Korábbi témavezetések
Korábbi témavezetések, fizika alapszakos hallgatók számára
Az aktuális témakiírások a neptun rendszerben találhatóak meg, de tájékozódásként érdemes a korábbi témakiírásokat is megtekinteni, és a listában szereplő témavezetőket, konzulenseket felkeresni újabb témák miatt. Az alábbiakban látható a közelmúltban a fizika alapszakos hallgatók szakdolgozati témakiírásai tanévenkénti bontásban.
Megtekintéshez a kiválasztott tanévre kell kattintani!
2021/22-es tanév
64 darab témakiírás
Anyagfizikai Tanszék
Anyag-ion kölcsönhatás vizsgálata a fókuszált ionsugaras megmunkálásban
Témavezető/konzulens: Dankházi Zoltán Gyula
Leírás: A KKIC SEM-FIB laboratóriumában működő Quanta 3D FEG mikroszkópban többek közt mikrooszlopokat készítünk Ga ionokkal diszlokáció-szerkezet vizsgálatokhoz. A nagyobb oszlopok kialakítását nehezíti az ionos maratás viszonylag nagy anyagi és időigénye, amit lézeres előmunkálással kívánunk csökkenteni. További nehézség, hogy a fókuszált ionnyalábbal (FIB) kialakított felületek méretét korlátozza a 20-30 um-es mélység elérése után megjelenő hullámosság. E hullámosság magyarázatára léteznek modellek, de ezek jóslatai nem egyeznek a tapasztalattal. A nagyobb mélység elérésének feltétele az anyag-ion kölcsönhatás pontosabb megértése, modellezése. A jelölt feladata a vonatkozó irodalom megismerése alapján kísérletsorozat tervezése a lézerrel előmunkált oszlopok FIB-es kialakítására, a mérések elvégzése és részvétel az eredmények feldolgozásában, értelmezésében.
Nagyenergiájú nehézion besugárzás hatásának Mössbauer-spektroszkópiai vizsgálata nanostruktúrált vasötvözetekben
Témavezető/konzulens: Dankházi Zoltán Gyula, Kuzmann Ernő
Leírás: A kutatás széles nemzetközi együttműködés keretében folyik, cseh, kollégákkal. A besugárzott nanoanyagok egy részét a japánok állítják elő, de van olyan is, amit itthon a KFKI-ban készítenek, pl. a FINEMET lágymágneses ötvözet szalagok. A lágymágneses mintákat besugárzás előtt és után, lehetőleg ugyanazon a mintán, önkontrollos módon, vizsgáljuk elsősorban Mössbauer-spekroszkópiával. Ezzel a módszerrel a mágneses anizotrópia és annak megváltozása érzékenyen detektálható a relatív vonalintenzitás mérésével, amit a nagyenergiájú nehézion besugárzás megváltoztathat a nagyszámú bevitt hiba következtében kialakuló feszültségtér spinek orientációjára gyakorolt hatása révén. A jelölt részfeladatot kap besugárzatlan és besugárzott minták Mössbauer-spektroszkópiai mérésének elvégzésében, a kiértékelésében és a kapott eredmények értelmezésében, a nagyenergiájú nehézionok behatolási mélység függésének hatására, valamint a minták felületén és tömbi részében lehetséges különbségekre vonatkozóan.
Többciklusú terahertzes impulzusok keltése periodikus struktúrában Műfaj: szimuláció, tervezés (valódi kísérletre ez alatt a rövid idő alatt nem lesz valószínűleg alkalom)
Témavezető/konzulens: Groma István
Leírás: Nagy energiájú terahertzes (THz-es) impulzusokat számos területen alkalmaznak, egyik ilyen a részecskegyorsítás. Néhány koncepció kifejezetten az egy (vagy közel egy) optikai ciklusból álló impulzust részesíti előnyben, van amelyik viszont többciklusú THz-es impulzusokat igényel. Periodikusan polarizált LN (PPLN) kristályban 0.1% feletti hatásfokkal valósítottak meg többciklusú THz-keltést a THz-es impulzusalak kontrolálása nélkül. Jó hatásfok érhető el LN ostyák egymáshoz illesztésével. Célunk periodikusan elhelyezett, egymáshoz képest 180◦-ban álló optikai tengelyű, egymáshoz törésmutató illesztő folyadékkal csatolt LN ostyákból összeállított struktúrában történő többciklusú THz keltés szimulálása, optimalizálása, különös hangsúlyt fektetve a törésmutató illesztő folyadék hatására. Célunk a kísérlet megtervezése is, melyhez kulcsfontosságú részfeladat a gerjesztő impulzussorozat nagyenergiájú lézerek impulzusaiból történő előállítása.
