# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.name
CMOS optical sensor and readout electronics for LumiCal Alignment System

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
The silicon-tungsten calorimeter LumiCal, located in very forward region of the future
detector at the International Linear Collider, is proposed for precisely luminosity
measurement. One of the requirements to fulfil this task is available information on the actual position of the calorimeter relative to the beam interaction area which should be known with accuracy of a few micrometers. In this paper we present project measurement unit for the positioning of the LumiCal electron detector by optical method using a laser beam and a CMOS sensor.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.title[].value
CMOS optical sensor and readout electronics for LumiCal Alignment System

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.name
Searching for Beyond-the-Standard-Model Physics Using Signatures with Tau Leptons  in the Final State at the ATLAS Experiment

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
Głównym tematem niniejszej rozprawy są poszukiwania ciężkich, nienaładowanych bozonów Higgsa rozpadających się na dwa leptony tau. Istnienie takich bozonów jest przewidywane w niektórych modelach spoza Modelu Standardowego, jak na przykład w modelach z dwoma dubletami Higgsa i w Minimalnym Supersymetrycznym Modelu Standardowym (MSSM). Poszukiwania obejmowały przedział mas od 200 GeV do 2.5 TeV i wykorzystywały dane ze zderzeń protonów, które zostały zebrane przez detektor ATLAS na LHC w latach 2015-2018 przy energii środka masy równej 13 TeV. Analiza była podzielona na dwie rundy. W pierwszej rundzie grupa wykonująca analizę korzystała ze strategii używanej we wcześniejszej wersji analizy, w której badano tylko dane z lat 2015 i 2016. Głównym zadaniem autorki wewnątrz grupy była walidacja estymacji tła z dżetami QCD niepoprawnie zidentyfikowanymi jako leptony tau, w zdarzeniach, w których jeden lepton tau rozpada się na leptony, a drugi na hadrony i neutrino (‘kanał rozpadu tau lep tau had). W tej rundzie analizy nie stwierdzono obecności nowych bozonów. Wyznaczono nowe limity wykluczające ich istnienie powyżej pewnych wartości iloczynu przekroju czynnego na produkcję bozonu i współczynnika rozgałęzienia bozonu na dwa leptony tau (limit niezależny od modelu) oraz w pewnych obszarach przestrzeni fazowej dwóch wersji modelu MSSM (limit zależny od modelu). W drugiej rundzie analizy wprowadzono ulepszenia strategii. Zdaniem autorki było stworzenie modeli uczenia maszynowego do rozróżniania sygnału i tła w kanale rozpadu tau lep tau had. Celem było uzyskanie poprawy czułości analizy względem używania standardowej zmiennej dyskryminacyjnej, którą była zmienna masowa mtotT. Wytrenowano zboostowane (wzmacniane) drzewa decyzyjne oraz sieci neuronowe sparametryzowane masa˛ używając zmiennych masowych i kinematycznych. Najlepszą czułość uzyskano stosując zboostowane drzewa decyzyjne; oczekiwany limit niezależny od modelu został poprawiony o maksymalnie 67.5% i 28.6% dla zdarzeń z niskimi masami sygnałowymi, odpowiednio w stanach końcowych z i bez dżetów b. W momencie składania tej pracy analiza jest ciągle w toku.
W rozprawie poruszane są jeszcze dwa tematy. Pierwszym są teoretyczne rozważania
o możliwym związku między problemem ‘nienaturalnie dostrojonej’ masy bozonu Higgsa
i problemem stałej kosmologicznej, w kontekście warunków Veltmana i Pauliego na kasowanie się rozbieżności oraz w kontekście Modelu Standardowego jako efektywnej teorii
pola. Omówiona jest również możliwa rola dodatkowych bozonów Higgsa. Ta część 
rozprawy jest skutkiem współpracy między autorką a Stevenem Bassem. Drugim tematem
jest walidacja ATLAS-owych próbek Monte Carlo z leptonami tau. W ramach walidacji
sprawdzane były: polaryzacja, współczynniki rozgałęzienia i rozkłady zmiennych
kinematycznych leptonów tau oraz rozkłady zmiennych wejściowych do zboostowanego
drzewa decyzyjnego używanego do identyfikacji leptonów tau w eksperymencie ATLAS.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
The  main  focus  of  this  thesis  is  the  search  for  heavy,  neutral  Higgs  bosons  decaying to  two  tau  leptons.   The  existence  of  such  bosons  is  predicted  by  certain  Beyond-the- Standard-Model  (BSM)  models  such  as  Two-Higgs-Doublet  Models  and  the  Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM). The search was conducted in the mass range between 200 GeV and 2.5 TeV using proton-proton collision data collected by the ATLAS detector at the LHC in the years 2015-2018 at a center-of-mass energy of 13 TeV. The analysis  was  split  into  two  rounds.   In  the  first  round,  the  analysis  group  followed  the same strategy as the one  used in a previous paper analyzing only 2015 and 2016 data. The author’s main task within the analysis group was to validate the estimation of back- ground contributions with QCD jets misidentified as tau leptons in events where one of the tau leptons decays to leptons and the other one to hadrons and a neutrino (‘τlepτhad decay channel’).  In this analysis round, no evidence of new bosons was found, 
and new exclusion  limits  were  set  on  the  BSM  Higgs  boson  production  cross-section  times  the branching ratio to two tau leptons (model-independent limit) and on the phase space of two MSSM benchmark scenarios (model-dependent limits).  In the second analysis round, improvements were introduced to the analysis strategy.  The author’s task was to develop machine learning models for discriminating between signal and background events in the τlepτhad  decay  channel.  The  goal  was  to  obtain  a  better  performance  compared  to  the standard  final  discriminating  variable,  the  mass  variable  mtot.   Boosted  decision  trees and  mass-parameterized  neural  networks  were  trained  using  mass  variables  and  kine- matic  variables.   Ultimately,  the  
best  performance  was  obtained  with  boosted  decision trees,  improving  the  expected  
model-independent  exclusion  limits  by  up  to  67.5%  and 28.6% for low-signal-mass events with and without b-jets in the final state, respectively. At the time of submitting this thesis, the second analysis round was ongoing.

