Archívum
Program Archive of the Ortvay Seminar Series 2012 Spring
2012. január 19., csütörtök, 15 órakor
Kövesi-Domokos Zsuzsa (Johns Hopkins University, Baltimore, MD):
"Kozmikus sugárzás extrém energiákon"
/Székfoglaló előadás az Eötvös Loránd Fizika Társulat tiszteletbeli tagjaként/
Kivonatos ismertetés:
2012. február 9., csütörtök, 15 órakor
Kálmán Péter (BME, Fizikai Intézet, nyugdíjas):
"Alacsony energiás magreakciók szilárdtest környezetben"
Kivonatos ismertetés:
A hidegfúzióról több mint két évtizede megjelent első közlemények felkavarták a tudományos közvéleményt, mivel abban a formában, ahogy először megjelentek nem bizonyultak tudományosan helytállónak. Mégis mindezek és a gyorsítókkal végzett alacsonyenergiás dd reakciónál szilárdtest (deuterizált fém) targetek esetén tapasztalt anomáliák olyan elméleti munkákat indítottak el, amelyek a szilárdtest környezetnek, ezen belül is a fémekben lévő töltött részeknek (elsődlegesen az elektronoknak) az alacsonyenergiás magreakciókat módosító hatását boncolgatják.
Ebben az előadásban a probléma felvázolása, majd a taszító Coulomb kölcsönhatás alacsonyenergiás magreakciók esetén játszott hátráltató szerepének áttekintése után azzal foglakozunk, hogy a környezettel történő Coulomb kölcsönhatás mennyiben segítheti az alacsonyenergiás magreakciókat.
Az alacsonyenergiás magfolyamatok hatáskeresztmetszetének exponenciális energiafüggését alapvetően meghatározza az un. Coulomb-faktor. A perturbáció számítás másodrendjében a Coulomb-faktor drasztikus növekedése teszi lehetővé azt, hogy az elektronok és a nehéz, pozitív töltésű részecskék által asszisztált magreakciók jelentősen nagyobb rátával menjenek végbe, mint az elsőrendű reakciók, amelyek rátája gyakorlatilag megfigyelhetetlen. (Az egyes folyamatokat konkrét példákkal szemléltetjük.) A Coulomb faktor drasztikus növekedése számottevő rátájúvá tesz még olyan harmad- és negyedrendű folyamatokat is, amelyeknek rezonancia-szerű jellemzői is vannak. A rezonancia-szerű viselkedés ezen folyamatok rátáinak további növekményét okozza. Mindezek alapján kijelenthetjük, hogy sok eddig megfigyelhetetlen rátájúnak gondolt alacsonyenergiás magfolyamat szilárd test környezetben megfigyelhető rátájúvá válik. Az alacsonyenergiás magfolyamatokkal - ezen belül a hidegfúzióval - kapcsolatos tisztázatlan problémák lehetséges magyarázatával zárjuk az előadást.
2012. február 16., csütörtök, 15 órakor
Csabai István (ELTE, Komplex Rendszerek Fizikája tanszék):
"A gyorsulva táguló Univerzum - Fizikai Nobel-díj 2011"
Kivonatos ismertetés:
A 2011-es fizikai Nobel-díjat Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt és Adam G. Riess kapták szupernóvákon végzett kozmológiai méréseikért. Már a múlt század során Edwin Hubble és később mások által végzett észlelésekben kimutatták, hogy a galaxisok nagyjából a köztük lévő távolsággal arányos sebességgel távolodnak egymástól. Erre alapozva az általánosan elfogadott modell szerint az Univerzum az Ősrobbanás során egy (közel) szinguláris pontból keletkezett és azóta tágul. A tágulás rátája sokáig vitatott - mérések híján leginkább filozófiai - kérdés volt. Az Einstein egyenleteken alapuló, általánosan elfogadott nézet szerint a tágulás lassulását várták, de a Nobel-díjjal jutalmazott észlelések meglepő eredménnyel zárultak: az Univerzum gyorsulva tágul. Előadásomban elmondom a felfedezés hátterét, kitérek a különböző mérési módszerekre, azok nehézségeire és vázolom az eredményekre épülő kozmológiai standard modellt.
