ze vzájemných poloh těchto maxim je možné stanovit atomovou strukturu krystalu a jeho orientaci. Náplní tohoto projektu bude měřit difrakci elektronů na krystalu křemíku a zejména porovnat výsledky měření pro klasický kontinuální a pulzní režim elektronového mikroskopu.

Příprava na kvantová hradla s volnými elektrony

Přiložte pomocnou ruku ke snažení našeho týmu, který vyvíjí průkopnický kvantový počítač s levitujícími elektrony. Vaším úkolem bude upravit design našeho kvantově-výpočetního čipu, aby mohl fungovat s vícero qubity. Co vám to přinese? Nabízíme unikátní příležitost získat praktické zkušenosti v oblasti vývoje kvantových technologií. To, co se naučíte je potřeba ve firmách jako IBM, Microsoft, Honeywell aj, přičemž ale budete vyčnívat v tom, že budete pracovat na unikátní architektuře, o níž se ve světě jenom spekuluje. Přidejte se k nám a stůjte u zrodu nové technologie!

Optimalizace energetického rozlišení v XPS

XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) je metoda určená k chemické analýze vzorků, tj. umožňuje určit z jakých prvků se skládá vzorek a jaký je jejich oxidační stav. Cílem práce je provést kalibrační měření pro nově instalovaný měřící systém XPS. Je třeba najít optimální nastavení optických komponent pro dráhu rentgenového záření a zároveň optimalizovat elektronovou optiku pro dráhu fotoelektronů. Při měření jdou proti sobě dva faktory: Požadované energetické rozlišení a intenzita signálu. Cílem je najít optimální parametry v závislosti na požadovaném energetickém rozlišení.

LaueLepík 3000 aneb Mission: Im-Pipet-ible

Robot, difraktometr a kapka lepidla vstoupí do laboratoře a … na tobě je zjistit, které lepidlo (fluorové military grade lepidlo CYTOP vs. GE-varnish s toluenem) udrží krystal nejpřesněji na destičce. Pomocí robotické pipety z WISHe budeš dávkovat lepidla a hodnotit přesnost nalepení pomocí rentgenu. Potom také navrhneš a provedeš vlastní „crash‑test“ pevnosti: co se stane, když s vzorkem decentně klepneš, vystavíš ho mrazivé lázni nebo ho necháš projít teplotním cyklem. Doporučujeme pro python ninjy a líné fyziky, co za sebe rádi nechávají pracovat stroje (tvým parťákem bude nejpřesnější šestiosý robot na světě Meca500). Více o laborce na webu MGML.eu a v tomto videu.

Breaking Lattice - Heisenbergova krystalová metoda

Necháš vyrůst (snad) modrý krystal jak Walter White, spácháš na něm všechno od strukturální a magnetické charakterizace až po nízkoteplotní kalorimetrii. Z naměřených dat pak vyždímeš všechny magnetické vlastnosti látky – tak čistě, že by ti i Heisenberg záviděl. Naučíš se pohybovat se v labu, budeš pracovat s moderními přístroji (máme 20 Tesla – největší statické magnetické pole v Praze) a přispěješ své zrnko k modernímu výzkumu v oblasti pevných látek. Klíčová otázka za zlatýho bludišťáka, která bude na tobě zodpovědět: skrývá se ve vzorku topologická kvantová spinová kapalina, která bude jednou tvořit základ kvantových počítačů? Více o laborce na webu MGML.eu a v tomto videu.

Letní stáže 2023

Prvního ročníku se zúčastnili Radovan Lev s projektem Deterministické, přesto nepředpověditelné, jež vedl Mgr. Hynek Bednář, Ph.D., Tereza Hochmanová s projektem Staň se kvantovou fyzičkou pevných látek, jež vedl RNDr. Petr Čermák, Ph.D., Jan Strnad s projektem Radiální vývoj parametrů slunečního větru, jež vedl doc. RNDr. František Němec, Ph.D., a Linda Tománková s projektem Generace superkontinua ve fotonickém vlákně a jeho využití v ultrarychlé spektroskopii, jež vedl RNDr. Pavel Malý, Ph.D.

Letní stáže vymyslel a koordinoval Tomáš Červeň.