Rövidtávú rend és topológia Ge-Te üvegben
Témavezető/konzulens: Ispánovity Péter Dusán
Leírás: A kalkogén üvegeket széleskörűen alkalmazzák az ipar számos területén, így például infravörös optikai anyagokként, PC-RAM-okban vagy a DVD technológiákban. Atomi szintű szerkezetük ismerete segítheti az alkalmazások bővítését, ez irányú tudásunk azonban még hiányos. A BSc munka során a hallgató megismerheti az amorf anyagok szerkezetvizsgálatának módszereit. A kísérleti adatok (röntgen- és neutrondiffrakció, valamint röntgenabszorpció) szimulációval való értelmezéséhez a fordított Monte Carlo módszer elsajátítására lesz szükség. A BSc dolgozatban GeTe4 ötvözet rövidtávú szerkezetének leírását tűzzük ki célul. Amennyiben a hallgató érdeklődését felkelti a terület, a kutatás MSc munka során további, többkomponensű amorf anyagok vizsgálatával folytatható.
Vakancia koncentráció változása szemcsehatár mentén
Témavezető/konzulens: Kovács Zsolt
Kristályhibák vizsgálata molekula dinamikai szimulációkkal
Témavezető/konzulens: Ribárik Gábor
Leírás: Kristályos anyagok számos fizikai tulajdonságát, mint például a szilárdságot, elektromos veztőképességet, mágneses, elktronikus vagy optikai tulajdonságokat, alapvetően meghatározza a mikroszerkezet. A mikroszerkezet jellemző igen lényeges kristályhibák a diszlokációk valamint a szemcse, illetve krisztallit szerkezet. A molekula dinamikai (MD) módszerek számítógépes szimulációs algoritmusok, melyek atomok és molekulák mozgását határozzák meg a soktest problémát leíró mozgásegyenletek numerikus megoldásával, atomi potenciálokból kiindulva. Ezen módszerek igen alkalmasak a mikroszerkezet modellezésére. A diplomamunka témája ezen módszerek megismerése és alkalmazása különböző anyagtudományi problémák megoldására.
Diódalézer vonalszélességének csökkentése spektroszkópiai módszerekkel
Témavezető/konzulens: Széchenyi Gábor
Leírás: A kvantumtechnológia fejlődésével egyre nagyobb igény van keskeny vonalszélességű lézerekre, melyek nélkülözhetetlenek az anyag kvantumos szintű manipulációjához. A kvantuminformáció megőrzéséhez hosszú élettartamú állapotokra van szükség. A hozzájuk tartozó vékony energiaszintek megcímzése akkor hatékony, ha a lézerek vonalszélessége is ebbe a tartományba esik. A mérésekben a lézer frekvenciájának bizonytalansága zajt eredményez, melynek kiküszöböléséhez a lézer tulajdonságain célszerű javítani.
A diplomamunka során a Wigner Fizikai Kutatóintézetben működő Kvantumoptika Laboratórium fejlesztésébe kapcsolódhat be a jelentkező, ahol megismerkedhet a diódalézerek stabilizálásának többféle módszerével. A diplomamunka keretében a diák megvalósítja a gyors visszacsatolást, és mérési módszereket dolgoz ki a lézerek vonalszélességének jellemzésére.
Atomfizikai Tanszék
Pszeudorapiditás-eloszlások mérése a STAR EPD detektorral
Témavezető/konzulens: Csanád Máté
Leírás: A kvarkanyag hadronikus anyaggá való visszaalakulásának mikéntje a mai nehézion-fizika egyik legfontosabb kérdése. Ezen kutatások egyik érdekes pontja, hogy hogyan alakul az előre- és hátraszóró részecskekeltés pszeudorapiditástól való függése, ugyanis ennek pontos kísérleti ismerete sarkalatos pontja az elméleti modellekkel való összehasonlításnak. A RHIC gyorsító STAR kísérletében 2018-ban telepített Eseménysík Detektor (Event Plane Detector, EPD) elsődleges célja a nevében is hivatkozott eseménysík meghatározása, ugyanakkor segítségével pszeudorapiditás-eloszlásokat is mérhetünk. Egy ismétlődően kibontó (iterative unfolding) eljárást alkalmazva szimulációk segítségével meghatározhatjuk az EPD beütéseinek a bemeneti eloszlásokkal való kapcsolatát, és ennek segítségével pszeudorapiditás-eloszlást mérhetünk. Ez azért is fontos, mert ezen úttörő technika kidolgozásával a RHIC további nyalábenergiáin is lehetséges lesz ugyanezen mennyiség mérése.
