Vytvorenie a potvrdenie teórie vzniku
Zeme akréciou v spolupráci s medzinárodne
uznávanými expertmi

ITMS kód projektu:  26140230006

Operačný program: Vzdelávanie

Riešiteľ projektu: Geofyzikálny ústav SAV
Doba riešenia projektu: 01/2012 – 12/2014

 

Východiská
projektu

Východiská projektu

 

Zamestnanci GFÚ SAV sa už dlhodobo zaoberajú štúdiom problematiky vzniku Zeme. Študujú a skúmajú už existujúce teórie a vytvárajú nové teórie založené na báze gravitačnej a magnetickej sily. Z tohto dôvodu vznikla potreba rozšíriť svoje vedomosti a aplikovať ich v praktických podmienkach. Vedomosti získané štúdiom literatúry je potrebné overiť na miniaturizovaných modeloch. Pre realizáciu takýchto aktivít je však nevyhnutná spolupráca s významnými expertmi z nadnárodných inštitúcií, ktorí majú bohaté skúsenosti so získavaním údajov a ich spracovávaním. Rovnako tak je potrebné získať významných odborníkov z domáceho prostredia, ktorí k tejto realizácii prispejú nemalými skúsenosťami z teoretickej oblasti.

 

Takýmito postupmi sa vytvorí spolupráca Geofyzikálneho ústavu SAV s inštitúciami v súkromnom sektore a zahraničnými výskumnými inštitúciami. Zamestnanci SAV tak získajú možnosť spoznávať a získavať skúsenosti s realizáciou výskumu na medzinárodnej úrovni a poznatky získané takýmto výskumom budú aplikovať v praktických podmienkach na domácej pôde. Otvorí sa tak priestor pre zamestnancov ústavu pre rozširovanie svojich vedomostí, čím sa zvýši ich kvalifikácia a konkurencieschopnosť na trhu práce.

Ciele
projektu

Ciele projektu

 

Strategický cieľ:
Zvýšenie medzinárodnej spolupráce organizácie výskumu a vývoja v oblasti problematiky vzniku Zeme.
V rámci predkladaného projektu bude posilňovaná spolupráca s významnými odborníkmi na medzinárodnej úrovni čím sa zintenzívni spolupráca medzi domácimi a zahraničnými výskumnými inštitúciami. Touto spoluprácou riešiteľ prispieva k zvyšovaniu konkurencieschopnosti SR.

 

Špecifický cieľ:
Rozvoj spolupráce s medzinárodne uznávanými expertmi pri tvorbe teórie vzniku Zeme.
Vytvorením spolupráce a transferom poznatkov získaným výskumom a vývojom do praktických podmienok podporuje riešiteľ spoluprácu výskumných organizácií so súkromným sektorom na národnej a medzinárodnej úrovni.

 

Hlavné ciele teoretického výskumu:

1. Štúdium transportu nabitých častíc v protoplanetárnom oblaku, kde dráhami transportu sú magnetické siločiary.
2. Štúdium mechanizmu lokálnej kumulácie elektrického náboja (vzniku grandiózneho kondenzátora) a to buď vplyvom slapových síl protoslnka alebo „okolo letiacich" hmotných nebeských telies alebo vplyvom lokálneho zavírenia magnetických siločiar.
3. Zvládnutie matematického modelu elektrostatického výboja (vybitia kondenzátora).
4. Odvodenie charakteristík – veľkosti a priestorového rozloženia – impulzného magnetického poľa v okolí elektrostatického výboja.
5. Štúdium tepelných pomerov vo vnútri a v blízkosti výbojového kanála.
6. Odvodenie charakteristík – veľkosti a priestorového rozloženia – ionizačného poľa v prostredí protoplanetárneho oblaku.
7. Štúdium pohybu relativistických elektrónov v blízkosti protoplanetárneho oblaku ako možného generátora impulzných magnetických polí.
8. Kvantifikácia účinku (magnetizácia a priťahovanie) impulzného magnetického poľa určitej veľkosti na feromagnetické, paramagnetické (aj diamagnetické) planetezimály špecifického zloženia.

Hlavné ciele prípravy spracovateľského a interpretačného aparátu:

1. Príprava optimálneho balíka matematických programov pre komplexné spracovanie nameraných údajov (magnetické, elektrické, tepelné a optické parametre).
2. Optimalizácia zásobníkových súborov nameraných údajov pre spracovateľské programy.
3. Štúdium postupov pri príprave animácie jednotlivých krokov modelu akrécie Zeme pomocou impulzného magnetického poľa.

Hlavné ciele podpornej zahraničnej činnosti:

1. Sledovanie a vyhľadávanie najnovších informácií o výsledkoch výskumov protoplanetárnych oblakov a medziplanetárnej hmoty sondami NASA, ESA a pozemskými pozorovaniami z databáz USA.
2. Štúdium miniaturizácie a návrhy experimentov na možných satelitných laboratóriách.

