Skip to main content

Web Content Display Web Content Display

Historia

Nauka temu przynosi najpiękniejsze owoce,
Kto się jej poświęca całą duszą

  M. Smoluchowski

 

Historia Zakładu Fizyki Jądrowej w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego

(Autor: prof. dr hab. Lucjan Jarczyk)

 

Dla lepszego zrozumienia historii powstania Zakładu Fizyki Jądrowej warto sięgnąć aż do korzeni, do czasów Komisji Edukacji Narodowej. Katedra Fizyki w Uniwersytecie Jagiellońskim powstała na przełomie XVIII i XIX wieku. Profesorem fizyki zostaje ks. Andrzej Trzciński. W dalszych latach w wyniku dużego zaangażowania kolejnych profesorów nastąpił rozwój fizyki, kształcenie fizyków, rozbudowa aparatury oraz zwiększenie w Collegium Physicum w budynku przy ulicy św. Anny liczby pomieszczeń przeznaczonych dla fizyki. Budynek przy ul. św Anny przeznaczony był dla zakładów matematyki, fizyki, przyrody ożywionej oraz medycyny. Kierownikami Katedry Fizyki Doświadczalnej byli między innymi znani na świecie profesorowie Zygmunt Wróblewski (wspólnie z prof. Karolem Olszewskim skroplił azot i tlen), August Witkowski i Marian Smoluchowski.

W roku 1911 ukończono budowę nowego budynku przy ul. Gołębiej 13 przeznaczonego wyłącznie dla fizyków. Nowa siedziba powstała dzięki staraniom prof. A. Witkowskiego. Przyniosło to znaczący rozwój fizyki uniwersyteckiej. Po śmierci profesora Witkowskiego budynek przy ul. Gołębiej nazwany został Collegium Witkowskiego.

Dalsze lata spowodowały poważne perturbacje w rozwoju fizyki na Uniwersytecie. Z wybuchem Pierwszej Wojny Światowej zabrano fizykom Collegium Witkowskiego i utworzono w nim szpital wojskowy. Z kolei w czasie Drugiej Wojny Światowej w listopadzie 1939 Niemcy zajęli budynek przy ul. Gołębiej tworząc „Instytut für Deutsche Ostarbeit” aresztując część pracowników Instytut Fizyki. Nastąpiła kompletna dewastacja Instytutu - wywóz całego majątku i aparatury.

Po wyzwoleniu Krakowa w roku 1945 profesor Konstanty Zakrzewski oraz profesor Jan Weyssenhoff wspólnie ze swoimi współpracownikami rozpoczęli zajęcia z fizyki po przeprowadzeniu remontu Collegium Witkowskiego. Katedrą Fizyki Doświadczalnej kierował nadal Profesor Zakrzewski. W roku 1946 utworzono II Katedrę Fizyki Doświadczalnej z Zakładem. Na kierownika powołano profesora Henryka Niewodniczańskiego. Profesor pracował wcześniej w najlepszych europejskich ośrodkach fizyki, w tym na Uniwersytecie w Tybindze oraz w Cambridge w laboratoriach prof. Ernesta Rutherforda. Po śmierci prof. Zakrzewskiego w roku 1948 połączono obydwie katedry. Powstałą Katedrę Fizyki Doświadczalnej z Zakładem przejął Profesor Henryk Niewodniczański. Po połączeniu obydwu katedr doświadczalnych część starszych współpracowników profesora Zakrzewskiego objęła kierownicze stanowiska w innych szkołach wyższych (m. in. na Akademii Górniczo-Hutniczej, Wyższej Szkole Rolniczej oraz na Uniwersytecie Wrocławskim).

Profesor Niewodniczański od początku miał wizję dużego naukowego i dydaktycznego ośrodka fizyki w Krakowie. Zajął się bardzo intensywnie odbudową i rozwojem fizyki doświadczalnej wiedział, że trzeba mieć na miejscu w Krakowie infrastrukturę naukową na najwyższym poziomie. Oparł rozwój Katedry głównie na młodych fizykach w tym na Andrzeju Hrynkiewiczu, Marii Danucie Kunisz, Jerzym Janiku. Głównymi dziedzinami fizyki doświadczalnej, które profesor Niewodniczański rozwijał to badania z fizyki jądrowej, fizyki ciała stałego, optyki atomowej.

Warto odnotować, ze w 1947 roku z inicjatywy profesora Weyssenhoffa Międzynarodowa Unia Fizyki Czystej i Stosowanej IUPA zorganizowała w Krakowie w Instytucie Fizyki przy ulicy Gołębiej 13 pierwszą po wojnie dużą, międzynarodową Konferencję Promieni Kosmicznych. W konferencji uczestniczyli miedzy innymi przyszli laureaci nagrody Nobla, profesorowie C.F. Powell oraz P. Blackett. Prof. Powell po raz pierwszy przedstawił wyniki z których wynikało istnienie mezonu π.

W Katedrze Fizyki Doświadczalnej powstały między innymi dwie grupy zajmujące się badaniem fizyki jądrowej, jedna z nich zajmowała się badaniami reakcji jądrowych przy niskich energiach, a druga spektroskopią jądrową. Powstała pracownia zajmująca się budową detektorów, w tym liczników Geigera-Muellera (Grotowski, Czyżewski) a także laboratorium emulsji jądrowych (M. Wielowiejska, L. Jarczyk, Z Wrobel, Z Lewandowski). Profesor zainicjował budowę cyklotronu C48 oraz akceleratora AJGES w Instytucie przy ulicy Gołębiej 13. Dzięki entuzjazmowi profesora Niewodniczańskiego w Katedrze Fizyki Doświadczalnej zgromadziła się grupa fizyków o doświadczeniu nabytym w badaniach prowadzonych w Krakowie oraz w czasie stażów zagranicznych dzięki Profesorowi możliwe były wyjazdy na staże naukowe do poważnych ośrodków naukowych; wśród fizyków jądrowych wyjechali: A. Hrynkiewicz USA), A. Strzałkowski, K. Grotowski (Wielka Brytania) oraz L. Jarczyk (Szwajcaria).

W połowie lat 50-tych sytuacja fizyki jądrowej w kraju uległa zmianie dzięki decyzjom polityczno-rządowym. Polska kupiła w ZSRR cyklotron i reaktor jądrowy. Dzięki dalekowzrocznej i aktywnej polityce profesora Niewodniczańskiego nad rozwojem na Uniwersytecie fizyki jądrowej w Krakowie powstał instytut, obecnie znany jako Instytut Fizyki Jądrowej PAN. Profesor uważał, że okrzepły krakowski ośrodek fizyki  jest najlepiej przygotowany do pracy z cyklotronem. Dzięki temu na podstawie decyzji ówczesnych władz radziecki cyklotron U120 został zainstalowany w Bronowicach. Umożliwiło to rozwój badań jądrowych w Polsce, w szczególności w Krakowie. Zaistniały możliwości zdobywania odpowiedniej aparatury, zakup specjalistycznych urządzeń stał się łatwiejszy. W organizowaniu nowego centrum badawczego w znaczący sposób uczestniczyli fizycy z Katedry Fizyki Doświadczalnej UJ (A. Strzałkowski, A. Hrynkiewicz, J. Janik i K. Grotowski). Pierwszym dyrektorem nowego Instytutu został prof. Niewodniczański.