2012. február 23., csütörtök, 15 órakor
Gránásy László (MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont):
"Homogén és heterogén kristály nukleáció atomisztikus fázismező elmélete"
Kivonatos ismertetés:
Az alkalmazott atomisztikus fázismező elmélet nem egyéb, mint egy, a klasszikus részecskékre vonatkozó, egyszerűsített dinamikus sűrűség funkcionál technika. Ennek keretében tárgyalom a túltelített folyadékban történő kristály nukleáció szerkezeti aspektusait, úm. a kolloid rendszerekben megfigyelt amorf prekurzor kialakulását és tulajdonságait [1] ill. a rácsállandó eltérés hatását a túltelített folyadékban lebegő idegen kristályos részecskék által indukált fagyás folyamatára [2]. Utóbbi területen elvégzett vizsgálataink arra utalnak, hogy a Greer és munkatársai által kidolgozott szabad-növekedés-kontrollált mechanizmus [3] csak akkor működik nanoszemcsékre, ha a kristály-folyadék határfelület atomi skálán durva.
Irodalom:
[1] G.I. Tóth, T. Pusztai, G. Tegze, G. Tóth, L. Gránásy, Phys. Rev. Lett. 107, 175702 (2011).
[2] G.I. Tóth, G. Tegze, T. Pusztai, L. Gránásy, Phys. Rev. Lett. 108, 025502 (2012).
[3] A.L. Greer et al. Acta Mater 48, 2823 (2000).
2012. március 1., csütörtök, 15 órakor
Gyürky György (MTA Atommagkutató Intézet):
"Kísérleti nukleáris asztrofizikai kutatások a debreceni Atommagkutató Intézetben"
Kivonatos ismertetés:
2012. március 8., csütörtök, 15 órakor
Ercsey Ravasz Mária (Babes-Bolyai University, Cluj-Napoca):
"Turbulenciák optimalizálási feladatokban"
Kivonatos ismertetés:
Valós fizikai rendszerek hihetetlen gyorsasággal képesek saját energiájukat minimalizálni. Hogyan használhatnánk dinamikus rendszereket számunkra hasznos feladatok megoldására? Hogyan jelentkezik diszkrét optimalizálási feladatok nehézsége folytonos idejű dinamikus rendszerekben? Az előadás során NP-teljes korlátozás kielégítési feladatokkal folglalkozunk. Ezek tulajdonsága, hogy digitális számítógépeken nem oldhatók meg hatékonyan: a megoldáshoz szükséges idő a feladatok méretével exponenciálisan nő. Kimutatjuk, hogy megoldhatók olyan determinisztikus differenciál egyenletekkel, amelyek attraktorai megfelelnek a feladat megoldásainak. A korlátozások számát növelve a feladatok nehézsége a dinamikában tranziens káoszként jelentkezik. Analitikus és szimulációs eredmények azt mutatják, hogy a rendszer a legnehezebb feladatokban is megtalálja a megoldást anélkül, hogy lokális minimumokba ragadna be. Mint kiderül, folytonos idejű rendszerekben a feladatok komplexitását is másképp kell értelmezni. A digitális számítógépekkel ellentétben energia befektetéssel időt nyerhetünk: exponenciálisan nagy energia fluktuációk árán az NP-teljes feladatok is megoldhatók polinomiális folytonos időben.
2012. március 22., csütörtök, 15 órakor
Szolnoki Attila (MTA TTK MFA):
"Játékelméleti kérdések - fizikus válaszok"
Kivonatos ismertetés:
Meglepően széles körből lehet példákat találni olyan rendszerekre, ahol a szereplők kölcsönhatását a játékelmélet formalizmusával lehet megragadni. Ha nem is ,,az atomoktól a csillagokig'', de a vírusoktól, a baktériumokon át a humán társadalomig, biztosan. Ha ezeknél a rendszereknél nem hanyagoljuk el azokat a nehezítő körülményeket, hogy pl. térben strukturáltak, akkor a kollektív viselkedésből fakadóan olyan új megoldások is felléphetnek, amik az analitikusan kezelhető egyszerűbb megoldásokból leszűrhető képnek ellentmondanak. A felbukkanó mintázatok elemzésében, pl. doménnövekedés, határfelület stabilitásának a vizsgálata, már a fizikus tapasztalatok is hasznosak lehetnek. Az előadás ilyen illusztrációk bemutatására vállalkozik.
"Grafén és a három P"
2012. április 12., csütörtök, 15 órakor
"Effective Field Theory in Inflation"
Kivonatos ismertetés:
"Multifraktál állapotok az Anderson-féle fém-szigetelő átalakulásnál"
Kivonatos ismertetés:
A rendezetlenség hatására a nem-kölcsönható elektronok viselkedése hirtelen megváltozhat: fém-szigetelő átmenet jöhet létre magasabb dimenzióban. Ezt az átalakulást P. W. Anderson 1958-ban jósolta meg és ez a probléma azóta is a szilárdtest fizika egyik sokat vizsgált területe. A fémes rendszerekben az elektron állapotok kiterjedtek lehetőséget adva elektromos illetve hővezetésre. A szigetelőkben viszont az erősen lokalizált elektronok legfeljebb ú.n. "hopping" típusú vezetésben vehetnek részt. Éppen az átalakulás körül az rendszer állapotai mindkét oldal tulajdonságainak egy különleges keverékét hozzák létre, amit csak multifraktál analízis segítségével tudunk leírni. Előadásomban az Anderson-féle fázisátalakulásról illetve a kritikus pontban megjelenő multifraktál állapotokról valamint ezen komplex állapotok jelenlétének következményeiről fogok számot adni.