Hlavné ciele experimentálnej prípravy:

1. Aranžovanie laboratórnej techniky a kalibrácia prístrojov v Laboratóriu impulzných magnetických polí.
2. Odskúšanie meraní všetkých fyzikálnych polí (elektrického, elektrostatického, magnetického, termálneho a iných) v procese elektrostatického výboja uskutočneného generátorom impulzného magnetického poľa.
3. Odskúšanie snímania experimentov rýchlobežnou kamerou.
4. Príprava vákuovej komory pre experimenty vykonané vo vákuu.
5. Príprava experimentálneho materiálu a to horninových vzoriek rôznej konzistencie a rôznej zrnitosti na základe dostuponých poznatkov o materiálovom zložení planetezimál v protoplanetárnom oblaku.

Podrobný popis
aktivít projektu

Podrobný popis aktivít projektu

 

Aktivita 1.1: Teoretické štúdium a príprava experimentov a realizácia laboratórnych experimentov

Doba realizácie aktivity: 01/2012 – 12/2012, predĺžená do 12/2013

 

Cieľ: Realizácie aktivity je teoretické štúdium diferenciácie elektricky nabitých častíc pri formovaní elektrostatických výbojov v rôznych prostrediach, príprava laboratórnych experimentov, stavba koncepcie.

 

Výstupy aktivity: publikácie teoretických výsledkov – nové materiály popisujúce výstupy teoretických štúdií.

 

Aktivita 1.2: Potvrdenie teórie vzniku Zeme a návrh metodických prostriedkov pri ďalšom štúdiu akrécie Zeme

Doba realizácie aktivity: 01/2014 – 12/2014

 

Cieľ: Experimentálne overenie teoretických štúdií.

 

Výstupy aktivity:
Realizáciou aktivity vzniknú nasledovné výstupy:

1. konštrukcia koncepčného modelu magneticky–hnanej heterogénnej akrécie hmoty
2. experimentálne overenie kvalitatívnych výsledkov teoretického modelu (magnetizácia feromagnetickej vzorky magnetickým poľom, generovaným generátorom impulzného magnetického poľa; agregácia hmoty v okolí osi asociovaného impulzného elektrického prúdu).

 

Riešitelia
projektu

Riešitelia projektu

 

Pracovné stretnutie s Ing. Rothom na Bratislavskom pracovisku GFÚ SAV

RNDr. Igor Túnyi, DrSc. – vedúci projektu

Doc. Mgr. P. Guba, PhD. - expert na matematické vyjadrenie teórie impulznej akrécie planét

Ing. L. E. Roth, M.Sc. - jeden z čelných predstaviteľov JPL NASA, zabezpečuje od doby vzniku modelu najaktuálnejšie údaje o charakteristikách protoplanetárnych oblakov, získaných americkými aj medzinárodnými kozmickými misiami a tiež, ako expert na prístrojové vybavenie kozmických sond, bude hlavným navrhovateľom miniaturizácie experimentálnych zariadení

RNDr. Dušan Majcin, CSc.

Doc. RNDr. Roman Aubrecht, PhD.

Andrej Bočík

Ďaľsí pracovníci sú zaraďovaní do kolektívu riešiteľov podľa potrieb projektu (Brimich, Šoltis, Bilčík, Vodička, Bališ a ďalší).

 

Väčšina riešiteľov projektu pri Laboratóriu impulzných magnetických polí

 

Výstupy
projektu

Výstupy projektu

1. Usporiadanie seminára pre riešiteľov projektu ako aj pre záujemcov o teoretických predpokladoch a výsledkoch základného matematického modelovania procesov akrécie hmoty pomocou impulzného magnetického poľa.
2. Predstavenie prvých triviálnych animovaných modelov procesu akrécie pomocou impulzného magnetického poľa.
3. Predstavenie prvých experimentov nasnímaných rýchlobežnou kamerou.
4. Prezentácia prvých výsledkov projektu aspoň na jednom medzinárodnom vedeckom podujatí a odovzdanie do tlače aspoň jedného článku do významného CC časopisu.

 

Konečným výstupom budú nielen vedecké publikácie v renomovaných odborných časopisoch, ale aj DVD nosiče s priebehom experimentu, nasnímaným rýchlo snímateľnou kamerou, prípadne animácia procesu, ktoré budú používané ako názorná ukážka pri prezentácii na domácich aj medzinárodných vedeckých podujatiach. Treba podotknúť, že navrhovaný model akrécie Zeme je ako jeden z mála modelov experimentálne overiteľný.

 

Ďalším výstupom by mala byť taká modifikácia a miniaturizácia experimentálneho zriadenia, ktoré by sa dalo prenášať a používať ako demonštračné zariadenie na vedeckých podujatiach, fórach, či konferenciách.