Katedra Fizyki Doświadczalnej rozwijała się coraz bardziej. Wzrastała liczba pracowników. Rozszerzała się również baza dydaktyczna. W Katedrze Fizyki Doświadczalnej pod koniec lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku zorganizowano i uruchomiono zaawansowaną Studencką Pracownię Jądrową (L. Jarczyk, H. Lizurej, Z. Wróbel).

Wzrost aktywności doświadczalnej i dydaktycznej w Katedrze Fizyki Doświadczalnej oraz wzrost liczby pracowników naukowych skłoniły prof. Niewodniczańskiego do wyodrębnienia w roku 1961 z Katedry Fizyki Doświadczalnej Katedry Fizyki Jądrowej. Kierownikiem nowej Katedry został profesor Andrzej Hrynkiewicz. W następnych latach prof. Niewodniczański utworzył dalsze katedry: Katedrę Fizyki Ciała Stałego oraz Katedrę Optyki Atomowej.

W nowopowstałej Katedrze Fizyki Jądrowej fizycy jądrowi kontynuowali swoje badania naukowe nadal w dwu grupach. Jedna z nich prowadziła badania nad reakcjami jądrowymi, druga zajmowała się spektroskopią jądrową. Nastąpiło znaczne rozszerzenie badań naukowych z fizyki jądrowej. Z inicjatywy profesora Hrynkiewicza rozszerzono tematykę między innymi na badania własności ciał stałych. Zbudowano w tym celu nowe urządzenia: aparaturę do badań z wykorzystaniem efektu Mössbauera oraz aparaturę rezonansu jądrowego.

Grupa reakcji jądrowych rozwijała dużą aktywność. Z wykorzystaniem wiązki cyklotronu U120 wspólnie z kolegami z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN (IFJ PAN) z Bronowic ( między innymi z prof. Andrzejem Budzanowskim) zajmowała się w szczególności rozpraszaniem cząstek alfa na jądrach atomowych. Między innymi odkryto tak zwane zjawisko „Glory”.
Działalność grupy spektroskopii jądrowej (Andrzej Bałanda, Krzysztof Królas, Reinhard Kulessa, Władysław Waluś) była również bardzo żywa. W Katedrze rozwinięto aparaturę do pomiarów korelacji kierunkowych i czasów życia jąder wzbudzonych. Zbudowano również podwójny magnetyczny spektrometr beta (H. Lizurej). Prowadzone były wspólne badania własności wzbudzonych stanów jąder atomowych metodami zaburzonych korelacji kątowych promieniowania gamma. W ZFJ UJ powstała również grupa (K. Królas) która zajmowała się badaniami z pogranicza fizyki jądrowej i fizyki ciała stałego. W tym celu zbudowała nowoczesną aparaturę do pomiarów zaburzonej korelacji kierunkowych promieniowania gamma. Nawiązano ścisłą współpracę naukową z IFJ PAN w Krakowie, prowadzono wspólnie badania.

W drugiej połowie lat 60-tych rozwinęła się współpraca ze Zjednoczonym Instytutem Badań Jądrowych (ZIBJ) w Dubnej, w szczególności z Laboratorium Reakcji Jądrowych. Powstała samodzielna grupa (Waluś, Kulessa, Bałanda, Królas) kierowana przez prof. Andrzeja Hrynkiewicza, która zajmowała się pomiarami czasów życia wzbudzonych stanów jądrowych i badaniami schematów rozpadów. Prowadzono również badania mezoatomów na wiązce protonowej synchrotronu w Laboratorium Problemów Jądrowych. Wspólna działalność naukowa w ZIBJ trwała do połowy lat 70-tych ubiegłego stulecia.

W latach 70-tych członkowie grupy nawiązali szereg kontaktów naukowych z wiodącymi europejskimi placówkami naukowymi. W przypadku prof. R. Kulessy należy wymienić ETH Zurych, Forschungszentrum Jülich oraz Ciężkojonowe Centrum Helmholtza w Darmstadt. Prof. W Waluś współpracował w Lund z Instytutem Fizyki Atomowej w Sztokholmie (AFI Stockholm), Instytutem Nielsa Bohra w Kopenhadze, prof. A Bałanda z Instytutem Fizyki w Groningen, prof. K. Królas z Uniwersytetami we Francji, Niemczech, Holandii. 

W roku 1960 rozpoczęła się bardzo efektywna trwająca już ponad 60 lat współpraca pomiędzy fizykami Zakładu Fizyki Jądrowej a Instytutem Fizyki Politechniki Federalnej ETH w Zurychu. Ta bardzo owocna współpraca była możliwa dzięki profesorom: Paulowi Scherrerowi – wieloletniemu kierownikowi Instytutu Fizyki ETH, Pierre’owi Marmier, rektorowi ETH i Juergowi Langowi, kierownikowi Laboratorium Fizyki Jądrowej. W grudniu 1959 roku do Szwajcarii wyjechał L. Jarczyk. W latach 1960-1962 wspólnie z kolegami szwajcarskimi (R. Mueller, R. Balzer, W. Woelfli, H. Knoepfel) badał reakcje (n,γ) z wykorzystaniem neutronów z reaktora SAPHIR. Widma emitowanych fotonów mierzono z dużą zdolnością rozdzielczą przy użyciu magnetycznego spektrometru gamma.

W latach 70-tych współpraca uległa znacznemu rozszerzeniu. W Laboratorium Fizyki Jądrowej ETH uruchomiono nowy akcelerator typu tandem van de Graaff’a. Pierwszy eksperyment związany był z badaniem rozpadu jąder deuteru w polu elektromagnetycznym ciężkich jąder. Tematyka badań przy coraz liczniejszym udziale fizyków z ZFJ uległa rozszerzeniu. Wymienić należy badania nad rozpadem deuteronu w polu lekkich jąder (K. Bodek, L. Jarczyk, B. Kamys, Z. Wróbel). Badano reakcje z wykorzystaniem pierwszej na świecie wiązki jąder 9Be (Bodek, Jarczyk, Kamys, Strzałkowski, Witała). Wykonano wiele eksperymentów badając w szczególności reakcje transferu neutronów. Poszukiwano egzotycznych molekularnych stanów jądrowych które miały powstawać w reakcjach z lekkimi jądrami (9Be + 12C). Ich istnienie postulowano wcześniej. Z pomiarów oraz ich analizy wynikło, że tego rodzaju stany nie istnieją.  Bardzo ważnym eksperymentem był pomiar łamania parzystości P w sprężystym rozpraszaniu proton-proton. Według W. Haeberliego i M. Simoniusa odpowiednią obserwablą łamiącą parzystość jest pomiar podłużnej zdolności analizującej w rozpraszaniu protonów spolaryzowanych wzdłuż pędu – równolegle i antyrównolegle. W wyniku pomiaru okazało się, że parzystość w rozpraszaniu p–p jest łamana w stopniu odpowiadającym udziałowi oddziaływania słabego w rozpraszaniu. Pomiar ten jest jednym z najdokładniejszych prowadzonych nad łamaniem parzystości P w sektorze hadronowym (St. Kistryn, J. Smyrski.). Badano także rozpad β jąder 8Li. Jest to jeden z najdokładniejszych wyników mówiących o niezachowaniu T.