Two  additional  areas  of  focus  are  presented  in  this  thesis.   The  first  is  a  
theoretical examination  of  the  possible  link  between  the  Higgs  mass  fine-tuning  problem  and  the cosmological constant problem, taking into consideration Veltman and Pauli divergence-cancelling conditions, as well as the Standard Model effective field theory.  The possible role  of  BSM  Higgs  bosons  is  discussed  here.   This  part  of  the  thesis  is  the  result  of a collaboration  between  the  author  and  Steven  Bass.   The  second  area  of  focus  is  the validation  of  ATLAS  Monte  Carlo  samples  containing  tau  leptons.   Validation  studies included polarization measurements, branching ratio and kinematic variable checks, and comparisons  of  input  variables  for  the  ATLAS  tau-lepton-identifying  boosted  decision tree model.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.title[].value
Searching for Beyond-the-Standard-Model Physics Using Signatures with Tau Leptons  in the Final State at the ATLAS Experiment

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.name
High-energy factorization, TMD, off-shell amplitudes and nuclear effects

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
W niniejszej rozprawie badamy faktoryzację procesów hadronowych w wysokoener-getycznych zderzeniach hadronów, ze szczególnym uwzględnieniem pędu poprzecznego. Praca jest podzielona na trzy etapy : badanie nTMDs, przedstawienie metody otrzymywania amplitud poza powłaką masy amplitud niezmienniczych ze względu na cechowanie oraz badanie ewolucji dżetów w QGP, zgodnie z równaniami BDIM.
W pierwszej części otrzymano rozkłady nTMD metodą PB. Był to pierwszy zestaw rozkładów partonowych (Pb) TMD uzyskany tą metodą. Ten rozkład partonów został użyty z generatorem MC KaTie w celu opisu danych CMS na produkcję bozonów Z Drell-Yann (gdzie zachodzi faktoryzacja k_T). Działało to zaskakująco dobrze, biorąc pod uwagę, że elementy macierzowe poza powłoką masy były obliczane tylko na poziomie drzewiastym. Była to również okazja do oszacowania efektów jądrowych i różnych wzorów faktoryzacji (faktoryzacja wysokoenergetyczna, hybrydowa, kolinearna).
Technika obliczeń elementów macierzowych poza powłaką masy jest tematem kolejnego rozdziału. Metoda partonów pomocniczych opiera się na wprowadzeniu rozważanego procesu poza powłoką masy w większym procesie na powłoce masy, aby zagwarantować niezmienność cechowania i skorzystać z szerokiwj wiedzy o amplitudach na powłoce masy. Pierwotnie ta metoda została opracowana do obliczeń na poziomie drzewiastym. W przedstawionej pracy jeden z pierwszych kroków w celu uogólnienia metody partonów pomocniczych na poziomie pętli został wykonany przez obliczenie amplitudy jedno pętlowej dla jednego gluonu poza powłoką masy i dowolnej liczby gluonów o dodatniej skrętności. Analizowano również możliwość zastosowania tej metody do otrzymania innych amplitud jednopętlowych.
Ostatni temat dotyczy ewolucji funkcji fragmentacji dżetu (opisujących rozkład energii i pędu poprzecznego jego składowej) w gęstym ośrodku, z wykorzystaniem równania BDIM. Równania te opisują utratę energii dżetu przez oddziaływanie dżetu z plazmą oraz rozszczepienie wywołane przez ośrodek, biorąc pod uwagę tylko gluony oraz zakładając że plazma jest statyczna. W pierwszym kroku opracowaliśmy kilka metod rozwiązywania równania BDIM, zanim rozważyliśmy pęd poprzeczny w funkacjach rozszczepień. Na etapie końcowym uogólniliśmy równanie BDIM, aby uwzględnić wkład kwarków do ewolucji.

Niniejsza praca opiera się na następujących publikacjach :
	E. Blanco, A. van Hameren, H. Jung, A. Kusina, and K. Kutak, “Z boson production in proton-lead collisions at the LHC accounting for transverse momenta of initial partons,” Phys. Rev. D, vol. 100, no. 5, p. 054 023, 2019. doi: 10.1103/PhysRevD.100.054023. arXiv: 1905.07331 [hep-ph]
	E. Blanco, A. van Hameren, P. Kotko, and K. Kutak, “All-plus helicity off-shell gauge invariant multigluon amplitudes at one loop,” JHEP, vol. 12, p. 158, 2020. doi: 10.1007/JHEP12(2020)158. arXiv: 2008.07916 [hep-ph]
	E. Blanco, K. Kutak, W. Placzek, M. Rohrmoser, and R. Straka, “Medium induced QCD cascades: broadening and rescattering during branching,” JHEP, vol. 04, p. 014, 2021. doi: 10.1007/JHEP04(2021)014. arXiv: 2009.03876 [hep-ph]
	E. Blanco, K. Kutak, W. Placzek, M. Rohrmoser, and K. Tywoniuk, “System of evolution equations for quark and gluon jet quenching with broadening,” Eur. Phys. J. C, vol. 82, no. 4, p. 355, 2022. doi: 10.1140/epjc/s10052-022-10311-2. arXiv:2109.05918 [hep-ph].

