7 results on '"Nikšić, Tamara"'
Search Results
2. Making simulations in theoretical physics using the Python programming language
- Author
-
Herceg, Mihovil and Nikšić, Tamara
- Subjects
PRIRODNE ZNANOSTI. Fizika ,VPython ,Kepler's laws ,computer simulation ,gravitational slingshot ,gravitacijska praćka ,računalne simulacije ,NATURAL SCIENCES. Physics ,Keplerovi zakoni ,Python - Abstract
Programski jezik Python je široko rasprostranjen i ima razne primjene, kako u znanstvenim istraživanjima, tako i u edukaciji. Njegov paket VPython daje alate za laku izradu 3d prikaza i iscrtavanje grafova te ga možemo koristiti za izradu računalnih simulacija. Simulacije možemo koristiti kao zamjenu i nadopunu pokusima posebno kada je pokus zbog prirode istraživane pojave teško ili nemoguće izvesti u učionici. Koristeći VPython, Newtonove zakone gibanja i zakon gravitacije možemo napraviti računalne simulacije planetarnog gibanja, točnije simulaciju gibanja dva tijela koja međudjeluju gravitacijskom silom. Iz tih simulacija možemo prikazati Keplerove zakone koji opisuju orbite planeta oko Sunca. Također se može prikazati gravitacijska praćka, manevar koji koriste međuplanetarne letjelice za promjenu smjera i iznosa brzine. Izrađene simulacije možemo koristiti u nastavi fizike kako bi pružili učenicima interaktivno okruženje u kojemu mogu proučavati Keplerove zakone i gravitacijsku praćku te vođeni nastavnikom doći do zaključaka o gibanjima planeta oko Sunca i gravitacijskoj praćki. The Python programming language is widespread and has various applications, both in scientific research and in education. Its VPython package provides tools for easy 3d rendering and graphing so it can be used to create computer simulations, Simulations can be used as a replacement and supplement to experiments, especially when the experiment is difficult or impossible to perform in the classroom due to the nature of the researched phenomenon. Using VPython, Newton's laws of motion and the law of gravity we can make computer simulations of planetary motion, more precisely the simulation of motion of two bodies interacting with gravitational force. From these simulations we can show Kepler's laws describing the orbits of the planets around the Sun. Gravitational slingshot, a maneuver used by interplanetary spacecraft to change velocity, can also be shown. The simulations created can be used in physics class to provide students with an interactive environment in which they can study Kepler’s laws and gravitational slingshot guided by the teacher to come to conclusions about the motions of the planets around the Sun and gravitational slingshot.
- Published
- 2022
3. Simulating planetary orbits with programming language Python
- Author
-
Mimica, Roko and Nikšić, Tamara
- Subjects
PRIRODNE ZNANOSTI. Fizika ,VPython ,Kepler’s laws ,Keplerov problem ,Glowscript ,raˇcunalne simulacije ,computer simulations ,Kepler problem ,Keplerovi zakoni ,NATURAL SCIENCES. Physics - Abstract
U ovom radu ćemo prikazati računalnu simulaciju Keplerovog problema i diskutirati njenu primjenu u istraživački usmjerenoj nastavi fizike. Keplerov problem je specijalan slučaj problema dvaju tijela gdje tijela međudjeluju centralnim silama koje opadaju s kvadratom udaljenosti. U tom slučaju problem dvaju tijela možemo svesti na problem jednog tijela u centralnom polju koji možemo riješiti analitički, a potom koristeći to rješenje možemo rekonstruirati orbite zasebnih tijela. Uz pomoć vis-viva jednadžbe i činjenice da je kutna količina gibanja konstantna u slučaju da na tijelo djeluje samo centralna sila, možemo izračunati iznose relativnih brzina tijela na bilo kojem položaju u orbiti. Da bi bila primjenjivija u obrazovne svrhe, simulacija prikazuje grafove ovisnosti iznosa relativnih brzina i udaljenosti između tijela o kutu kojeg vektor položaja planeta formira s pozitivnom x osi te po potrebi demonstrira drugi i treći Keplerov zakon. Da bi što manje ovisila o vrsti računala i instaliranim programskim paketima, za izradu simulacije koristili smo VPython (verzija 7) te Glowscript (verzija 2.8) u Glowscript IDE razvojnom okruženju. In this thesis we demonstrate a computer simulation of Kepler problem