W połowie lat 80-tych grupa ETH/UJ rozszerzyła eksperymenty w kierunku badania podstawowych symetrii w układach leptonowych i semileptonowych. Eksperymenty prowadzono w Swiss Institute for Nuclear Research (SIN) - obecnie Paul Scherrer Institut (PSI) - z wykorzystaniem wiązki cyklotronu o maksymalnej energii 590 MeV, w którym produkowane są wiązki pionów i mionów. Mierzono obserwable polaryzacyjne w wychwycie mionów przez jądra atomowe. Określano również stopień łamania symetrii poprzez pomiary rozpadu i wychwytu mionów (Bodek, Kistryn, Zejma, Sromicki). Od wielu lat nasi fizycy z ZFJ (Bodek, Zejma) w ramach dużej grupy międzynarodowej zajmują się w Instytucie Paula Scherrera pomiarem tak ważnej wielkości jaką jest elektryczny moment dipolowy (EDM) neutronu. Wykorzystują do tego celu spolaryzowane zimne neutrony ze źródła SINQ. Otrzymany wynik jest jak do tej pory najlepszy na świecie (10-28 e·cm). Obecnie prowadzone są prace nad udoskonaleniem aparatury pomiarowej dla zmniejszenia górnej granicy EDM neutronu. 

Na podkreślenie zasługują również pomiary beakup’u deuteronów, które były prowadzone w ramach współpracy fizyków z ZFJ UJ oraz ETH. Mierzono przy wykorzystaniu wiązki protonowej o energii 65 MeV reakcję breakup’u deuteronów (p+d) przy różnych konfiguracjach kinematycznych określając przekroje czynne i zdolności analizujące Ay (Kistryn, Bodek, E. Stephen z Uniwersytetu Śląskiego) a także (n+d) → breakup deuteru przy energiach 67 MeV.

Ta wieloletnia współpraca pomiędzy fizykami z ETH a fizykami z ZFJ UJ trwa już prawie 60 lat. Jest bardzo wysoko oceniana przez obydwie strony. Dzięki niej w Krakowie nastąpił poważny rozwój badań z dziedziny reakcji jądrowych, w szczególności w obszarze testowania zachowania podstawowych symetrii. Uniwersytet Jagielloński podkreślił znaczenie współpracy z ETH honorując w roku 1999 prof. Juerga Langa, wieloletniego kierownika Laboratorium Fizyki Jądrowej ETH, medalem Merentibus.

W połowie lat 80-tych ubiegłego wieku nawiązano współpracę z Instytutem Fizyki Uniwersytetu Ruhry w Bochum, w grupie prof. Detlefa Kamkego. Wykorzystując wiązkę neutronów na lokalnym akceleratorze mierzono między innymi długość rozpraszania n-n a także breakup deuteronów w reakcji d(nspol,n)np przy energii neutronów 22 i 68 MeV (Bodek, Kistryn, Jarczyk, Strzałkowski, Zejma).

W tym czasie w Bochum nawiązano współpracę z grupą teoretyczną profesora Glöcklego. który zajmował się modelowym opisem breakupu. W wyniku tej współpracy Henryk Witała, ówczesny stypendysta Humboldta powstała w naszym Zakładzie znana na całym świecie grupa teoretyczna kierowana przez prof. Henryka Witałę (Witała, Golak, Skibiński). Wielkim osiągnięciem grupy prof. Witały we współpracy z prof. Gloecke było rozbudowanie modelu reakcji breakupu deuteronu wywołanej przez nukleony. Prof. W. Glöckle i prof. H. Witała rozpracowali metodę ścisłego rozwiązywania równań Faddeeva dla 3 nukleonów. Z analizy danych doświadczalnych wynika konieczność uwzględnienia sił trzynukleonowych oraz oddziaływań kulombowskich. W uznaniu wagi współpracy z Uniwersytetem w Bochum Uniwersytet Jagielloński wyróżnił profesora Glöcklego medalem Merentibus.

Grupa teoretyczna Zakładu Fizyki Jądrowej (Golak, Skibiński, Witała) zajmowała się także takimi procesami jak fotorozszczepienie lekkich jąder, oddziaływaniem neutrin z tymi jądrami, mezonowymi i niemezonowymi rozpadami hiperjądra Λ3H. Obecnie prof. Witała i jego współpracownicy prowadzą wspólpracę z wieloma ważnymi ośrodkami o znaczeniu międzynarodowym jak uniwersytety w Bonn, Bochum, Bazylei, Graz, Duke University and TUNL, IUCF, Uniwersytet w Tokyo, Kyushu University, ośrodki RIKEN, RCNP.

Nawiązano w tym czasie również współpracę z prof. Hartwigiem Freieslebenem z Bochum oraz prof. Walterem Wolterem z Uniwersytetu w Monachium. W Centrum Akceleratorowym w Garching prowadzono badania mechanizmu reakcji w zderzeniach lekkich jąder atomowych takich jak 6Li oraz 7Li (Rudy, Kamys, Jarczyk) .

W roku 1982 rozpoczęła się niezwykle owocna współpraca Zakładu Fizyki Jądrowej UJ z Forschungszentrum Jülich, współpraca trwająca już ponad 35 lat. Osobami ze strony niemieckiej, które popierały i przyczyniły się do tak znakomitej współpracy pomiędzy Forschungszentrum Jülich (FZ) a Zakładem Fizyki Jądrowej UJ byli przede wszystkim profesorowie: Joachim Treusch, Walter Oelert, Otto Schult, Hans Stroeher. W pierwszym etapie współpracy (1982-1986) korzystając z wiązki cząstek cyklotronu JULIC prowadzono badania reakcji jądrowych transferu wielonukleonowego (3H, 3He, 4H, 5He, 5Li) w reakcjach wywołanych przez jony d, 3He, 4He na lekkich jadrach (Jarczyk, Kamys, Magiera, Rudy, Strzałkowski, B. Styczeń, Oelert). Jako detektory służyły: BIG KARL oraz komora „F” z półprzewodnikowymi detektorami. Po uruchomieniu źródła ciężkich jonów badano rozpraszanie elastyczne, nieelastyczne, reakcje transferu i fragmentacji jąder 12C dla energii wiązki około 30 MeV/nukleon.