Bardziej ogólne tematy w tej pracy oparte są na następujących podręcznikach :
	F. Halzen and A. D. Martin, Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics. 1984, isbn: 978-0-471-88741-6
	Y. V. Kovchegov and E. Levin, Quantum chromodynamics at high energy. Cambridge University Press, Aug. 2012, vol. 33, isbn: 978-0-521-11257-4. doi: 10 . 1017/CBO9781139022187
	H. Nastase, Classical Field Theory. Cambridge University Press, Mar. 2019, isbn: 978-1-108-47701-7
	M. D. Schwartz, Quantum Field Theory and the Standard Model. Cambridge University Press, Mar. 2014, isbn: 978-1-107-03473-0
Ponadto bardzo przydatne okazały się następujące tezy :
	M. Bury, “Phenomenology of transverse-momentum dependent factorizations in
hadronic collisions,” Ph.D. dissertation, IFJ-PAN, 2020
	F. Van der Veken, “Wilson lines : applications in QCD,” Ph.D. dissertation, Antwerp
U., 2014
	A. Lelek, “Determination of TMD parton densities from HERA data and appli-
cation to pp processes,” Ph.D. dissertation, Hamburg U., Hamburg, 2018. doi:
10.3204/PUBDB-2018-02949
	V. Vila Perez, “Jet quenching and heavy ion collisions,” Ph.D. dissertation, Santiago
de Compostela U., 2020
	M. De Angelis, “QCD Evolution At Amplitude Level,” Ph.D. dissertation, The
University of Manchester, 2021.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
In this thesis, we explore the factorization of hadronic processes in heavy-ion collision at high energy with a focus on accounting for transverse momentum. This exploration is separated into three stages : the study of nuclear Transverse Momentum Dependant PDFs (nTMD), the presentation of a method to calculate gauge invariant off-shell amplitudes, and the study of jet evolution in Quark-Gluon Plasma (QGP), following Blaizot-Dominguez-Iancu-Mehtar-Tani (BDIM) equations.
In the first part, a set of nTMD has been obtained using the Parton Branching (PB) method (which solves the Dokshitzer-Gribov-Lipatov-Altarelli-Parisi (DGLAP) equation, keeping track of the transverse momentum during the evolution). It was the first lead (Pb) Transverse Momentum Dependant PDF (TMD) set obtained through this method. This set has been tested with the Monte-Carlo (MC) generator KaTie to reproduce CMS data for Drell-Yann Z-boson production (where kT -factorization holds). It worked surprisingly well considering that the (off-shell) matrix elements were only calculated at tree level. This was also the occasion to test, in this context, nuclear effects and different factorization formulas (high energy, hybrid, collinear).
The method used to obtain the off-shell matrix elements is the focus of the next part. The auxiliary parton method is based on embedding the considered off-shell process into a larger one, on-shell, to guarantee gauge invariance and to benefit from our knowledge of on-shell amplitudes. Originally, it was developed for tree-level calculation only. In this thesis, one of the first steps to generalize the auxiliary parton method at loop-level has been done through the calculation of the one-loop amplitude for one off-shell-gluon and an arbitrary number of plus helicity gluons. Also, some of the difficulties related to the application of this method to other one-loop amplitudes were studied.
The last topic concerns the evolution of jet fragmentation functions (describing the energy and transverse momentum component of its constituents) in a dense medium, through the BDIM equation. These equations describe the jet energy loss through jet broadening and medium-induced splitting, accounting for gluons only and considering the medium static. We first developed several methods to solve the integrated BDIM before accounting for transverse momentum in branching. Finally, we have generalized the BDIM to account for quarks.

This thesis is based on the following publications :
•	 E. Blanco, A. van Hameren, H. Jung, A. Kusina, and K. Kutak, “Z boson production in proton-lead collisions at the LHC accounting for transverse momenta of initial partons,” Phys. Rev. D, vol. 100, no. 5, p. 054 023, 2019. doi: 10.1103/PhysRevD.100.054023. arXiv: 1905.07331 [hep-ph]
• E. Blanco, A. van Hameren, P. Kotko, and K. Kutak, “All-plus helicity off-shell gauge invariant multigluon amplitudes at one loop,” JHEP, vol. 12, p. 158, 2020. doi: 10.1007/JHEP12(2020)158. arXiv: 2008.07916 [hep-ph]
•	E. Blanco, K. Kutak, W. Placzek, M. Rohrmoser, and R. Straka, “Medium induced QCD cascades: broadening and rescattering during branching,” JHEP, vol. 04, p. 014, 2021. doi: 10.1007/JHEP04(2021)014. arXiv: 2009.03876 [hep-ph]
•	E. Blanco, K. Kutak, W. Placzek, M. Rohrmoser, and K. Tywoniuk, “System of evolution equations for quark and gluon jet quenching with broadening,” Eur. Phys. J. C, vol. 82, no. 4, p. 355, 2022. doi: 10.1140/epjc/s10052-022-10311-2. arXiv:2109.05918 [hep-ph].