Béta-bomlás energiaspektrumainak vizsgálata
Témavezető/konzulens: Horváth Ákos
Leírás: A munka során néhány neutronban gazdag izotóp béta-bomlásakor keletkező elektron energiaeloszlásának szimulációja a cél, aminek detektálási lehetőségeit Geant4 programcsomaggal kell vizsgalni. Témvezető: Alejandro Algora
Napsugárzás idősorok elemzése
Témavezető/konzulens: Horváth Ákos
Leírás: Egyszerű módszerekkel felvehető napsugárzás adatok mérése a munka egyik célja, valamint ezek kiértékelése. Témavezető: Horváth Ákos
Agyi sztereotaxiás besugárzási tervek dozimetriai vizsgálata különböző besugárzó készülékeken
Témavezető/konzulens: Horváth Ákos
Leírás: Agyi besugárzási tervek elemzése a feladat, amiben össze kell hasonlítani a különböző sugárterápiás eszközöket és módszereket a leadott dózis térbeli eloszlásának és meghatározott besugározandó terület egybeesésének szempontjából.
Az indukált unitér ábrázolások elméletének néhány fizikai alkalmazása
Témavezető/konzulens: Nagy Márton Imre
Szóródási müográfiai képalkotás vizsgálata
Témavezető/konzulens: Nagy Márton Imre
Leírás: A kozmikus sugárzás keltette nagy áthatolóképességú müonok klasszikus részecskefizkai detektorokkal észlelhetőek, míg a fluxus várttól való eltérése a céltágy belső szerkezetéről hordoz információt. A nevezett "müográfia" egy érdekes interdiszciplináris terület, amely a kísérleti részecskefizikán át a geológiához vagy ipari rendszerekhez is kapcsolódik. Müografikus képalkotás hagyományosan a müonok elnyelődésén alapul, míg nagy rendszámú anyagok esetében a többszörös szóródás mérésével is lehetséges. A Hallgató bekapcsolódik WignerFK-ban folyó müográfiai kutatásokba, megismerkedik a gáztöltésű detektorok alapjaival, és méréseket véges a müon-szóródásos kísérleti összeállításon, illetve az adatok kiértékelésével vizsgálja a módszer haszálhatóságát.
Plazmaturbulencia vizsgálat Nyaláb Emissziós Spektroszkópia diagnosztikával a MAST Upgrade tokamakon
Témavezető/konzulens: Nagy Márton Imre
Skalár-t-kvarkok keresése az LHC CMS detektorral
Témavezető/konzulens: Pásztor Gabriella
Leírás: A részecskefizika Standard Modellje (SM) rendkívül jól ellenőrzött és sikeres, ám igen hiányos elmélet. Többek között például nem tud számot adni az univerzum anyagának 84%-áról, amit a mindeddig ismeretlen természetű sötét anyagnak tulajdonítunk. A SM-t így csupán egy effektív térelméletnek tekintjük, amely elrejti az alapvető nagyenergiás elméletet. A SM egyik legnépszerűbb kiterjesztése feltételezi, hogy a mikrovilág szuperszimmetrikus, és minden ismert részecskének van egy szuperpartnere. Ezekben az elméletekben - további enyhe feltételek teljesülése esetén - a legkönnyebb szuperpartner tulajdonságai megfelelnek a titokzatos sötét anyagtól várttal. A CERN LHC CMS kísérlet 13 TeV tömegközépponti energiájú proton-proton adataiban a t-kvark skalár partnerének megjelenését, és a sötét anyag részecskéjére való bomlását keressük egy kisenergiájú elektront vagy müont tartalmazó végállapotban.