Pod koniec lat 80-ych w Jülich podjęto budowę nowego unikalnego akceleratora COSY (Cooler Synchrotron) przyspieszającego protony do energii około 3 GeV. Wymagało to budowy nowych systemów detekcyjnych – COSY11, ANKE, PISA, modyfikacji detektora Big Karl. Fizycy z ZFJ UJ przejęli budowę odpowiednich ważnych elementów tych detektorów. Profesor Jerzy Smyrski zorganizował w tym celu Pracownię Detektorową w Krakowie. Skonstruowano i zbudowano w niej zestawy komór dryfowych ze stałym gradientem pola do eksperymentu COSY-11 i Big Karl. W okresie kolejnych 4 lat w naszym laboratorium powstały dalsze detektory: komory dryfowe z celami zawierającymi podwójne druty czułe oraz zestaw komór z celami w kształcie sześciokąta rozszerzających akceptację pędową układu detekcyjnego COSY-11. Zbudowano także zestaw detektorów proporcjonalnych do monitorowania profilu wiązki COSY. Komory pracowały i pracują nadal znakomicie. Podjęto również prace nad rozwojem odpowiednich układów elektronicznych. Zespół techniczny Pracowni Detektorów prof. J Smyrskiego stanowią: A. Heczko, A. Malarz, W. Migdał, J. Majewski, A. Misiak.

W roku 2006 rozpoczęto w Juelich instalację detektora WASA (Wide Angle Shower Apparatus). Detektor przeniesiono z Svedberg Laboratory w Uppsali. W związku z tym około roku 2012 dotychczasowe urządzenia detekcyjne COSY-11, Big Karl, PISA zostały wyłączone z eksploatacji. Pomiary na akceleratorze COSY prowadzone były już tylko przy wykorzystaniu detektora WASA@COSY.

Po uruchomieniu akceleratora COSY w Jülich działało kilka zespołów. Były to COSY-11, COSY13, GEM Big-Karl, PISA, ANKE, EDDA, COSY-TOF, MOMO. Fizycy Uniwersyteccy wspólnie z kolegami z Forschungszentrum aktywnie uczestniczyli w czterech pierwszych zespołach. W późniejszym okresie po zainstalowaniu detektora WASA-COSY powstała bardzo duża kolaboracja WASA@COSY.

  • Grupa COSY-11 (Jarczyk, Kamys, Magiera, Moskal, Rudy, Smyrski, Strzałkowski, Kilian, Oelert), krórej program badań był bardzo różnorodny i kompleksowy. Należy wymienić: produkcję mezonów (głównie η, η’) w oddziaływaniach elementarnych – głównie w reakcji typu p + p. Dla zrozumienia tego tak ważnego procesu mierzono przekroje czynne produkcji mezonów, szczególnie w pobliżu progu produkcji, rozkłady kątowe, efekty polaryzacyjne. Pomiary przyprogowe reakcji pp → ppη wskazują na silne oddziaływanie proton-η. Mierzono również przyprogową produkcję par mezonów dziwnych K+K- w zderzeniach proton-proton. Na podkreślenie zasługuje pomiar zależności energetycznej reakcji pd → 3Heη dla energii w obszarze progu reakcji. (Smyrski, Moskal). Wyniki określają górną granicę przekroju czynnego na ewentualne istnienie eta-mezoatomów.
     
  • Grupa GEM i MOMO (BIG Karl) (Magiera, Jarczyk, Smyrski, Strzałkowski, Machner, Kilian) zajmowała się między innymi pomiarami przyprogowej produkcji jedno i dwupionowej w reakcjach p+d, mieszaniem się mezonów π0-η w reakcjach pd → 3Hπ → 3Heπ0 wykorzystując do detekcji cząstek detektor Big Karl. Wykonano również pomiary breakupu deuteronów w reakcji 1H(dspol, pp)n przy energii 130 MeV przy małych kątach wylotu obu protonów. Potwierdziło to znaczenie sił kulombowskich w procesie rozpadu jąder deuteru (Kistryn).
     
  • Grupa COSY-13 (Jarczyk, Kamys, Kistryn, Magiera, Rudy, Strzałkowski, Cassing, Schult, Ohm) studiowała własności hiperonu Λ w materii jądrowej. W specjalnej komorze rozproszeń metodą „cieniową” mierzono produkcję ciężkich hiperjąder w reakcjach wywołanych przez protony o energii 1.9 GeV. Zmierzono czasy życia hiperonów w ciężkich jądrach (Au, Pb, U). Okazało się, że czasy życia tych hiperjąder są krótsze niż przewiduje to stosowana ogólnie tzw. reguła ΔI = ½.
     
  • Grupa PISA (Jarczyk, Kamys, Kistryn, Magiera, Rudy, Goldenbaum, Macher) badała reakcje spalacji wywołane przez protony o energiach 1 GeV do 2.5 GeV. Zbudowano aparaturę umożliwiającą pomiar naładowanych produktów reakcji cząstek od protonu do jąder azotu. Zmierzono rozkłady energetyczne dla różnych kątów emisji. Otrzymano bardzo duży zbiór danych doświadczalnych. Dokonano analizy w oparciu o powszechnie używane modele. Przewidywania modelowe nie odtwarzają wielu faktów doświadczalnych nawet w przypadku prostych widm energetycznych protonów. Sugeruje to konieczność znaczącej modyfikacji modeli reakcji spalacji.
     
  • Kolaboracja WASA-at-COSY w skład której wchodzą fizycy z ponad 30 różnych instytucji, w tym także z Polski, także z ZFJ (Moskal, Jarczyk, Kamys, Kistryn, Rudy, Magiera, Smyrski). Tematyka badań jest bardzo szeroka, między innymi badano reakcję pd → 3Henπ0. Określono górną granicę przekroju czynnego na powstanie η mezojądra 4Heη badano reakcję dd→alpha π0 - jest to drugi na świecie pomiar tej reakcji narzucającej duże łamanie symetrii ładunkowej; poszukiwano tzw. ciemnego fotonu w reakcji η → e+eγ w wyniku obszernych i różnorodnych pomiarów na detektorze WASA-COSY (rozpraszania spolaryzowanych neutronów na protonach, pomiaru innych reakcjach) odkryto istnienie dibarionu (H. Clement). Jest to zapewne najważniejsze odkrycie kolaboracji WASA-COSY.

 

W wyniku decyzji władz Forschungszentrum praca akceleratora COSY ulega znacznemu ograniczeniu. Prowadzone są nadal prace nad pomiarem istotnie ważnego Elektrycznego Momentu Dipolowego (EDM) cząstek naładowanych w ramach kolaboracji JEDI, w skład której wchodzą między innymi fizycy Forschunszentrum Jülich, Zakładu Fizyki Jądrowej UJ (Magiera, Stroeher) oraz Uniwersytetu Technicznego w Akwizgranie. Międzynarodowe zainteresowanie tą tematyką wzrasta. 