and discuss its application for educational purposes. Kepler problem is a special case of two body problem where bodies interact exclusively by a central force that declines in strength as the inverse square of the distance. In this case, the two body problem can be reduced to one body acted on by an external central gravitational force whose analytical solution can be used to return to the real two-body problem and solve for the actual motion of the two original bodies. Using the vis-viva equation and a fact that in the case when the only force on the body is a central force, angular momentum with respect to the origin is a constant of motion, we can calculate relative speed of the two bodies and angular speed of the individual bodies at any position in orbit. In order to make the simulation more useful for educational purposes, it shows diagrams of relative speeds and distances between bodies with respect to the angle which the position vector of the bodies makes with the positive x axis. Simulation, if necessary, can also demonstrate second and third Kepler law, and was programmed using VPython (version 7) and Glowscript (version 2.8) in Glowscript IDE integrated development environment to minimize the dependence on operating systems and installed packages.
- Published
- 2019
4. Optimization problem of sloppy nuclear structure models
- Author
-
Imbrišak, Marko and Nikšić, Tamara
- Subjects
PRIRODNE ZNANOSTI. Fizika ,atomic nuclei ,the manifold boundary approximation method ,atomske jezgre ,energijski funkcionali gustoće ,aproksimacijska metoda mnogostrukosti s rubom ,energy density functionals ,NATURAL SCIENCES. Physics - Abstract
Modeli koji se koriste za opis većine prirodnih pojava imaju velik broj slobodnih parametara čije vrijednosti određujemo prilagodbom teorijskih predviđanja modela empirijskim podacima. U jednostavnim modelima, promjena bilo kojeg parametra znatno utječe na kvalitetu prilagodbe predviđanja empirijskim podacima, no također postoje modeli koji sadrže i aljkavo odredive parametre. To su određeni parametri i/ili kombinacije parametara koje se mogu značajno promijeniti uz minimalnu promjenu kvalitete prilagodbe. Nedavno je razvijena aproksimacijska metoda mnogostrukosti s rubom (MBAM) kojom je moguće eliminirati što veći broj aljkavih stupnjeva slobode modela, uz minimalan gubitak na preciznosti same prilagodbe. Problem MBAM metode jest u tome što zahtijeva izračun numeričkih derivacija modela. U ovome smo diplomskom radu razvili računalnu implementaciju MBAM metode poboljšane tehnikama algoritamske diferencijacije kako bi uklonili numeričke greške nastale zbog numeričke diferencijacije. Računalnu implementaciju smo testirali na širokom rasponu modela zadanih ili kao analitički izrazi ili rješenja sustava diferencijalnih jednadžbi. U konačnici provjerili smo postoji li razlika prilikom korištenja preciznijih derivacija u MBAM redukciji na modelu atomske jezgre zasnovanom na nuklearnom energijskom funkcionalu gustoće DD-PC1. Models used in describing most physical phenomena have a large number of free parameters, usually estimated by fitting theoretical predictions to empirical data. In simple models, changes in any model parameter would produce a visible change in the quality of fit. More complex models also have degrees of freedom, called sloppy parameters, that can be significantly altered without disrupting the quality of the fit. A novel method, called the manifold boundary approximation method (MBAM), has been shown to be able to remove sloppy parameters without affecting the quality of model predictions. However, the MBAM method requires a large number of numerical derivatives, raising the question of numerical errors. In this diploma thesis, we have developed codes that improve the MBAM method using algorithmic differentiation instead of numerical approximations. We have tested this implementation on a wide variety of models, from simple analytical expressions to complex systems of differential equations. Finally, we have tested whether using algorithmic differentiation impacts results of the MBAM method applied to the model of the atomic nucleus based on the nuclear energy density functional DD-PC1.
