Challenges in QCD matter physics - The Compressed Baryonic Matter experiment at FAIR

Substantial experimental and theoretical efforts worldwide are devoted to explore the phase diagram of strongly interacting matter. At LHC and top RHIC energies, QCD matter is studied at very high temperatures and nearly vanishing net-baryon densities. There is evidence that a Quark-Gluon-Plasma (QGP) was created at experiments at RHIC and LHC. The transition from the QGP back to the hadron gas is found to be a smooth cross over. For larger net-baryon densities and lower temperatures, it is expected that the QCD phase diagram exhibits a rich structure, such as a first-order phase transition between hadronic and partonic matter which terminates in a critical point, or exotic phases like quarkyonic matter. The discovery of these landmarks would be a breakthrough in our understanding of the strong interaction and is therefore in the focus of various high-energy heavy-ion research programs. The Compressed Baryonic Matter (CBM) experiment at FAIR will play a unique role in the exploration of the QCD phase diagram in the region of high net-baryon densities, because it is designed to run at unprecedented interaction rates. High-rate operation is the key prerequisite for high-precision measurements of multi-differential observables and of rare diagnostic probes which are sensitive to the dense phase of the nuclear fireball. The goal of the CBM experiment at SIS100 (sqrt(s_NN) = 2.7 - 4.9 GeV) is to discover fundamental properties of QCD matter: the phase structure at large baryon-chemical potentials (mu_B > 500 MeV), effects of chiral symmetry, and the equation-of-state at high density as it is expected to occur in the core of neutron stars. In this article, we review the motivation for and the physics programme of CBM, including activities before the start of data taking in 2022, in the context of the worldwide efforts to explore high-density QCD matter.Comment: 15 pages, 11 figures. Published in European Physical Journal

Effectiveness and Efficiency of Ecological Activities in Marketing: Decision Making and Empirical Investigations

The goal of this article is to answer to the question: how to investigate the effectiveness and efficiency of ecological activities in marketing perspective? The starting point of the considerations is a definition of the ecological activities as one of possible instruments that aims to increase the business value. The question of investigations of the effectiveness and efficiency of ecological activities in marketing takes the following form: how the ecological content of marketing communication influence the buyer perception and behavior? The ecological messages are usually investigated as elements of larger communication units (advertisements, and packaging) describing the offers (for instance products or employment offers). It is supposed in the investigations that ecological content influence positively both perception and behavior. An experimental method can be used to check the suppositions. The author of the article presents two typical schemes of experiments used in investigations of communication of ecologic content in marketing. In the first scheme, researchers use the ecological content as the only one modification that is supposed to influence the consumers perceptions and behavior. The possible results of hypotheses checking in this kind of research are as follows: (1) yes, it does or (2) no it doesn’t. In the second scheme, researchers use the ecological messages together with others, non-ecological onces that are supposed to influence the consumers perceptions and behavior. The possible results of hypotheses’ checking in this kind of research are different: (1) the ecological content influence stronger than the other messages on the perceptions and behavior or (2) the ecological content influence weaker than the other messages on the perceptions and behavior. Methodological hints for the further research of effectiveness and efficiency of ecological content communication create the result of the considerations. When researchers use the second scheme of experiment, they reach better quality of explanation research (they take into consideration on more condition of explanatory research) and better quality of managerial implications. The author of the article hopes that presented analyses and hints will encourage other researchers to make new investigations of ecological activities in marketing perspective

The design of readout front-end electronics for time and energy measurement for semiconductor strip detectors

W niniejszym artykule został przedstawiony opis elektroniki front-end do pomiaru czasu interakcji i energii fotonu dedykowanej do odczytu dwustronnych detektorów paskowych, zaimplementowanej w technologii submikronowej UMC 180 nm CMOS. Jednoczesny i dokładny pomiar czasu interakcji oraz energii zdeponowanej w detektorze wymaga zastosowania w torze odczytowym dwóch różnych, równoległych ścieżek przetwarzania sygnału: „szybkiej” i „wolnej”. Parametry zaprojektowanego układu: niskim poziom rozpraszanej mocy P=3,2 mW, niski poziom szumów własnych ENC=586 e- rms (dla „wolnej” ścieżki i Cdet=30 pF), a powierzchnia krzemu zajmowana przez pojedynczy kanał wynosi 50 μm × 1100 μm.This work presents the design of the readout front-end electronics for time and energy measurements dedicated for double-sided strip detectors implemented in submicron technology UMC 180 nm CMOS. The simultaneous and accurate measurements of time and energy deposited in the detector by a photon requires the use of two different parallel processing paths in the single channel: fast and slow. The designed front-end electronics is characterized by low power dissipation level P=3.2 mW, low noise performance ENC=586 e- rms (for “slow” path and at Cdet=30 pF). The single channel occupies silicon chip area of 50 μm × 1100 μm