The more general topics in this thesis are based on the following textbooks :
•	F. Halzen and A. D. Martin, Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics. 1984, isbn: 978-0-471-88741-6
•	Y. V. Kovchegov and E. Levin, Quantum chromodynamics at high energy. Cambridge University Press, Aug. 2012, vol. 33, isbn: 978-0-521-11257-4. doi: 10.1017/CBO9781139022187
•	H. Nastase, Classical Field Theory. Cambridge University Press, Mar. 2019, isbn: 978-1-108-47701-7
•	M. D. Schwartz, Quantum Field Theory and the Standard Model. Cambridge University Press, Mar. 2014, isbn: 978-1-107-03473-0

Moreover, the following theses were highly useful :
•	M. Bury, “Phenomenology of transverse-momentum dependent factorizations in hadronic collisions,” Ph.D. dissertation, IFJ-PAN, 2020
•	F. Van der Veken, “Wilson lines : applications in QCD,” Ph.D. dissertation, Antwerp U., 2014
•	A. Lelek, “Determination of TMD parton densities from HERA data and application to pp processes,” Ph.D. dissertation, Hamburg U., Hamburg, 2018. doi: 10.3204/PUBDB-2018-02949
•	V. Vila Perez, “Jet quenching and heavy ion collisions,” Ph.D. dissertation, Santiago de Compostela U., 2020
•	M. De Angelis, “QCD Evolution At Amplitude Level,” Ph.D. dissertation, The University of Manchester, 2021.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.title[].value
High-energy factorization, TMD, off-shell amplitudes and nuclear effects

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description[].value
Film dokumentalny z widowiska muzycznego „NA STYKU DWÓCH NIESKOŃCZONOŚCI”, zaprezentowanego podczas 45. Zjazdu Fizyków Polskich w Krakowie z muzyką Józefa Skrzeka oraz narracją filmową Jerzego Grębosza.
Koncepcja i reżyseria: Adam Maj

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
Wyreżyserowane przez prof. Adama Maja z IFJ PAN widowisko z elementami edukacyjnymi jest połączeniem muzyki, skomponowanej i wykonanej na fortepianie oraz syntezatorach przez Józefa Skrzeka i innych artystów, z narracją obrazowaną filmami i animacjami w wykonaniu dr. hab. Jerzego Grębosza z IFJ PAN.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.name
Calculations of neutron and gamma energy spectra in surroundings of the HRNS for ITER

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
An optimisation of the High Resolution Neutron Spectrometer HRNS) shield was performed. Concrete and polyethylene shields of different thicknesses were considered. Two boxes for two sets of detectors are to be built of polyethylene though the underside is planned to be made of concrete. The final external dimensions of the first box are to be 175 cm (length), 150 cm (width) and 170 cm (height) while the second box is to be 215 cm long, 150 cm wide and 200cm high. All the shield elements are to be 10 cm thick including a wall between the boxes. 
Next, photons and scattered neutrons spectra in the first box detectors were calculated. The results will be used as a source to estimate the background contribution on the different detectors. Finally, the neutron and photon spectra through the inner and outer surfaces of the first box were computed. The results are to be used as gamma and neutron sources in subsequent evaluations of shut-down dose rates in the port cell. A detailed MCNP input file was elaborated, based on a CAD model, which geometric part contains over 600 cells of HRNS, not counting void.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.sponsorship[].value
F4E-GRT-403,  entitled  “Conceptual  Design  and  Interface  Specifications  of  High  Resolution  Neutron Spectrometer”

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.title[].value
Calculations of neutron and gamma energy spectra in surroundings of the HRNS for ITER

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
Rozwój  analitycznych  metod  fizycznych  wykorzystujących  cząstki  naładowane 
oraz   promieniowanie   synchrotronowe   pozwolił   na   zastosowanie   ich   w   wielu 
dziedzinach  nauki,  a  w  szczególności  w  biologii  i  medycynie.  Zastosowanie  tych 
metod  umożliwia  prowadzenie  badań  w  mikro  obszarach  tkanek,  a  nawet  w 
pojedynczych  komórkach.  Z  końcem  dwudziestego  wieku  nastąpił  znaczny  rozwój 
metod, dzięki którym można prowadzić jednoczesną analizę składu pierwiastkowego 
oraz  stopnia  utlenienia  metali  występujących  w  materiałach  biologicznych  na 
poziomie śladowym.  
Ciągła potrzeba prowadzenia prac badawczych z zakresu diagnostyki medycznej 
staje   się   inspiracją   do   rozwoju   metod,   za   pomocą   których   będzie   można 
odpowiedzieć   na   nurtujące   środowisko   medyczne   pytania   dotyczące:   etiologii 
powstawania  chorób,  możliwości  ich  wczesnego  diagnozowania,  zapobiegania  i 
leczenia. Aby móc udzielić odpowiedzi na wiele pytań z tego zakresu wciąż jeszcze 
muszą   być   prowadzone   prace   badawcze   przez   wiele   środowisk   naukowych 
współpracujących  ze  sobą.  W  pracach  tych  szczególne  znaczenia  przypada  właśnie 
fizyce,  która  dysponuje  specyficznymi  metodami  pozwalającymi  na  prowadzenie 
badań w mikro a nawet nano obszarach.  
Pierwiastki śladowe odgrywające ważną rolę w organizmie człowieka są częstym 
obiektem   badań.   Istotnym   jest   poznanie   składu   chemicznego   oraz   stężeń 
pierwiastków  śladowych  występujących  w  poszczególnych  narządach,  tkankach,  i 
komórkach.   Przedstawiona   rozprawa   habilitacyjna   dotyczy   badań   materiałów 
biomedycznych  pobranych  od  pacjentów  ze  schorzeniami  układu  moczowego. 
Badany  materiał  to:  kamienie  nerkowe,  tkanki  nerek  i  prostaty.  Zaprezentowane 
wyniki    pomiarowe    dotyczą    stosowania    różnorodnych    fizycznych    metod 
analitycznych, do których można zaliczyć: PIXE (Proton Induced X-ray Emission), 
AAS    (Atomic    Absorptopn    Spectroscopy),    R(E)BS    (Rutherford    (Elastic) 
BackScattering),  XRF  (X-Ray  Fluorescence),  TRXRF  (Total  Reflection  X-Ray 
Fluorescence),  SRIXE  (Synchrotron  Radiation  Induced  X-ray  Emission),  FTIR 
(Fourier   Transform   InfraRed),   oraz   XANES   (X-ray   Absorption   Near   Edge 
Structure). 
Niektóre  metody  fizyczne  stały  się  konkurencyjnymi  do  metod  chemicznych  z 
uwagi  na  możliwość  prowadzenia  badań  i  analiz  materiałów  biologicznych  nie 
powodując ich destrukcji. Możliwość jednoczesnego pomiaru badanych związków i 
zachowania  struktury  tkanek  stanowi  główną  zaletę  wielu  metod  fizycznych  i  daje 
szereg  możliwości  przeprowadzania  różnorodnych  analiz  na  tym  samym  materiale badawczym.   Ważnym   aspektem   tych   możliwości   jest   wzajemne   wspieranie 
rozwijających  się  metod  diagnostycznych  wynikami  badań  podstawowych  jakie 
oferują te metody.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.name
Ochładzanie dyfuzyjne impulsowego strumienia neutronów termicznych w małych układach dwustrefowych. Symulacje metodą Monte Carlo