Biológiai Fizika Tanszék
Metszetképalkotó eljárásokon alapuló konformális üregi és szövetközi besugárzások dozimetriai vizsgálata
Témavezető/konzulens: Derényi Imre, Fröhlich Georgina Éva
Leírás: Az elmúlt évtizedben a metszetképalkotó eljárásokon alapuló sugárterápiás besugárzástervezés - a betegről nyert teljes háromdimenziós anatómiai információ révén - pontosabb céltérfogat-meghatározást és a védendő szervek egyértelműbb kijelölését tette lehetővé, így konformálisabb besugárzások valósulhatnak meg. A besugárzási tervek kvantitatív értékelése és összehasonlítása dózis és térfogati paraméterekkel történik, és az optimális terv elkészítése a legmegfelelőbb paraméterek elérésével lehetséges. A kutatási téma elsősorban brachyterápiás besugárzási tervek dozimetriájára irányul. A cél, hogy különböző daganat lokalizációknál eltérő dózisoptimalizálási módszereket alkalmazva meghatározzuk az ideális dózis-térfogati paramétereket. Emellett vizsgáljuk azt is, hogy milyen esetekben előnyösebb a brachyterápiás kezelés a külső sugárterápiával szemben.
Témavezető: Fröhlich Georgina (Országos Onkológiai Intézet)
A sejtadhézió vizsgálata jelölésmentes optikai módszerekkel a sejtek felületi sűrűségének függvényében
Témavezető/konzulens: Derényi Imre, Horváth Róbert
Leírás: A jelölésmentes biofizikai méréstechnikák napjainkban egyre nagyobb jelentőséggel bírnak, mivel segítségükkel jelölő molekula alkalmazása nélkül lehetséges akár egyedi sejtek szignalizációjának, adhéziójának és proliferációjának nagy érzékenységű kinetikai vizsgálata. A jelölő molekula elhagyása költséghatékonyabbá teszi a mérést, valamint a molekula esetleges zavaró, viselkedést módosító hatásával sem kell számolni. A BSc kutatómunka konkrét feladatai i) sejtadhéziós funkcionalizált felületek kialakítása (pl. RGD motívummal fedett) optikai bioszenzorok felületén. ii) Ezeken élő sejtek adhéziójának valós idejű követése. iii) A mért jelek analízise az adheráló sejtek felületi koncentrációjának függvényében. A jelölt munkájában analizálni fogja az egyedi sejt szintű optikai jeleket, a populáció eloszlásokat, illetve a populáció átlagos jeleit is. A kiértékeléshez már meglévő matematikai modelleket fog alkalmazni és már korábban kifejlesztett kódokat fog szükség esetén módosítani.
Szomatikus evolúció vizsgálata hierarchikus felépítésű szövetekben
Témavezető/konzulens: Derényi Imre, Szöllősi Gergely János
Leírás: A megújuló szövetekre jellemző hierarchikus differenciálódás képes korlátozni a káros mutációk felhalmozódásának és ezzel együtt a szomatikus evolúciónak az ütemét. A BSc kutatómunka feladata azon optimális szöveti paraméterek meghatározása, amik mellett a szomatikus evolúció elegendően lassú ahhoz, hogy a rákos daganatok (azaz a korlátlanul osztódásra képes mutáns sejtek) kialakulásának valószínűsége egy előre meghatározott (1-nél jelentősebb kisebb) érték alá essen.
Szomatikus evolúció vizsgálata növényekben
Témavezető/konzulens: Derényi Imre, Szöllősi Gergely János
Leírás: A növények egyik figyelemreméltó tulajdonsága, hogy hosszú élettartamuk és az ezzel járó nagy mennyiségű ágképződés ellenére nagyon kevés mutációt halmoznak fel. A BSc kutatómunka feladata annak meghatározása irodalmi adatokra támaszkodó elméleti modellezés segítségével, hogy a növényi őssejtek milyen osztódási stratégiát követnek a mutációk felhalmozódásának minimalizálása céljából.
A súlylökés és kalapácsvetés világcsúcsrangsorainak változásai a földforgás miatti tehetetlenségi gyorsulások és a testmagasság dobótávra kifejtett hatásainak figyelembevételével
Témavezető/konzulens: Horváth Gábor
Leírás: A szakdolgozó feladata analitikus becslésekkel és számítógépes modellezéssel vizsgálni a kültéri felnőtt férfi és női súlylökés és kalapácsvetés világcsúcsrangsorainak változásait a földforgás miatti centrifugális- és Coriolis-gyorsulás, valamint a testmagasság dobótávra kifejtett hatásainak figyelembevételével.