Analiza wzajemnego oddziaływania równoczesnej eksploatacji złoża rud miedzi i złoża soli w kopalniach LGOM w zakresie przemieszczeń i deformacji górotworu

Excavation of the two bedded deposits of mineral resources in a small vertical distance may causa additional increased mining risks (rock mass deformation, rock bursts and mining tremors, threat to land surface). This paper considers the impact of excavation of the copper ore deposit on the bed of rock salt located above it and the opposite, in terms of displacements and deformations. We used the theoretical models of processes verified by previous in situ observations in the mines of the Legnica-Głogów Copper Mining District. We analysed the potential for reducing the risks, among others, through coordination of mining works.W przypadku występowania w górotworze dwóch różnych, pokładowych złóż surowców mineralnych, szczególnie przy niewielkiej ich odległości pionowej, powstaje konieczność analizy wzajemnego oddziaływania eksploatacji górniczej tych złóż. W pracy dokonano analizy przemieszczeń i deformacji w górotworze i na powierzchni terenu przy równoczesnym prowadzeniu tych eksploatacji. Wskazano działania minimalizujące wzajemne oddziaływania w odniesieniu do prowadzenia działalności górniczej w kopalniach Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego. Główne zagrożenia występujące w LGOM to: przemieszczenia i deformacje górotworu związane z tworzeniem pustek poeksploatacyjnych, wywołujące w efekcie ruchy górotworu powodujące zagrożenia dla wyrobisk górniczych oraz powierzchni terenu i obiektów, jako wynik tworzenia się poeksploatacyjnych niecek obniżeniowych, wstrząsy górnicze i tąpania wynikające z koncentracji naprężeń w skałach otaczających wyrobiska górnicze i nagłego wyładowania uprzednio nagromadzonej energii sprężystej (wpływy dynamiczne). W pracy rozważano pierwsze zagrożenie, drugie będzie przedmiotem oddzielnej publikacji autorów. Po schematycznym przedstawieniu warunków geologiczno-górniczych (rozdz.2) rozważono oddziaływanie eksploatacji złoża rud miedzi na wyrobiska wykonane w złożu soli kamiennej. Rozważania te oparto o prognozy przemieszczeń i deformacji prowadzone na bazie dobrze zweryfikowanej w warunkach LGOM teorii B. Budryka - S. Knothego. Wykorzystano też własne wieloletnie doświadczenia z kształtowania się pól przemieszczeń i odkształceń na powierzchni terenu, w górotworze i szybach górniczych. Na rysunku 4.1 przedstawiono przewidywany rozkład odkształceń poziomych i pionowych na wybranym poziomie nad złożem rud miedzi. Na poziomie złoża soli mogą wystąpić przemieszczenia i deformacje o wartościach: obniżenia Wmax do 1,9 m odkształcenia poziome εmax do 9,5 mm/m odkształcenia pionowe εz max do 5,5 mm/m nachylenia Tmax do 10,0 mm/m przemieszczenia poziome Umax do 0,65 m. Są to znaczne wartości wskaźników deformacji, nie powinny one jednak w istotny sposób wpłynąć na stateczność wyrobisk solnych. Może natomiast nastąpić wzrost konwergencji wyrobisk czy też wzmożone odspajanie warstw solnych. W kolejnym etapie rozważano wpływ wyrobisk w złożu soli kamiennej na wyrobiska eksploatacyjne w złożu rudy. Po szczegółowych analizach stwierdzono, że istnieje pewne zagrożenie zmian warunków stropowych w złożu rudy miedzi, jeżeli odległość pionowa pomiędzy stropem wyrobisk w tym złożu a spągiem najniższego poziomu wyrobisk solnych będzie mniejsza od 70 m. Istotniejsze zagrożenie wystąpi jeżeli odległość pionowa wyrobisk będzie mniejsza od 50 m (rys. 3). Aktualne projekty eksploatacji złoża rudy miedzi i złoża soli w polu Bądzów wskazują, że do 2016 roku, a praktycznie nawet do 2021 roku, eksploatacja złoża soli nie powinna stanowić istotniejszego zagrożenia dla wyrobisk rudnych. W prognozach dla powierzchni terenu wykorzystano system prognozowania MODEZ autorstwa R. Hejmanowskiego. Z prognozy wynika, że wpływy eksploatacji złoża rud miedzi wywołają na powierzchni terenu, w rejonie nad przygotowywanym do wybierania złożem soli „Bądzów”, obniżenia o wartości do 1,9 m a kategoria terenu górniczego nie powinna być wyższa od II-giej. Jeżeli uwzględnić równoczesną eksploatacje złoża soli w maksymalnie możliwym zakresie, to obniżenia terenu mogą wzrosnąć do ponad 4 m. Nastąpi to jednak nie prędzej niż po 100 latach a proces obniżeń i deformacji będzie łagodny i tylko w znikomym stopniu zagrażający obiektom na powierzchni terenu. Z rozważań wynikają następujące zalecenia dla ograniczenia szkodliwego wzajemnego oddziaływania eksploatacji rud miedzi i złoża soli kamiennej: nie prowadzić jednoczesnej eksploatacji w zasięgu występowania wzajemnych wpływów, określić wielkości optymalnego wydobycia rudy miedzi w rejonie oddziaływania i wpływów tej eksploatacji na stan wytężenia zalegającego powyżej złoża soli kamiennej, uwzględniać prognozy aktywności sejsmicznej wzbudzonej eksploatacją rud miedzi a w szczególności jej wpływu na wyrobiska solne. Na zakończenie Autorzy zalecają kontynuowanie monitoringu wzajemnych oddziaływań eksploatacji złoża rudy miedzi i złoża soli kamiennej, co pozwoli na dalszą weryfikację rozważań teoretycznych. Szczególnie zaleca się rozszerzenie zakresu obserwacji o pomiary przemieszczeń bezwzględnych w wyrobiskach solnych a także ich konwergencji w czasie