Współpraca między Forschungszentrum oraz naszym Uniwersytetem była i jest nadal bardzo wysoko oceniana przez obydwie strony. Osobami, które protegowały współpracę FZ Jülich z Zakładem Fizyki Jądrowej UJ ze strony niemieckiej byli profesorowie: Joachim Treusch, Walter Oelert, Otto Schult, Hans Stroeher. O znaczeniu tej współpracy dla naszego Uniwersytetu świadczą wyróżnienia przez Uniwersytet Jagielloński prof. Joachima Treuscha, wieloletniego dyrektora Forschungszentrum, tytułem doctora honoris causa. Prof. Oelert został członkiem zagranicznym Polskiej Akademii Umiejętności. Prof. Macher został uhoronowany medalem Merentibus.. Również Forschungszentrum wysoko oceniało współpracę z Uniwersytetem Jagiellonskim. Prof. L. Jarczyk oraz prof. A Strzałkowski otrzymali Krzyż Zasługi Pierwszej Klasy Orderu Zasłużonych Republiki Federalnej Niemiec, a prof. Jarczyk otrzymał także „Minerva-Preis Jülich” – Foerderverein Kulturhaus Jülich e.V - za rozwój wymiany kulturalnej i naukowej pomiędzy Jülich i Krakowem.
W roku 1976 rozpoczęła się współpraca z Instytutem GSI w Darmstadt (Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH). Wtedy profesorowie Paul Mokler i Peter Armbruster zaproponowali Andrzejowi Warczakowi aby zajął się eksperymentalnie fizyką atomową, w szczególności badaniem procesów zachodzących w powłokach elektronowych i charakterystycznym promieniowaniem rentgenowskim generowanym w zderzeniach podczas zderzeń ciężkich jonów z atomami. Ze względu na zakres energii fotonów obserwowanych w zderzeniach, zastosowano metody i urządzenia eksperymentalne typowe dla fizyki jądrowej. W tych badaniach wykorzystano wiązkę jonów o dowolnej liczbie atomowej (Z) w zakresie energii 1.4 MeV/n – 20 MeV/n. Baza akceleratorowa uległa rozszerzeniu o synchrotron SIS-18.

Z biegiem czasu współpraca uległa znacznemu rozszerzeniu. Powstały nowe zespoły badawcze:

  • Kolaboracji LAND (z ZFJ UJ uczestniczyli R. Kulessa, W. Waluś) wykorzystywała radioaktywne wiązki akceleratora SIS, odkryła dwufononowe wzbudzenia dipolowego rezonansu gigantycznego przy pomocy wzbudzeń kulombowskich relatywistycznymi ciężkimi jonami o energii rzędu 600 MeV/u. Badano również jądra z "halo" neutronowym oraz wzbudzenia jądrowe i elektromagnetyczne neutrononadmiarowych izotopów tlenu.
  • Kolaboracja KAOS, której członkiem był W. Waluś, zajmowała się produkcją pionów i kaonów K+ i K- w zderzeniach ciężkich jonów o energii 1-2 AGeV przy użyciu Kaonowego Spektrometru KaoS. Uzyskano informacje m.in. o równaniu stanu materii jądrowej oraz o zmianach właściwości kaonów w gęstej materii jądrowej.
  • Kolaboracja HADES jest międzynarodową grupą badawczą, w skład której wchodzą także fizycy z ZFJ UJ (Salabura, Bałanda, Smyrski, Kulessa, Waluś).

W latach 1984-1995 badano produkcję niskoenergetycznych par e+e emitowanych w zderzeniach ciężkich jonów w pobliżu bariery kulombowskiej. Między innymi poszukiwano rozpadu axionów. Pomiary przy użyciu spektrometru EPOS wykonane z dużą statystyką nie potwierdziły istnienia postulowanego rozpadu anionu. Badano także zmianę właściwości mezonów, w szczególności mezonów ρ w zagęszczonej materii jądrowej.
Równocześnie grupa ZFJ UJ ( Bałanda, Kulessa, Salabura, Korcyl) podjęła budowę jednego z głównych detektorów nowego spektrometru magnetycznego HADES (High Acceptance Dielectron Spectrometer). Zbudowano jeden z głównych detektorów spektrometru - detektor kaskady elektromagnetycznej składający się z blisko 20 tysięcy kanałów. Odczyt tego detektora jest pionierski i nowoczesny.
W roku 2003 rozpoczęto eksperymenty przy wykorzystaniu detektora HADES. Wykonano pierwsze na świecie pomiary rozpadów rezonansów barionowych w kanał e+e-. Stwierdzono między innymi, że materia hadronowa osiągając wyższą gęstość i temperaturę zmienia swoje własności. W konsekwencji okazywało się w sposób bezpośredni, że struktura barionów jest złożona. Następuje modyfikacja struktury kwarkowo-gluonowej nukleonów a także zmiana stałej sprzężenia silnego przy wyższych energiach oddziaływania. Jest to sygnaturą symetrii chiralnej oddziaływań silnych w obszarze przejścia fazowego od gazu hadronowego do plazmy kwarkowo-gluonowej.

Uniwersytet Jagielloński podkreślając znaczenie współpracy z ośrodkiem w Darmstadt nadał profesorowi Gisbert zu Putlitz’owi, dyrektorowi GSI doktorat honoris causa UJ (1996) za rozwijanie współpracy naukowej polsko-niemieckiej. Profesor Paul Mokler w roku 2004 został wyróżniony przez Rektora UJ, za rozwój współpracy między fizykami GSI i fizykami IF UJ, Medalem 600-lecia Odnowienia Uniwersytetu Jagiellońskiego. Z kolei prof. P. Salabura w latach 2003-2014 był przewodniczącym całej kolaboracji HADES. Podjęto również współpracę z Uniwersytetami w Messynie i w Katanii oraz z INFN w Katanii (profesorowie R. Potenza, V. D’Amico, D. de Pasquuale). Badano procesy zachodzące w zderzeniu jąder 11B z jądrami 12C przy energiach 15 - 40 MeV wykorzystując akcelerator INFN. W przypadku transferu cząstki alfa w reakcji 12C(11B,7Li)16O badano możliwości istnienia tetrahedralnej struktury w jądrze 16O  (Jarczyk, Kamys, M. Kistryn, Magiera, Rudy, Strzałkowski).

Z początkiem XXI wieku nawiązano także współpracę ze znaczącym ośrodkiem europejskim, z Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN (Narodowe Laboratorium Instytutu Fizyki Jądrowej we Frascati). Ośrodek we Frascati dysponuje akceleratorem DAΦNE, który produkuje mezony K. Od 2006 roku działa wspólnie z kolegami włoskimi grupa fizyków z Zakładu Fizyki Jądrowej UJ ( Moskal, Czerwiński, Silarski). Z użyciem detektora KLOE 2 prowadzone są prace nad własnościami mezonów K, ich rozpadami i czasami życia. Szczególnie ważne są badania procesów, w których można oczekiwać łamania podstawowych symetrii. Dotyczy to symetrii C, T, CPT oraz CP. Analiza różnych mierzonych procesów rozpadu mezonów K sugeruje, że pewne symetrie mogą być niezachowane. W analizie na gruncie modelowym wpływ na wynik mogą mieć zjawiska nie ujęte przez Model Standardowy.