Ragadós napraforgóvirágmakettek által csapdázott rovarok számának vizsgálata a tesztfelület azimutirányának függvényében
Témavezető/konzulens: Horváth Gábor
Leírás: A szakdolgozó feladata egy nyári terepkísérletben keletre, délre és nyugatra néző, napraforgóvirágzatokat utánzó, függőleges, ragadós, sárga színárnyalatokkal bíró tesztfelületek által csapdázott rovarok számának meghatározása a felületekről készült fényképek számítógépes kiértékelésével. A cél azon elterjedt hipotézis ellenőrzése, hogy a keletre néző napraforgóvirágzatok tényleg több beporzó rovart vonzanak-e, mint a más égtáj (például dél vagy észak) felé nézők.
Gömb- és kockaakvárium optikai leképezése egy hal szemszögéből
Témavezető/konzulens: Horváth Gábor
Leírás: A szakdolgozó feladata számítógépes sugárkövetéssel annak vizsgálata, hogy egy gömb- és kockakváriumbeli hal miként látja az optikai környezetét. E probléma azon állatvédelmi rendelkezéseknek képezi az optikai hátterét, amelyek korlátozzák/tiltják a halak gömbakváriumokbeli tartását.
Kvázirészecske-interferencia numerikus vizsgálata topologikus szigetelőben
Témavezető/konzulens: Koltai János
Leírás: A kétdimenziós topologikus szigetelők jellemzője a minta kerülete mentén terjedő, időtükrözési szimmetria által védett élállapotok létezése. A munka során numerikusan vizsgáljuk az időtükrözési szimmetriát sértő mágneses szennyezők hatására kialakuló visszaszórást véges mintákban.
A Kekulé kötéstorzulás vizsgálata a grafén alacsony energiájú modelljében
Témavezető/konzulens: Koltai János, Tajkov Zoltán
Leírás: Grafén-réz szuperrácson újonnan végzett kísérleti eredmények egy szokatlan, Y formájú kötésszerkezetet mutattak ki a szénatomok méhsejtrácsában. A gyenge és erős kötések váltakozása egy, a grafén két Dirac-pontját összekötő modulációt hoz létre. A dolgozat témája egy grafén alapú alacsony energiás minimálmodell felírása, amely a fent említett modulációt is figyelembe veszi. A munka Tajkov Zoltán vezetésével az EK-MFA kutatóintézetben valósul meg.
Hideg rubídium atomfelhő vizsgálata abszorpciós leképezéssel
Témavezető/konzulens: Koltai János, Vukics András
Leírás: A mérések során magnetooptikai csapdában létrehozott hideg (10-100μK) rubídium atomokat világítunk meg rezonáns fénnyel, mely egy részét elnyelik, az így továbbhaladó nyalábot pedig egy CCD kamera segítségével rögzítjük. A leképezések készítéséhez biztosítani kell a készült képek és hátterek megfelelő minőségét, reprodukálhatóságát és a pontos időzítést. Ehhez szükséges a kamera szoftverének fejlesztése, a leképezés integrálása a teljes kísérleti ciklusba, valamint az optikai rendszer optimalizálása. Az elkészült leképezések valós méretét kalibrálva megállapítható a felhők mérete, valamint az optikai sűrűség vizsgálatával kiszámolható a felhőkben található atomok száma és sűrűsége. A felhők tágulási gyorsaságát vizsgálva különböző időpontokban végzett abszorpciós leképezésekkel pedig meghatározható az atomfelhő hőmérséklete. A munka a Wigner FK Kvantumoptika és Kvantuminformatika Osztályán készül Vukics András témavezetésével.
Fajképződés modellezése
Témavezető/konzulens: Meszéna Géza
A sejtadhézió vizsgálata optikai bioszenzororral és mikrofluidikai AFM-mel
Témavezető/konzulens: Szabó Bálint
Leírás: Az adherens sejtek valamely másik sejthez vagy egy felülethez tapadnak. Az adhéziót jól lehet jellemezni azzal az erővel, ami a tapadó felületek elválasztásához szükséges. Ezt az erőt FluidFM-mel közvetlenül, míg jelölésmentes optikai bioszenzorral közvetetten tudjuk mérni. Magát a sejtadhéziót sok paraméter befolyásolhatja, melyek közé tartozik a glikokálix, ami egy a sejteket körülvevő szénhidrátokban gazdag réteg és rákos sejtek esetében eltérő lehet a felépítése az egészséges sejtekétől. A szakdolgozat keretében enzimatikus emésztés segítségével FluidFM-et és jelölésmentes optikai bioszenzort használva vizsgáljuk a glikokálix sejtadhézióban betöltött szerepét.