An Analysis Of The Interaction During Simultaneous Use Of Copper Ore And Salt Deposits In The LGOM Mines With Regard To Displacement And Deformation Of Rock Mass

Excavation of the two bedded deposits of mineral resources in a small vertical distance may causa additional increased mining risks (rock mass deformation, rock bursts and mining tremors, threat to land surface). This paper considers the impact of excavation of the copper ore deposit on the bed of rock salt located above it and the opposite, in terms of displacements and deformations. We used the theoretical models of processes verified by previous in situ observations in the mines of the Legnica-Głogów Copper Mining District. We analysed the potential for reducing the risks, among others, through coordination of mining works.W przypadku występowania w górotworze dwóch różnych, pokładowych złóż surowców mineralnych, szczególnie przy niewielkiej ich odległości pionowej, powstaje konieczność analizy wzajemnego oddziaływania eksploatacji górniczej tych złóż. W pracy dokonano analizy przemieszczeń i deformacji w górotworze i na powierzchni terenu przy równoczesnym prowadzeniu tych eksploatacji. Wskazano działania minimalizujące wzajemne oddziaływania w odniesieniu do prowadzenia działalności górniczej w kopalniach Legnicko-Głogowskiego Okręgu Miedziowego. Główne zagrożenia występujące w LGOM to: przemieszczenia i deformacje górotworu związane z tworzeniem pustek poeksploatacyjnych, wywołujące w efekcie ruchy górotworu powodujące zagrożenia dla wyrobisk górniczych oraz powierzchni terenu i obiektów, jako wynik tworzenia się poeksploatacyjnych niecek obniżeniowych, wstrząsy górnicze i tąpania wynikające z koncentracji naprężeń w skałach otaczających wyrobiska górnicze i nagłego wyładowania uprzednio nagromadzonej energii sprężystej (wpływy dynamiczne). W pracy rozważano pierwsze zagrożenie, drugie będzie przedmiotem oddzielnej publikacji autorów. Po schematycznym przedstawieniu warunków geologiczno-górniczych (rozdz.2) rozważono oddziaływanie eksploatacji złoża rud miedzi na wyrobiska wykonane w złożu soli kamiennej. Rozważania te oparto o prognozy przemieszczeń i deformacji prowadzone na bazie dobrze zweryfikowanej w warunkach LGOM teorii B. Budryka - S. Knothego. Wykorzystano też własne wieloletnie doświadczenia z kształtowania się pól przemieszczeń i odkształceń na powierzchni terenu, w górotworze i szybach górniczych. Na rysunku 4.1 przedstawiono przewidywany rozkład odkształceń poziomych i pionowych na wybranym poziomie nad złożem rud miedzi. Na poziomie złoża soli mogą wystąpić przemieszczenia i deformacje o