Fizycy w swoich badaniach wychodzą także poza ich bezpośredni zakres zainteresowań. Mössbauerowska aparatura a także badania z wykorzystaniem rezonansu jądrowego dają możliwości badań próbek, których własnościami zainteresowani są fizycy ciała stałego i nie tylko.
Na podkreślenie zasługuje prawie 10-letnia współpraca fizyków jądrowych z lekarzami. Prace badawcze miały charakter praktyczny z wykorzystaniem metod fizyki jądrowej. Grupa fizyków z ZFJ UJ (prof. L. Jarczyk, prof. E. Rokita, prof. A. Strzałkowski, prof. T. Cichocki, prof. M. Sych) - wykorzystując protonową analizę fluorescencyjną (PIXE) badała zawartości rzadkich pierwiastków w próbkach biologicznych. Medycy byli zainteresowani wyznaczaniem zawartości mikroelementów w różnych patologicznych tkankach, tkankach serca, we krwi. Badano np. zawartość ołowiu we krwi pracowników stacji benzynowych (wtedy jeszcze była benzyna ołowiowa), zawartość biopierwiastków u chorych z zapaleniem stawów, w aortach itd.

Od kilku lat w świecie następuje zmiana struktury akceleratorowej. Ograniczane są badania przy użyciu mniejszych akceleratorów. Dotyczy to także ośrodków akceleratorowych z którymi fizycy nasi do tej pory współpracowali. Główne znaczenie uzyskują badania w dużych ośrodkach. W Szwajcarii prowadzone są prace nad wyznaczeniem EDM neutronu, w których fizycy ZFJ UJ uczestniczą bardzo intensywne (Bodek, Zejma). Z kolei w Forschungszentrum w Jülich prowadzone są prace nad kontrolą urządzeń i detektorów budowanych jako elementy aparatury do detektorów Panda. Międzynarodowa kolaboracja fizyków z FZ-Jülich, ZFJ UJ Kraków (A. Magiera, A. Wrońska) i Uniwersytetu Technicznego w Akwizgranie wykorzystuje akcelerator COSY do pomiaru elektrycznego dipolowego momentu EDM dla cząstek naładowanych. Są to badania o międzynarodowym zainteresowaniu. Badania w dziedzinie fizyki hadronowej będą kontynuowane w Centrum Helmholtza w Darmstadt z wykorzystaniem akceleratora protonów FAIR. Powstał zespół fizyków z całego świata dla realizacji eksperymentów PANDA w skład którego wchodzą także fizycy z Zakładu Fizyki Jądrowej UJ działających do tej pory w Jülich i Darmsztacie (Magiera, Moskal, Salabura, Smyrski, Rudy). Fizycy z Zakładu Fizyki Jądrowej UJ (Smyrski, Korcyl) rozwijają detektory słomkowe stabilizowane nadciśnieniem gazu. Są to detektory śladowe do pomiaru pędu cząstek w spektrometrze przednim PANDY. Głównymi zaletami jest ich bardzo mała masa. Przygotowano projekt techniczny modułowych gazowych detektorów słomkowych z bardzo lekką konstrukcją zwartych ram wsporczych. Prowadzone są także prace nad pionierskim i nowoczesnym elektronicznym odczytem detektorów. Ponownie nawiązano bliską współpracę z Instytutem Fizyki Jądrowej PAN w Bronowicach. W IFJ PAN rozpoczął pracę nowy cyklotron PROTEUS-235 przyspieszający protony do energii 230 MeV. Powstały 3 grupy fizyków uniwersyteckich wraz z fizykami bronowickimi zajmujące się: reakcjami spalacji, terapią nowotworową oraz reakcjami breakupu lekkich jąder.
Grupa spalacji (Kamys, Magiera, Rudy oraz fizycy z IFJ PAN) przygotowała aparaturę do detekcji produktów reakcji spalacji. Skonstruowano i zbudowano specjalną komorę o średnicy 1.5 metra oraz detektory KRATTA. System detekcyjny pozwoli na mierzenie rozkładów kątowych i energetycznych produktów reakcji. Obecnie prowadzone są prace nad transportem wiązki z cyklotronu do komory rozproszeń. Uzyskane rozkłady energetyczne i kątowe produktów reakcji powinny pomóc określić dlaczego istniejące do tej pory modele reakcji nie opisują rozkładów energetycznych cząstek, w szczególności rozkładów protonów – produktów reakcji spalacji. Grupa terapii nowotworowej (Magiera, Wrońska) zajmuje się wykorzystaniem promieniowania gamma emitowanego z tkanek  pacjenta podczas naświetlania protonami z cyklotronu PROTEUS-235 w ramach terapii nowotworowej. Do tego celu niezbędny jest odpowiedni detektor mierzący widmo promieniowania  gamma w tkankach  w wyniku reakcji (p,γ). Emitowane są  fotony  o energiach charakteryzujących odpowiednie pierwiastki W tym celu konstruowany jest specjalny detektor do monitorowania fotonów w warunkach terapii nowotworowej.  Prowadzone są również pomiary elementarnych reakcji dla pierwiastków występujących w tkankach, pomiar emisji promieniowania γ w fantomach symulujących żywe organizmy podczas naświetlania pacjenta. Eksperymenty przeprowadzono są w Heidelbergu w Ionenstrahl-Therapiezentrum oraz w krakowskim Centrum Cyklotronowym w Bronowicach.
Grupa breakupu (St. Kistryn) kontynuuje prowadzone od wielu lat badania rozpadu jąder deuteru w wyniku zderzenia z protonami (breakup) z wykorzystaniem wiązki cyklotronowej. Jest to kontynuacja działalności Grupy która rozpoczęła się w połowie lat 80-tych ubiegłego wieki – czyli trwa już ponad 30 lat. Pierwsze pomiary wykonano we współpracy z Instytutem Fizyki Uniwersytetu Ruhry w Bochum. Mierzono breakup spolaryzowanych deuteronów w reakcji d(nspol,n)pn przy energii 68 MeV. Dalsze pomiary w Szwajcarii na ETH dotyczyły reakcji d(pspol, pp)n przy energii 65 MeV. W FZ Jülich przy użyciu układu detekcyjnego Big Karl mierzono reakcję p(dspol, pp)n przy energii 130 MeV. Wykorzystując układ detekcyjny WASA@COSY mierzono reakcję p(dspol, pp)n przy energiach 340 MeV, 380 MeV, 400 MeV przy małych kątach wylotu obu protonów. W roku 1996 grupa uniwersytecka nawiązała współpracę z Instytutem Fizyki Jądrowej (KVI) w Groningen w Holandii. W KVI studiowano reakcje breakupu p(dspol, pp)n przy energiach 130 MeV, 100 MeV oraz 180 MeV. Zapoczątkowano pomiary procesów 4-ciałowych, czyli reakcji d(dspol, pd)n przy energii 180 MeV i 100 MeV. Obecnie kontynuowane są pomiary w IFJ PAN w Bronowicach wspólnie z fizykami z Bronowic, Katowic i Warszawy przy energiach 108, 135 i 160 MeV, dzięki czemu baza doświadczalna uległa dalszemu rozbudowaniu. Pomiary są bardzo różnorodne. Celem i rezultatem tych wszystkich badań był pomiar przekrojów czynnych oraz wektorowych i tensorowych zdolności analizujących. Obserwable mierzono w różnych konfiguracjach kinematycznych (QFS, FSI, kolinearność, gwiazda) przy różnych energiach wiązek. Ten olbrzymi materiał doświadczalny stanowił znakomitą bazę do analizy teoretycznej procesu breakupu, do lepszego zrozumienia jakie procesy-oddziaływania są istotne w tym procesie. Jak to już wcześniej zaznaczono grupa krakowsko-bochumska (H. Witała, W. Gloeckle) zajęła się analizą teoretyczną tak obszernego materiału doświadczalnego na bazie efektywnej teorii pola (EFT) zwanej ChPT (chiralna teoria zaburzeń). Skonstruowano potencjały 2-, 3- i 4- ciałowe. Grupa krakowsko-bochumska używają pionierskich rezultatów grupy eksperymentalnej pokazała po raz pierwszy, że efekty sił trójciałowych w breakupie odgrywają istotną rolę, pokazała jak ważną rolę odgrywają oddziaływania kulombowskie a w ramach teorii barionowych kanałów pokazała explicite że uwzględnienie rezonansu Delta automatycznie generuje siłę trzyciałową.