"Spin and valley control in graphene and carbon nanotubes"
Kivonatos ismertetés:
Carbon has emerged as an interesting material for coherent spin physics and spin qubits, due to both the low concentration of nuclear spins and relatively weak spin-orbit coupling. However, the localization of electrons in quantum dots in graphene is a non-trivial task due to the absence of a band gap and the related effect of Klein tunneling [1]. However, the vicinity of the valence band also offers interesting possibilities, e.g. for non-local spin coupling [2]. Interestingly, electrons in carbon-based quantum dots comprise a degree of freedom in addition to spin: The existence of two Dirac cones in the graphene band structure leads to the valley degree of freedom which can be coherently manipulated with oscillatory fields in a similar way as the spin in electron spin resonance (ESR). We describe this electron valley resonance (EVR) and its detection in a transport measurement [3]. The valley degeneracy also enters the hyperfine interactions with remaining 13C nuclear spins as well as non-magnetic atomic impurities and plays an important role in the spin-valley blockade effect in double quantum dots formed in a carbon nanotube [4].
[1] B. Trauzettel, D. Bulaev, D. Loss, and G. Burkard, Nature Phys. 3, 192 (2007).
[2] M. Braun, P. R. Struck, and G. Burkard, Phys. Rev. B 84, 115445 (2011).
[3] A. Pályi and G. Burkard, Phys. Rev. Lett. 106, 086801 (2011).
[4] A. Pályi and G. Burkard, Phys. Rev. B 80, 201404 (2009); ibid. 82, 155424 (2010).
2012. május 3., csütörtök, 15 órakor
"A sörét zajtól a kvantum zajig"
Kivonatos ismertetés:
Általában egy áramkör zajára úgy gondolunk, mint valamilyen kellemetlen környezeti hatásra, amely nehezíti az életünket. A zaj spektrum azonban fontos információt is hordoz. Ehhez az információhoz nem könnyű hozzáférni, de az utóbbi évek technológiai fejlődése ma már lehetővé teszi, hogy akár a kvantum tartományban (nagy frekvenciákon) is tanulmányozzák parányi áramkörök zaját fontos információkat nyerve belőle.
2012. május 17., csütörtök, 15 órakor
"Gáztöltésű részecskefizikai detektorfejlesztés ELTE - Wigner FK - CERN együttműködésben"
Kivonatos ismertetés:
A modern részecskefizikai detektorrendszerek három technológiai megközelítésre épülnek, optimálisan kombinálva a félvezető típusú, a gáztöltésű és a fénykeltésen (látható vagy UV) alapuló eszközök tulajdonságait. A gáztöltésű eszközök előnyei a jó (de nem kiváló) helyfelbontás, az alacsony ár, illetve a kis tömeg -- ez utóbbi alacsonyan tartja a másodlagos kölcsönhatások által okozott hátteret. A klasszikus proporcionális gáztöltésű detektorok alapja egy vagy több vékony szál, melynek közelében sokszorozódnak a mérendő részecske által keltett elektronok.
A gáztöltésű detektorok fejlesztése reneszánszát éli -- negyven évvel a proporcionális kamra feltalálása és húsz évvel a találmány Nobel-díjjal való jutalmazása után. Technológiailag lehetséges olyan finomstruktúrás elektróda-elrendezéseket készíteni, amivel a vékony szál alkalmazása miatti geometriai megkötések megkerülhetők. Az előadás áttekinti a főbb típusokat és ezek előnyeit, nehézségeit.
A finomstruktúrás detektorok fejlesztésére alakult meg a CERN RD51 kollaborációja, melynek az ELTE és a Wigner intézet is alapító tagjai. REGaRD nevre keresztelt kutatócsoportunk CERN-es (ALICE VHMPID, NA61) kísérletekhez, valamint környezetfizikai és orvosi alkalmazásokhoz készít innovatív technológiákra épülő gáztöltésű részecskedetektorokat.
2012. május 24., csütörtök, 15 órakor
Alan A. Watson (School of Physics and Astronomy, University of Leeds):