- Published
- 2019
5. Multipole excitations in deformed atomic nuclei
- Author
-
Bjelčić, Antonio and Nikšić, Tamara
- Subjects
Quasiparticle Random-Phase Approximation ,PRIRODNE ZNANOSTI. Fizika ,nuklearni energijski funkcional gustoće ,multipole excitations ,multipolna pobuđenja ,deformed atomic nuclei ,Finite Amplitude Method ,deformirane jezgre ,Relativistic Hartree-Bogoliubov model ,nuclear energy density functional theory ,NATURAL SCIENCES. Physics ,relativistički Hartree-Bogoliubovljev model - Abstract
Kvazičestična aproksimacija slučajnih faza predstavlja jedan od najčešće korištenih modela za opis kolektivnih pobuđenja u atomskim jezgrama. Veličina kvazičestičnog prostora dosad je ograničavala račune u deformiranim teškim jezgrama. Nedavno predložena metoda konačnih amplituda (FAM - Finite Amplitude Method) omogućava takve račune uz mnogo manje zahtjeve za računalnim resursima. Metoda je dosad uglavnom korištena u opisu monopolnog odziva dok su primjene na više multipole bile manje zastupljene. U okviru ovog diplomskog rada razvijena je implementacija metode konačnih amplituda temeljena na relativističkom energijskom funkcionalu gustoće prikladna za opis viših multipola. Razvijeni model i numerička implementacija testirani su na nekoliko ilustrativnih primjera deformiranih atomskih jezgara. The Quasipartice Random-Phase Approximation (QRPA) based on energy density functionals is a leading framework for describing collective excitations of atomic nuclei. As the space of quasiparticle excitations can become very large in open-shell heavy nuclei, the standard matrix solution of the QRPA equation is often computationally prohibitive, especially for deformed nuclei. Recently, the Finite Amplitude Method (FAM) was proposed as a feasible method for a solution of the QRPA equation. The method has mainly been used for monopole isoscalar and isovector excitations. In this thesis, efficient implementation based on the relativistic nuclear energy density functional theory, suitable for higher multipole excitations, has been developed, tested and applied on excitations of deformed atomic nuclei.
- Published
- 2018
6. The next generation of the relativistic nuclear energy density functionals
- Author
-
Novak, Igor and Nikšić, Tamara
- Subjects
PRIRODNE ZNANOSTI. Fizika ,nuklearni relativističi energijski funkcional gustoće ,relativistic nuclear energy density functional ,NATURAL SCIENCES. Physics - Abstract
U ovom radu razvijamo novi nuklearni relativistički energijski funkcional gustoće. Relativistički energijski funkcionali gustoće su standardni alat u računima nuklearne strukture i daju sveobuhvatan opis nuklearnih osnovnih stanja i kolektivnih pobuđenja. Predloženi funkcional spada u klasu funkcionala s točkastim vezanjem, kod kojih se lagranžijan formulira preko nukleonskih polja i uključuje samo kontaktna vezanja između struja bilinearnih u Diracovom spinornom polju nukleona. Na temelju ovisnosti mikroskopskih nukleonskih vlastitih energija o gustoći u nuklearnoj materiji konstruirana je fenomenološka pretpostavka kako izgleda ovisnost funkcionala vezanja o gustoći. Na model je potom primjenjena optimizacijska shema koja se sastoji od minimizacije odgovarajuće X^2 kaznene funkcije koristeći svojstva beskonačne nuklearne materije i konačnih jezgara. Nakon minimizacije provedena je i analiza kovarijanci koja uključuje procjene nepouzdanosti i koeficijenata korelacije. Optimizirani funkcional testiran je na nizu ilustrativnih računa svojstava osnovnih stanja sfernih i deformiranih jezgara kao što su energije vezanja, nabojni radijusi i parametri kvadrupolne deformacije. Dobivena teorijska predviđanja uspoređena su s dostupnim eksperimentalnim podacima i predviđanjima srodnog funkcionala iz klase točkastih vezanja, DD-PC1. In this work we construct a new