W roku 2014 w Zakładzie Fizyki Jądrowej UJ prof. P. Moskal zorganizował interdyscyplinarną Grupę J-PET w skład której wchodzą fizycy, biofizycy, fizycy medyczni, chemicy, inżynierowie i elektronicy z Uniwersytetu Jagiellońskiego, Narodowego Centrum Badań Jądrowych Świerku, Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, Uniwersytetu w Wiedniu oraz z National Laboratory we Frascati, także z centrum Nowoczesna Elektronika. Grupa J-PET buduje unikalny, duży tomograf z plastikowymi scyntylatorami - J-PET (Jagiellonian Positron Emission Tomograph). Tomograf będzie wykorzystany nie tylko do celów medycznych, do protonowej terapii ale także do badania podstawowych symetrii poprzez pomiary rozpadu pozytonium.

Działalność naukowa w Zakładzie Fizyki Jądrowej jest nie tylko związana z fizyką jądrową i fizyką hadronów. Wielką uwagę poświęcono także badaniom własności materii przy użyciu metod bazujących na efektach jądrowych. W chwili powstania Zakładu Fizyki Jądrowej prof. Hrynkiewicz zainicjował badania z wykorzystaniem efektu Mössbauera oraz radiospektroskopii. Zbudowano w Zakładzie mechaniczną aparaturę pomiarową opartą o efekt Mössbauera (Bara, Kulgawczuk, Lizurej, Sawicki) oraz urządzenie do badań bazujących na radiospektroskopii (J. Blicharski). Powstały dwie grupy badawcze – efektu Mössbauera i radiospektroskopii. Z biegiem lat rozwój naukowy i personalny obydwu grup był tak duży, ze w wyniku tzw. „pączkowania” utworzono dwa nowe zakłady. Odbyło się to analogicznie jak w przypadku Katedry Fizyki Jądrowej, która została stworzona w roku 1961 przez „pączkowanie” z Katedry Fizyki Doświadczalnej.

W roku 1972 powstał Zakład Metodyki Nauczania i Metodologii Fizyki, którego kierownikiem zostajł profesor J. Bara. Nowy Zakład przejął fizyków i aparaturę mössbauerowską mechaniczną i membranową oraz zajął się poprawą zdolności rozdzielczej urządzena oraz podwójnymi rezonansami. W roku 2003 prof. Antoni Pędziwiatr przejął Zakład po przejściu prof. Bary na emeryturę. Nastąpiło rozszerzenie tematyki badań. Obecnie prowadzone są badania krystalicznych, magnetycznych i kalorymetrycznych właściwości związków międzymetalicznych oraz ich wodorków, węglików. Zakład podejmuje współpracę naukową z Carnegie-Melton University w Pittsburgu (USA) oraz z Uniwersytetem w Zaragosie (Hiszpania).

W roku 1980 powstał Zakład Radiospektroskopii. Kierownikiem Zakładu został prof. J. Blicharski. W skład nowego Zakładu weszli fizycy grupy radioskopii oraz częściowo fizycy grupy Mössbauera: K. Tomala, K. Łątka, W. Nosel, E. Goerlich oraz H. Harańczyk. Zajęto się badaniem efektów interferencyjnych w magnetycznym rezonansie jądrowym, badaniami czasów relaksacji różnych próbek biologicznych, np. surowicy krwi. Po przejściu  prof. Blicharskiego na emeryturę kierownikiem Zakładu Radiospektroskopii został prof. K Łątka. W wyniku dalszego "pączkowania" w roku 2005 z Zakładu Radiospektroskopii wyodrębniono Zakład Fizyki Niskich Temperatur, którym kieruje  prof. K. Tomala. W tym Zakładzie kontynuowane są badania własności magnetycznych pierwiastków rzadkich z wykorzystaniem nowoczesnej aparatury mössbauerowskiej.

W wyniku dalszego "pączkowania" powstał w roku 2002 Zakład Fizyki Medycznej (Stanek, Rokita), którego kierownikiem został prof. J. Stanek. Zakład dysponuje trzema urządzeniami mössbauerowskimi umożliwiającymi pomiary w wysokiej próżni, bardzo niskich temperaturach (2.3 stopni K) oraz silnych polach magnetycznych. Prowadzone są prace badawcze do opisu dynamiki układów biologicznych na poziomie molekularnym i komórkowym, do badania roli hemoglobiny w transporcie tlenku azotu. Badania te są prowadzone we współpracy z wieloma instytucjami (m.in. National Institute for Nuclear Physics, Frascati, Włochy).

Rozwój naukowy Katedry Fizyki Doświadczalnej a następnie Zakładu Fizyki Jądrowej i powstałych w wyniku tzw. „pączkowania” był i jest nadal możliwy dzięki wielkiemu wkładowi naszych pracowników – profesorów, doktorów, doktorantów, dyplomantów, pracowników technicznych. Niewątpliwie współpraca z zagranicznymi ośrodkami naukowymi odegrała poważną, zasadniczą rolę. Dzięki temu mieliśmy i mamy nadal dostęp do nowoczesnych akceleratorów, urządzeń pomiarowych, wielkich bibliotek. Staliśmy się aktywnymi, pełnymi inicjatywy cenionymi członkami znakomitych grup badawczych w Szwajcarii, Niemczech, USA, Anglii i we Włoszech. Możemy uczestniczyć w czołowych badaniach nad rozwojem fizyki jądrowej, fizyki hadronów i oddziaływań elementarnych, nad poznawaniem coraz to nowych aspektów naszego Wszechświata. Fizycy ZFJ są współautorami prac naukowych publikowanych w największych czasopismach światowych (ponad 1000).