A klímaváltozással kapcsolatos, mikrokontrollerrel vezérelt, terepi mérőeszköz építése
Témavezető/konzulens: Vadász Gergely Norbert
Leírás: A klímaváltozással kapcsolatos mérésekhez, terepi mérőeszközök építése grafikusan programozható mikrokontrollerek segítségével
Kézmozdulat alapú drónvezérlés gépi látással
Témavezető/konzulens: Vásárhelyi Gábor
Leírás: A mesterséges intelligencia rohamos fejlődése és a kapcsolódó hardware eszközök miniatürizálódása egyre inkább lehetővé teszi a gépi látás és adatfeldolgozás drónokon történő alkalmazását. A drónos látás számos jövőbeli drónos alkalmazás alapja lehet, ezek közül ebben a témában specifikusan a látás alapú, kézmozdulatokkal irányított drónvezérlést tűzzük ki célul. A téma megvalósításához először asztali számítógépen kísérletezzük ki a megfelelő kézmozdulat felismerő gépi látás algoritmust, majd ezt a Biológiai Fizika Tanszék autonóm repülő robot flottájának egyes képfeldolgozásra képes fedélzeti számítógéppel és webkamerával ellátott egyedeire ültetjük át.
Folytonos Axelrod modell tulajdonságainak vizsgálata
Témavezető/konzulens: Zafeiris Anna Kinga
Leírás: A “vélemény-dinamika” (vagy “opinion dynamics”) az a tudományterület, ami azt vizsgálja – elsősorban hálózatelméleti módszerek segítségével --, hogy emberi közösségekben a különböző vélemények hogyan terjednek. Ezen terület egyik legismertebb modellje az ún Axelrod modell, amelyben az egyedeket leíró ún. “kultúra-elemek” egész számmal vannak jellemezve. A kutatás célja ezen modell kiterjesztése és vizsgálata a valós számok halmazára.
Elméleti Fizikai Tanszék
Determinisztikus rendszerek modellterének redukálása nemlineáris időfejlődés esetében
Témavezető/konzulens: Nagy Márton Imre
Radar alapú vezetéstámogató rendszerek megbízható vizualizációja
Témavezető/konzulens: Papp Gábor
A húrelmélet holográfiai alkalmazásai
Témavezető/konzulens: Sinkovics Annamária
Leírás: A húrelmélet jelenlegi formája a holográfiai sejtés köré szerveződik, mely kimondja, hogy a húrelmélet a tér egy adott tartományában leírható a tartomány határán lévő duális térelmélettel. E szerint a húrelmélet és a térelméletek nem egymástól különböző konstrukciók, a térelméletek erősen csatolt tartományában alkalmasabb eszköz lehet a gravitációs, húrelméleti szabadsági fokokkal való megfogalmazás. A kutatási témában a holográfiai módszereket, elsősorban alacsony energiás gravitációs megoldásokat és tulajdonságaikat vizsgáljuk és alkalmazzuk erősen csatolt fizikai rendszerek leírására.
Sötétenergia modellek
Témavezető/konzulens: Trócsányi Zoltán
Leírás: Autonóm differenciálegyenletek megoldásának alkalmazása a Világegyetemet leíró kozmológiai modellekre.
A mérsékelt-égövi időjárás hőmérsékleti változékonyságának laboratóriumi modellezése
Témavezető/konzulens: Vincze Miklós Pál
Leírás: Az áramlástani hasonlóság elve lehetővé teszi bolygóléptékű légköri konvekciós folyamatok közelítő modellezését hőmérsékletgradienst biztosító peremfeltételekkel rendelkező, forgatott, asztali méretű kísérleti tartályokban. A szakdolgozati munka során ilyen elrendezésekben végzett kísérletekből nyert hőmérsékleti idősorok statisztikai elemzésével vizsgáljuk a hőmérsékleti szélsőségeket, illetve az adatsorok időbeli viselkedésének (pl. időtükrözésre vett szimmetriatulajdonságainak) jellegét. Az eredmények hozzásegíthetnek annak a kérdéskörnek a jobb megértéséhez, hogy miképpen változhat egy klímaváltozás-szerű esemény hatására bizonyos időjárási szélsőségek gyakorisága.
Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék
Képalkotás lemezek vibrációjával
Témavezető/konzulens: Csabai István
Leírás: A testek gerjesztés hatására vibrációs mozgást végeznek. A gerjesztő frekvenciától függetlenül különböző sajátmódusok gerjesztődnek. Ezek a sajátmódusok ortogonális teljes rendszert alkotnak, így megfelelő spektrális gerjesztéssel elvileg alkalmasak lehetnek tetszőleges 2D függvények kirajzolására (ennek egy egyszerű megvalósítása a Chladni kísérlet). A szakdolgozat keretében ezt a jelenséget vizsgáljuk elsősorban szimulációkkal.