relativistic nuclear energy density functional. Relativistic energy density functionals are a standard tool for nuclear structure calculations, providing a comprehensive description of nuclear ground states and collective excitations. The proposed functional belongs to a class of point-coupling functionals where a Lagrangian is formulated in terms of nucleon fields and includes only contact couplings between currents bilinear in the Dirac spinor field of the nucleon. Guided by the density dependence of microscopic nucleon self-energies in nuclear matter, a phenomenological ansatz for the density-dependent coupling functionals was constructed. An optimization scheme by minimizing a suitably constructed X^2 penalty function using properties of infinite nuclear matter and finite nuclei was implemented. After the minimization, a covariance analysis that included uncertainty estimates and correlation coefficients was made. The optimized functional was tested in a series of illustrative calculations of ground-state properties of spherical and deformed nuclei, including binding energies, charge radii and quadrupole deformation parameters. Theoretical predictions were compared to the available experimental data, as well as with the predictions of a similar point-coupling functional DD-PC1.
- Published
- 2016
7. Microscopic description of octupole excitations in SM and GD isotopes
- Author
-
Marević, Petar and Nikšić, Tamara
- Subjects
PRIRODNE ZNANOSTI. Fizika ,octupole excitations in even samarium and gadolinium isotopes ,relativistic Hartree-Bogoliubov model ,oktupolna pobuđenja u atomskim jezgrama samarija i gadolinija ,NATURAL SCIENCES. Physics ,relativistički Hartree-Bogoliubovljev model - Abstract
U ovome je radu primijenjen formalizam relativističkih energijskih funkcionala gustoće pri opisu oktupolnih pobudenja u parnim izotopnim lancima atomskih jezgara samarija i gadolinija. Račun na razini srednjega polja, temeljen na relativističkom Hartree-Bogoliubovljevom modelu i vrlo uspje šnom DD-PC1 funkcionalu, nadopunjen je metodom generirajućih koordinata kako bi se uzele u obzir kolektivne korelacije koje potječu od ponovnog upostavljanja dobroga pariteta i miješanja konfiguracija. Eksperimentalne vrijednosti energija vezanja i kvadrupolnih deformacija u osnovnom stanju promatranih jezgara reproducirane su s izvrsnom točnošću, a uključivanjem kolektivnih korelacija reproduciran je i empirijski trend oktupolnih deformacija u izotopima samarija. Izračunate energije pobudenja prvih neparnih stanja i snage električnih oktupolnih prijelaza dobro se podudaraju s eksperimentalnim vrijednostima, kao i s rezultatima dobivenim u okviru modela kolektivnog Hamiltonijana. In this work the relativistic energy density functionals framework has been employed in description of octupole excitations in even samarium and gadolinium isotopes. The mean-field calculations, based on the relativistic Hartree-Bogoliubov model and highly successful DD-PC1 functional, have been supplemented by the generating coordinate method to take into account collective correlations that arise from the restoration of parity symmetry and configuration mixing. Experimental values of ground state binding energies and quadrupole deformations in considered nuclei have been reproduced with great accuracy, and by including collective correlations the empirical trend of octupole deformations in samarium isotopes has been reproduced as well. Calculated excitation energies of first negative-parity states and electric-octupole transition probabilities are in good agreement with both the experimental data and the results obtained within the collective Hamiltonian model.
- Published
- 2015
Catalog
Discovery Service for Jio Institute Digital Library
For full access to our library's resources, please sign in.