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
Tematyka pracy dotyczy transportu neutronów termicznych w niewielkich układach
niejednorodnych. Rozpatrywane są głównie układy dwuwarstwowe, gdzie zewnętrzny
moderator typu wodorowego (polietylen lub pleksiglas) otacza warstwę wewnętrzną
utworzoną z innego materiału jednorodnego (typu wodorowego lub niewodorowego). Badano zjawisko dyfuzyjnego ochładzania strumienia neutronów termicznych we wspomnianych układach, metodą komputerowych symulacji Monte Carlo. Zastosowano kod transportowy MCNP. Symulowano zanik czasowy strumienia neutronów termicznych po ich wprowadzeniu do badanego systemu. Wyznaczano stałą zaniku λ podstawowej składowej eksponencjalnej tego strumienia. Z powodu zaobserwowanych rozbieżności: symulacja MCNP – rzeczywisty eksperyment, oryginalna biblioteka zawierająca przekroje czynne na rozpraszanie neutronów termicznych na wodorze w polietylenie (poly.01t) była modyfikowana i dostosowana dla pleksiglasu i dla polietylenu. Z użyciem zmodyfikowanych bibliotek wyznaczony został przebieg zmienności współczynnika ochładzania dyfuzyjnego w warstwie zewnętrznego moderatora (polietylen, pleksiglas) układu dwustrefowego w zależności od jej grubości i od typu rozpraszania neutronów w materiale strefy wewnętrznej. W zakresie zmienności stałej zaniku: 12 000 s-1 < λ < 34 000 s-1 stwierdzono następującą zmienność współczynnika ochładzania dyfuzyjnego C2 w warstwie zewnętrznego moderatora układu dwustrefowego dla następujących przypadków: – w warstwie z pleksiglasu, który otacza materiał typu wodorowego współczynnik C2PLXH zmienia się w granicach od ok. 9500 cm4s-1 do ok. 3480 cm4s-1 (podczas, gdy dla jednorodnego pleksiglasu współczynnik ten wynosi CPLX = 4377 cm4s-1), – w warstwie z pleksiglasu otaczającego materiał typu niewodorowego współczynnik C2PLXnH zmienia się w granicach od ok. 8900 cm4s-1 do ok. 4800 cm4s-1 , – w warstwie z polietylenu otaczającego materiał typu niewodorowego współczynnik C2PEnH zmienia się w granicach od ok. 3500 cm4s-1 do ok 1900 cm4s-1 (podczas gdy dla jednorodnego polietylenu współczynnik ten wynosi CPE = 1958 cm4s-1). Otrzymana metodą symulacji MCNP zależność dla pleksiglasu w warstwie otaczającej ośrodek typu niewodorowego została z powodzeniem zastosowana do interpretacji rzeczywistych pomiarów przekroju czynnego absorpcji neutronów termicznych impulsową metodą Czubka.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.title[].value
Ochładzanie dyfuzyjne impulsowego strumienia neutronów termicznych w małych układach dwustrefowych. Symulacje metodą Monte Carlo

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.name
Obliczenia hybrydowe modelem UrQMD i algorytmem klasteryzującym nukleony w przestrzeni fazowej

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.title[].value
Obliczenia hybrydowe modelem UrQMD i algorytmem klasteryzującym nukleony w przestrzeni fazowej

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.name
Dozymetria i kontrola jakości skanującej wiązki protonowej na stanowisku gantry