wartościach: obniżenia Wmax do 1,9 m odkształcenia poziome εmax do 9,5 mm/m odkształcenia pionowe εz max do 5,5 mm/m nachylenia Tmax do 10,0 mm/m przemieszczenia poziome Umax do 0,65 m. Są to znaczne wartości wskaźników deformacji, nie powinny one jednak w istotny sposób wpłynąć na stateczność wyrobisk solnych. Może natomiast nastąpić wzrost konwergencji wyrobisk czy też wzmożone odspajanie warstw solnych. W kolejnym etapie rozważano wpływ wyrobisk w złożu soli kamiennej na wyrobiska eksploatacyjne w złożu rudy. Po szczegółowych analizach stwierdzono, że istnieje pewne zagrożenie zmian warunków stropowych w złożu rudy miedzi, jeżeli odległość pionowa pomiędzy stropem wyrobisk w tym złożu a spągiem najniższego poziomu wyrobisk solnych będzie mniejsza od 70 m. Istotniejsze zagrożenie wystąpi jeżeli odległość pionowa wyrobisk będzie mniejsza od 50 m (rys. 3). Aktualne projekty eksploatacji złoża rudy miedzi i złoża soli w polu Bądzów wskazują, że do 2016 roku, a praktycznie nawet do 2021 roku, eksploatacja złoża soli nie powinna stanowić istotniejszego zagrożenia dla wyrobisk rudnych. W prognozach dla powierzchni terenu wykorzystano system prognozowania MODEZ autorstwa R. Hejmanowskiego. Z prognozy wynika, że wpływy eksploatacji złoża rud miedzi wywołają na powierzchni terenu, w rejonie nad przygotowywanym do wybierania złożem soli „Bądzów”, obniżenia o wartości do 1,9 m a kategoria terenu górniczego nie powinna być wyższa od II-giej. Jeżeli uwzględnić równoczesną eksploatacje złoża soli w maksymalnie możliwym zakresie, to obniżenia terenu mogą wzrosnąć do ponad 4 m. Nastąpi to jednak nie prędzej niż po 100 latach a proces obniżeń i deformacji będzie łagodny i tylko w znikomym stopniu zagrażający obiektom na powierzchni terenu. Z rozważań wynikają następujące zalecenia dla ograniczenia szkodliwego wzajemnego oddziaływania eksploatacji rud miedzi i złoża soli kamiennej: nie prowadzić jednoczesnej eksploatacji w zasięgu występowania wzajemnych wpływów, określić wielkości optymalnego wydobycia rudy miedzi w rejonie oddziaływania i wpływów tej eksploatacji na stan wytężenia zalegającego powyżej złoża soli kamiennej, uwzględniać prognozy aktywności sejsmicznej wzbudzonej eksploatacją rud miedzi a w szczególności jej wpływu na wyrobiska solne. Na zakończenie Autorzy zalecają kontynuowanie monitoringu wzajemnych oddziaływań eksploatacji złoża rudy miedzi i złoża soli kamiennej, co pozwoli na dalszą weryfikację rozważań teoretycznych. Szczególnie zaleca się rozszerzenie zakresu obserwacji o pomiary przemieszczeń bezwzględnych w wyrobiskach solnych a także ich konwergencji w czasie