Na szczególne podkreślenie zasługują czasy przed t.zw. Wielką Wendą, pierwsze dziesięciolecia od końca II Wojny Światowej, Bez wspaniałomyślnej pomocy wyjazdy,  kontakty z nowoczesnymi badaniami byłyby niemożliwe. Ośrodki zagraniczne nie tylko przyjmowały nas do swoich zespołów badawczych ale pokrywały wszelkie nasze finansowe wydatki – koszty przejazdu, pobytu itd. Wielkiego wkładu Politechniki Federalnej w Zurychu (ETHZ), profesorów P. Marmiera i J. Langa a w szczególności profesora P. Scherrera nie można nie docenić. Również znaczenie współpracy z Ośrodkiem Badawczym  w Jülich (Forschungszentrum Jülich) musi być podkreślone. Należy wymienić nazwiska protektorów współpracy niemiecko-polskiej – profesorów J. Treuscha, O.Schulta, H Stroehera. Także Ośrodek w Darmstadt odegrał i odgrywa nadal wielką rolę. Profesorowie P. Kienle a także W. Henning i P. Brown-Munzinger byli wielkimi zwolennikami współpracy z nami. Mówiąc o współpracy nie można pominąć niezwykle ważnego aspektu – bezpośrednie współdziałania naszych fizyków z kolegami czy to szwajcarskimi, niemieckimi, włoskimi. Tworzyliśmy wspólne grupy bez podziału na narodowość.  Stosunki cechowała nie tylko znakomita atmosfera i życzliwość, były wręcz przyjacielskie. Wśród przyjaciół można wymienić R. Müllera, W. Wolfliego, R. Balzera, S. Martina  z ETH,  W. Oelerta, H. Machnera, D. Grzonke, P. von Rosseta, G. P. A. Berga i wielu innych (Jülich), profesorów   J. Strotha z  Frankfurtu oraz W. Kuehna z Darmstadt.

Osiągnięcia naukowe przyczyniły się do poważnego rozwoju dydaktyki. Pracownicy naukowi Zakładu prowadzą wykłady na poziomie podstawowym. Rozwinięto wykłady specjalistyczne na nowoczesnym poziomie, seminaria specjalistyczne dla studentów i oddzielnie dla doktorantów. Rozwinięto studia doktoranckie z fizyki jądrowej i hydronowej. W tym okresie 19 osob uzyskało tytuł profesora (Bałanda, Bara, Blicharski, Bodek, Golak, Jarczyk, Kamys, Kistryn, Kulessa, Królas, Magiera, Moskal, Rokita, Rudy, Salabura, Smyrski, Strzałkowski, Warczak, Witała). Ponad 150 osób uzyskało stopień doktora nauk fizycznych.

Zakład Fizyki Jądrowej zorganizował wiele międzynarodowych konferencji naukowych. Konferencje "International Workshop on Meson Production, Properties and Interaction", organizowane w Krakowie co dwa lata przez Uniwersytet Jagielloński, Forschungszentrum Jülich, oraz INFN-LNF Frascati, cieszą się międzynarodowym uznaniem. Przewodniczącymi tych mezonowych konferencji z ramienia uniwersytetu byli prof. L. Jarczyk, prof. A. Magiera, prof. St. Kistryn. W tych konferencjach biorą udział fizycy z całego świata. Zorganizowano do tej pory 18 konferencji.

Rozwój fizyki na Uniwersytecie spowodował, że budynek przy ulicy Gołębiej okazał się za mały i ograniczał dalszy rozwój. Prof. Niewodniczański podjął inicjatywę uzyskania dla Zespołu Katedr Fizyki UJ nowej, nowoczesnej siedziby, jako jednej z planowanych budowli jubileuszowych z okazji 600-lecia Uniwersytetu Jagiellońskiego. Starania te uwieńczone zostały powodzeniem. Seniorem budowy nowego gmachu przy ul. Reymonta została prof. Danuta Kunisz. Instytut Fizyki objął w roku 1964 swą nową siedzibę w budynku przy ul. Reymonta 4. Z początkiem lat 60-tym ubiegłego wieku nastąpiła reorganizacja Uniwersytetu. W szczególności Zespół Katedr Fizyki zamieniono (formalnie) na Instytut Fizyki a Katedrę Fizyki Doświadczalnej z Zakładem Fizyki Doświadczalnej zamieniono  (formalnie) na Zakład Fizyki Doświadczalnej. Podobnie Katedrę Fizyki Jądrowej z Zakładem (formalnie) na Zakład Fizyki Jądrowej. Nie nastąpiły żadne zmiany organizacyjne oraz przesunięcia osobowe.

Po 50 latach z kolei budynek przy ul Reymonta nie spełniał wymagań fizyków. Z okazji 600-lecia Odnowienia UJ została podjęta decyzja budowy nowego Kampusu niwersytetu w Krakowie-Ruczaju. Na terenie Kampusu powstał nowy budynek Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej z częścią przeznaczoną dla Instytutu Fizyki. Seniorem budowy był prof. Andrzej Warczak. W roku 2014 nastąpiły pierwsze przenosiny do nowego budynku przy ulicy prof. St. Łojasiewicza 11. W nowym budynku poza salami wykładowymi, pracowniami studenckimi, pokojami dla pracowników, uruchomiono między innymi pracownie specjalistyczne z ekranizacją Faraday’a, pracownie typu clean-lab, laboratoria z płytami antywibracyjnymi. Powstały nowoczesne laboratoria, w tym Pracownia Detektorów.

 

Kierownikami Zakładu Fizyki Jądrowej Instytutu Fizyki UJ byli:

  • prof. dr hab. Andrzej Hrynkiewicz w latach 1961 - 1975
  • prof. dr hab. Adam Strzałkowski w latach 1975 - 1994
  • prof. dr hab. Reinhard Kulessa w latach 1994 - 2006
  • prof. dr hab. Bogusław Kamys w latach 2006 - 2016
  • prof. dr hab. Paweł Moskal od 2017 roku.
 
W roku 2017 Zakład Fizyki Jądrowej uległ dalszemu rozczłonkowaniu. Powstał Zespół Zakładów Fizyki Jądrowej Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego. Na kierownika Zespołu powołano prof. dr. hab. Pawła Moskala. W skład Zespołu wchodzą:
 
  • Zakład Doświadczalnej Fizyki Cząstek i jej Zastosowań (kierownik: prof. dr hab. Paweł Moskal)
  • Zakład Fizyki Hadronów (kierownik: prof. dr hab. Piotr Salabura)
  • Zakład Teorii Układów Jądrowych (kierownik: prof. dr hab. Jacek Golak)