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
Zastosowanie ołówkowych wiązek skanujących (ang. Pencil Beam Scanning, PBS) umożliwiło praktyczną realizację radioterapii protonowej o modulowanej intensywności, co znacznie rozszerzyło możliwości leczenia wiązkami protonowymi. Wprowadzenie nowej techniki pociągnęło za sobą konieczność zastosowania nowych metod dozymetrii i kontroli jakości. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki prac eksperymentalnych i obliczeniowych obejmujących w szczególności pomiary dawki głębokiej wiązki ołówkowej, kontrolę zasięgu wiązki oraz opracowanie fantomu dla kompleksowej kontroli jakości stanowiska terapii.
Systemy planowania leczenia (TPS), bazujące na modelach analitycznych wiązki ołówkowej, wymagają wprowadzenia w fazie konfiguracji wartości integralnych dawek głębokich (ang. Integral Depth Dose, IDD), które reprezentują całkowitą energię deponowaną przez wiązkę ołówkową i produkty jej oddziaływań w wodzie. Dedykowane do pomiaru IDD płasko-równoległe komory jonizacyjne Bragg Peak Chamber (BPC, r = 4 cm) i Stingray (r = 6 cm) nie obejmują całego przekroju rozproszonej wiązki. Za pomocą symulacji Monte Carlo transportu wiązki ołówkowej dla energii w zakresie 70 – 226 MeV wyznaczono wydajność geometryczną komór jonizacyjnych (εg), która reprezentuje frakcję całkowitej energii przekazanej komorze o promieniu r w stosunku do energii przekazanej hipotetycznej komorze o nieskończonym promienieniu. Wykazano, że wartości εg zmieniają się wraz z energią wiązki protonowej i z głębokością. Najmniejsze wartości εg = 93,2% i εg = 96,2% wyznaczono dla energii 226 MeV na głębokości odpowiadającej połowie zasięgu wiązki, odpowiednio dla komór BPC i Stingray. Komory te mogą zostać wykorzystane do pomiaru IDD wiązki o energiach odpowiednio do 160 MeV i do 190 MeV, bez konieczności dodatkowej korekty.
Do kontroli jakości zasięgu wiązek protonowych zastosowanie znalazły wielowarstwowe komory jonizacyjne (MLIC), które umożliwiają jednoczesny pomiar IDD na całej głębokości penetracji wiązki. Celem badań było wyznaczenie własności dozymetrycznych komercyjnego detektora MLIC Giraffe (IBA Dosimetry). Wykazano, że detektor ten jest czuły na zmiany zasięgu wiązki protonowej mniejsze niż 0,2 mm. Dodatkowo pokazano, że pomiar IDD jest możliwy na obszarze 25 mm wokół środka komór detektora Giraffe. Wartości zasięgu zmierzone za pomocą detektora Giraffe wykazują dobrą zgodność z pomiarami wykonywanymi w fantomie wodnym za pomocą BPC. Detektor Giraffe zastosowano do weryfikacji zasięgu obliczonego przez system TPS dla punktów przechodzących przez różną konfigurację tkanek fantomu antropomorficznego. Zgodność zmierzonego zasięgu z wartościami obliczonymi za pomocą systemu TPS wynosi od -0,4 mm do 1,8 mm i zawiera się w przyjętej w praktyce klinicznej niepewności zasięgu równej 3,5% +1 mm.
Dzienna kontrola jakości wiązek ołówkowych w Centrum Cyklotronowym Bronowice wykonywana jest za pomocą cylindrycznej komory jonizacyjnej Semiflex (PTW, Freiburg), dwuwymiarowego detektora scyntylacyjnego Lynx (IBA Dosimetry, Schwarzenbruck) oraz fantomu ISO Cube (CIRS Inc., Norfolk). W celu rozszerzenia zakresu testów kontroli jakości i ich przyspieszenia zaprojektowano, wykonano i przetestowano fantom PelicanQA. Zawiera on zestaw klinów PMMA do pomiaru zasięgu wiązki protonowej, fantom do pomiarów dawki oraz znacznik do testów zbieżności wiązki z izocentrum obrazowania. Wykazano, że fantom PelicanQA wraz z detektorem Lynx odwzorowuje zmiany zasięgu wiązki z dokładnością do 0,4 mm. Fantom PelicanQA umożliwia wykonanie dotychczasowych testów bez konieczności zmiany konfiguracji pomiarowej, co skróciło czas potrzebny na przeprowadzenie dziennych testów kontroli jakości wiązki z 35 do 25 minut.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
The pencil beam scanning (PBS) technique is applied to Modulated Proton Therapy (IMPT), the most advanced form of proton cancer radiotherapy. Highly conformal dose delivery to the tumour volume is achieved while sparing neighbouring healthy tissues. PBS has significantly expanded the clinical applications of proton therapy. However, it requires that new dosimetry and quality assurance procedures be developed. In this work, the research concerning depth dose distributions measurements for commissioning of the treatment planning system, testing beam range monitoring instruments and developing a dedicated phantom for daily quality assurance, is presented.
To commission a treatment planning system (TPS) which uses an analytical beam model, a set of integral depth dose distributions (IDD) in water for different proton energies is required as input. In IDD measurements the gold standard is to apply large-area plane-parallel ionization chambers (IC): the PTW Bragg Peak Chamber (BPC) or the IBA Stingray (of effective radii 4 cm and 6 cm respectively). However, these chambers are too small to entirely cover the scattered proton beam. Therefore, the FLUKA Monte Carlo (MC) transport code was applied to calculate the geometrical efficiency (εg) of these chambers which represents the fraction of total beam energy measured by the IC, as compared to the output of an IC of an infinitely large radius. MC calculations were performed for pencil beams of energies ranging between 70 MeV and 226 MeV. It was shown that the value of the MC-determined εg depends on the proton beam depth in water and on its initial energy. The lowest εg values of 93.2% and 96.2%, at 226 MeV proton energy, were obtained for the BPC and the Stingray, respectively. For pencil beams available in our Cyclotron Centre Bronowice (CCB), it was verified that the commercial Bragg Peak Chamber (PTW Freiburg) and the Stingray Chamber (IBA Dosimetry) may be used in IDD measurements up to 160 MeV and 190 MeV beam energy without any correction.
For quality assurance of the proton range, multi–layer ionization chambers (MLIC) are used, allowing simultaneous measurements at all beam depths to be performed. The ability of the commercial MLIC detector Giraffe (IBA Dosimetry) to perform dosimetry tests was investigated. The Giraffe detector was found to be sensitive to range changes below 0.2 mm, thus being an accurate tool in WET measurements. It was verified that a 25 mm area around the centres of the Giraffe multi-chamber layers could be used for IDD measurements. The Giraffe detector was applied to verify TPS-calculated ranges in an anthropomorphic head phantom. A number of beam directions was chosen, traversing tissues of different densities. The obtained differences between measured and TPS-calculated ranges were between -0.4 mm and +1.8 mm and remained within clinically accepted range uncertainty 3.5% +1 mm.
To perform the daily pencil beam quality assurance (QA) procedure at our CCB, the Semiflex (PTW, Freiburg) cylindrical IC, the Lynx (IBA Dosimetry, Schwarzenbruck) 2D scintillation detector, and the ISO Cube (CIRS Inc., Norfolk) phantom are used. In an effort to improve and speed-up this procedure and to extend the number of verified parameters of the PBS gantry treatment unit, the PelicanQA phantom was in-house designed, built and tested. The PelicanQA instrument consists of a dosimetry phantom, a set of plastic wedges and a metal marker to test beam collinearity. The Lynx detector equipped with plastic wedges is able to detect range shifts with an accuracy of 0.4 mm. Moreover, use of the developed phantom makes it possible to perform all QA tests in one configuration. This significantly reduces the time required to perform routine morning QA tests (from 35 minutes to 25 minutes).