Skálaparaméter szimulációk alternatív kozmológiai modellek szimulációjához
Témavezető/konzulens: Csabai István
Leírás: Az egyre pontosabb extragalaktikus mérések olyan eltéréseket tártak fel, melyek nem egyeztethetőek össze a standard Lambda-CDM modellel. Így a standard kozmológiai modell mellett egyre inkább előtérbe kerül az alternatív modellek vizsgálata. A szakdolgozat során ilyen modellek N-test szimulációjának támogatásához generálunk le és vizsgálunk különböző Univerzum tágulási modelleket.
Ferromágneses nanorészecskéket tartalmazó szerves gélek reológiájának vizsgálata
Témavezető/konzulens: Cserti József
Leírás: A munka célja olyan újfajta szerves gélek kísérleti kutatása, melyek mágneses térre érzékeny ferromágneses nanorészecskéket tartalmaznak. A vizsgált anyagcsalád egy háromkomponensű rendszer, mely egy apoláros oldószerből, hidrogénkötéseket létrehozó gelátorból és ferrofluidból áll. Modern reológiai mérések segítségével lehetőség nyílik a gélek komplex folyási/mechanikai tulajdonágainak (pl. komplex viszkozitás, rugalmas állandó) meghatározására az anyagösszetétel, hőmérséklet, nyírási amplitúdó, frekvencia függvényében. A ferromágneses komponens miatt a gélek reológiai tulajdonságai várhatóan jelentős mértékben függnek a mágneses tértől, aminek a megmérése a munka fontos részét képezi. A gélek összetételének szisztematikus változtatásával meghatározandó az optimális magnetoreológiai hatás, mely érdekes alkalmazásokban lehet hasznosítható. Sikeres munka esetén az eredmények publikációja várható.
ABC grafén elektronállapotai
Témavezető/konzulens: Cserti József, Oroszlány László
Leírás: Véges méretű ABC rétegződésben kialakított több rétegű grafén elektronállapotainak vizsgálata.
Gázhőmérséklet-számítás integrálása kinetikus plazmaszimulációba
Témavezető/konzulens: Csordás András
Leírás: Az alacsony hőmérsékletű plazmák fenntartásáért elsősorban az elektronütközéses ionizáció felelős. Az ehhez szükséges energiát a plazmában lévő elektromos tér biztosítja. Az ütközési folyamatok szabad úthossza a hatáskeresztmetszet mellett függ a gáz sűrűségétől, amit egy adott nyomás esetén a gáz hőmérséklete határoz meg. Így az ionizációs egyensúlyt és plazma paramétereit a gáz hőmérséklete befolyásolja. A munka során a gázhőmérséklet számításának beintegrálását tervezzük egy, a csoportunkban fejlesztett részecske-alapú kinetikus szimulációs kódba. A hőmérsékletnövekedés számításában figyelembe vesszük a gázfázisú ütközési folyamatok során bekövetkező energiacserét, ami lehetővé teszi a gázhőmérséklet térbeli eloszlásának kiszámítását az elektródák hőmérsékletének (mint peremfeltételek) ismeretében. Az utóbbit az elektródák hőmérsékletét növelő részecskefluxusokból és a elektródákból elvezetett hőenergia egyensúlyából határozzuk meg.
Spin-pálya csatolás grafén nanoszallagokban
Témavezető/konzulens: Kormányos Andor
Intelligens képfeldolgozási módszerek fejlesztése a Wendelstein 7-X sztellarátor videódiagnosztikájához
Témavezető/konzulens: Oroszlány László
Leírás: A Wendelstein 7-X (W7-X) a legnagyobb jelenleg működő sztellarátor típusú fúziós berendezés a világon. Célja, hogy demonstrálja az optimalizált sztellarátorokban rejlő lehetőséget egy jövőbeli fúziós erőmű szempontjából. A tokamakokkal szemben, amelyek alapvetően impulzus üzeműek, a sztellarátorok elméletileg folyamatos üzemre képesek.Az Energiatudományi Kutatóközpont (EK) Fúziós Plazmafizika Laboratóriuma fejlesztette és üzemelteti a W7-X-en a videódiagnosztika alapjául szolgáló (EDICAM) rendszert. A sztellarátor belső falának közel 95%-át látja a 10 darab, speciális kamera. A hallgató feladata a kamerarendszer adatainak feldolgozása és intelligens (akár gépi tanulás alapú) algoritmusok fejlesztése, amelyekkel ezen jelenségeket vizsgálhatjuk és megérthetjük, ill. később, a kísérleti kampány során, akár valós időben is alkalmazni tudjuk.