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.title[].value
Dozymetria i kontrola jakości skanującej wiązki protonowej na stanowisku gantry

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.name
Spin dynamics in inhomogeneous and defected low dimensional systems

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
Wybrane układy magnetyczne mogące służyć jako falowody dla fal spinowych zostały
zbadane pod względem konfiguracji równowagowych i wzbudzeń elementarnych. Wykryto
zlokalizowane stany o częstościach w przerwie wzbronionej i - co ciekawe - w paśmie fal
objętościowych na złączach łańcuchów spinowych w zależności od parametrów ich odd-
ziaływań. Stwierdzono brak fali przechodzącej na złączu ferromagnetycznych łańcuchów
spinowych sprzężonych oddziaływaniem antyferromagnetycznym. Używając oprogramowa-
nia do obliczeń mikromagnetycznych wyznaczono konfiguracje równowagowe oraz ksz-
tałty histerezy magnetycznej w łańcuchach płaskich eliptycznych cząstek magnetycznych.
Częstości i polaryzacje fal spinowych w takich łańcuchach zbadano za pomocą opro-
gramowania dostarczonego przez Wydział Fizyki i Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Fer-
rarze. Mechanizm przełączania konfiguracji okazał się związany z falami spinowymi o
częstościach zdążających do zera (tzw. ”miękkimi” modami). Stwierdzono, że odzyskanie
konfiguracji antyferromagnetycznej w takich łańcuchach jest możliwe przez zmianę paramet-
rów anizotropii. Skonstruowano najprostszy dwuspinowy model makrospinów, zbadano
jego konfiguracje równowagowe oraz wykryto przejście, które będąc nieciągłym nie wykazuje
histerezy, zatem przejawia cechy przejścia drugiego rodzaju.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
Selected systems of different size scales have been studied in view of their applicability
as waveguides for spin waves in various frequency ranges. Localized interface states have
been found within a band of propagative waves on a junction of two ferromagnetic chains
in addition to bound states in the frequency gaps. Total reflection in the whole frequency
range has been found on an interface of two such chains coupled via antiferromagnetic
interactions. The magnetic ground states have been found with the use of a software
for micromagnetic computations for elliptically shaped flat nanoparticles (macrospins) of
permalloy arranged in 1D chains. Ranges of stability/metastability of particular configu-
rations as well as the related magnetic hysteresis loops resulting from the dipolar intera-
particle interactions have been delimited. The frequencies of low lying spin waves as well
as the corresponding spin precession profiles in such chains have been obtained with a
software provided by the Department of Physics and Earth Sciences of the University of
Ferrara. The mechanisms of the configuration switching under a homogeneous external
magnetic field have been shown to be related with softening of the appropriate spin waves.
A possibility of recovery of the stable antiferromagnetic configuration has been predicted
by varying the anisotropy of particles. A number of configurations in the simplest two-spin
model of macrospin chain have been revealed as a function of the macrospins separation
in the chain. An evidence of a discontinuous transformation without, however, a hysteresis
has been found.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.title[].value
Spin dynamics in inhomogeneous and defected low dimensional systems

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.name
Symulacje numeryczne odpowiedzi głębokościowej sondy NNTE w formacjach cienkowarstwowych nachylonych do osi odwiertu. Założenia i obliczenia wstępne metodą Monte Carlo

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
Basic assumptions for calculation of well-logging profiles, expected from measurements of the neutron logging tools (type of NNTE) are presented. The report includes also results of the first tests and calculations. The NNTE tool responses were simulated using MCNP - the well-known Monte Carlo code. The general model consists of a huge rock, intersected by a borehole. A thin, flat rock layer of different lithology crosses that huge rock under an angle to the borehole. Numerous combinations of the model parameters - various porosities and neutron absorption cross-sections of the rocks as well as different layer thicknesses and angles - have been considered. The final results should be instantly useful for elaboration of the well-logging interpretation procedures for directional drillings, where the rock layers are usually sloped, or even highly inclined to the borehole axis.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.title[].value
Symulacje numeryczne odpowiedzi głębokościowej sondy NNTE w formacjach cienkowarstwowych nachylonych do osi odwiertu. Założenia i obliczenia wstępne metodą Monte Carlo

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.name
Wybrane zagadnienia z fizyki magnetyków molekularnych o różnej wymiarowości opartych na metalach d-elektronowych

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
Multifunkcjonalne magnetyki molekularne to klasa materiałów metalo-organicznych o unikalnych właściwościach fizycznych, które mogą potencjalnie przyczynić się do rozwoju nowoczesnej technologii. W szczególności prowadzone są badania w kierunku spintroniki, chłodzenia magnetycznego albo bistabilnych przełączników magnetycznych reagujących na zewnętrzne bodźce takie jak światło, ciśnienie albo wilgoć. Aktualne prace skupiają się na aspekcie eksperymentalnym, umożliwiającym wyznaczenie istotnych parametrów związków molekularnych, oraz teoretycznym, pozwalającym zrozumieć korelacje magneto-strukturalne i zastosować je podczas projektowania kolejnych związków, które mają charakteryzować się pożądanymi właściwościami.
Głównym celem niniejszej rozprawy doktorskiej jest przedstawienie wybranych teoretycznych metod badań właściwości magnetycznych magnetyków molekularnych bazujących na metalach d-elektronowych oraz ich praktyczne zastosowanie do opisu trzech niskowymiarowych typów związków molekularnych. Pierwsze dwa wybrane modele, metoda ścisłych obliczeń kwantowych oraz przybliżenie pola molekularnego (MFA), opisane są w sposób ogólny umożliwiający wykorzystanie ich dla dowolnego innego układu magnetycznego. W szczegółowy sposób uwzględniono również przykłady wykorzystania tych metod dla konkretnych układów. Dwa kolejne modele to wariacyjna metoda klastrów w przybliżeniu par (CVMPA) oraz klasyczno-kwantowy model jednowymiarowego łańcucha, które w niniejszej pracy rozpatrywano, odpowiednio, dla dwuwymiarowego układu spinów
S = 1/2 z anizotropią typu XY oraz jednowymiarowego łańcucha, w którym jony o wysokim spinie ułożone są naprzemiennie z układem dwóch jonów o spinie S = 1/2.
W części pracy dotyczącej badań rzeczywistych magnetyków molekularnych opisano zależność podatności magnetycznej łańcucha molekularnego składającego się z jonów Fe(III) oraz Cu(II) za pomocą trzech różnych modeli. Następnie zasymulowano efekt fotomagnetycznych trzech związków molekularnych pochodzących z jednej rodziny, w tym dwóch enancjomerów, bazujących na jonach Mo(IV) oraz Cu(II). Wykorzystano w tym celu dwa modele zakładające niską i wysoką efektywność naświetlania próbek światłem. W części ostatniej, porównując wyniki z modeli MFA oraz CVMPA, wytłumaczono źródło pochodzenia odwrotnego efektu magnetokalorycznego w monokrysztale, w strukturze którego obserwuje się quasi-dwuwymiarowe warstwy spinów S = 1/2 pochodzące od jonów W(V) oraz Cu(II).

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.description.abstract[].value
Multifunctional molecular magnets form a class of metal-organic materials with unique physical properties that can potentially contribute to the development of modern technology. In particular, recent studies focus on progress in spintronics, magnetic cooling, or bistable magnetic switches that respond to external stimuli such as light, pressure, or humidity. Current research efforts involve both experimental and theoretical aspects of molecular magnetism with the aim of determining crucial parameters of molecular compounds and understanding magneto-structural correlations to be used in designing new systems with desired specific properties.
The main objective of this dissertation is to present the selected theoretical methods of study of the magnetic properties of d-electron molecular magnets and show their practical applications in characterisation of three low-dimensional types of molecular compounds.
The first two selected models, exact diagonalization of Hamiltonian and the molecular field approximation (MFA), are generally described allowing their use in other magnetic systems. Detailed examples of using these methods for specific cases are also included. Two further models are the variational cluster method in pair approximation (CVMPA) and the classical-quantum one-dimensional chain model, which in this work are considered, respectively,
for a two-dimensional system of S = 1/2 spins with XY-type anisotropy and a one-dimensional chain in which high spin ions are arranged alternately with a system of two S = 1/2 spin ions.
In the part of the dissertation dedicated to studying actual molecular magnets, the dependence of the magnetic susceptibility of a molecular chain consisting of Fe(III) and Cu(II) ions was described using three different approaches. Then, the photomagnetic effect was simulated for three molecular compounds from the same family, including two enantiomers, based on Mo(IV) and Cu(II) ions. Two models were considered: assuming low and high light irradiation efficiency. Finally, the origin of the inverse magnetocaloric effect in a single-crystal, whose structure consists of quasi-two-dimensional layers of S = 1/2 spins from W(V) and Cu(II) ions, is explained by comparing the results from the MFA and CVMPA models.

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.publisher[].value
Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences

# _embedded.searchResult._embedded.objects[]._embedded.indexableObject.metadata.dc.title[].value
Wybrane zagadnienia z fizyki magnetyków molekularnych o różnej wymiarowości opartych na metalach d-elektronowych