Külső témavezető: Szepesi Tamás (szepesi.tamas@ek-cer.hu)
Kvantumprogramok futtatása
Témavezető/konzulens: Rakyta Péter
Leírás: A kvantumos számítógépek megjelenésével és gyors fejlődésével lehetőség nyílik a kvantumos algoritmusok nyújtotta gyorsulási lehetőségek kiaknázására. A jelenlegi kvantumos hardver kapacitások mellett még fontos szempontot jelent a kvantumos programok minél kevesebb kvantumlogikai kapuval történő előállítása. Munkánk során oiptimalizációs eljárással bontjuk fel kevés szabadsági fokkal rendelkező rendszerek kvantumos időfejlődését kvantumlogikai kapuk sorozatára és futtatjuk azt valódi kvantumszámítógépen és szimulációs eszközökön.
Kognitív változók hatása idegsejt populációk dinamikájára
Témavezető/konzulens: Stéger József
Közlekedési lámpák kapcsolásának optimalizálása a forgalom függvényében
Témavezető/konzulens: Stéger József
Leírás: A torlódások kialakulásának gyakori oka, hogy a közlekedési lámpák kapcsolása nem minden forgalmi helyzetre optimális. Így példáu egy beállításl, ami enyhe forgalom mellett jól működik, az sűrű forgalomnál pont az ellenkező hatást váltja ki. Cél számítógépes szimulációk segítségével egy lámpavezérkő programmodell megalkotása, ami a forgalmi helyzethez adaptálódik, minimalizálva a torlódást.
Folyadékszint meghatározása laboratóriumi mintákban képelemző program segítségével
Témavezető/konzulens: Stéger József
Leírás: Az orvosi/biológiai területen a laboratóriumi dolgozók rutinmunkáinak részleges kiváltására gyakran robotizált megoldásokat terveznek és építenek. Egy tipikus feladat a diagnosztikai célra levett, csövekben tárolt vérminták feldolgozása. A minta preparációja során a folyadék rétegekre bomlik, amelyek között viszonylag éles határ alakul ki. A csövekről készülő fénykép eket kell elemezni, a különböző optikai tulajdonságú folyadékrétegek közötti szinteket kell megtalálni. Ez olyan információ , ami alapján a pipettázó robotkart lehet vezérelni, azt megfelelő pozícióba mozgatva, a kívánt folyadéktípust le lehet szí vni további vizsgálatok céljából. A téma komplex, a csövek különbözőek lehetnek, a bennük található vér térfogata változó. Feladat rugalmas algoritmust építeni, ami a különböző szituációkban is jól működik.
Paraméterezhető statikus nem linearitás modellezése és implementálása
Témavezető/konzulens: Stéger József
Leírás: A hangtechnikában gyakran nemlineáris transzformációk segítségével érik el a kívánt felhasználói élményt. A szakdolgozatban feladat körüljárni és szimulációkon keresztül megmutatni egy ilyen alkalmazást. Továbbá célul tűzük ki ennek megépítését é s tesztelését.
Shaping the representation of deep generative models by the translation invariance inductive bias
Témavezető/konzulens: Vattay Gábor
Leírás: Machine learning models of natural images can be characterized by the representations they learn about the image statistics. This is a key question if we explore natural images, where the representations can be interpreted as the variables discovered by the model that contribute to the generative process of observations. Establishing the principles that affect the emergence of these representations is a key challenge in machine learning, and inductive biases are considered the key factors that determine the quality of the representations. In this project we explore one particular inductive bias that contributes to efficient learning: the bias to learn a translation invariant representation. Translation invariance is an important feature of natural scenes: statistics of natural images is preserved across shifted visual subfields.
Csillagászati Tanszék
Egy eruptív csillag protoplanetáris korongjának kémia összetétele
Témavezető/konzulens: Fernando Cruz-Saenz de Miera a Konkoly, Gabányi Krisztina
Leírás: Jelenlegi ismereteink szerint abolygók a csillagok fejlődésének korai szakaszában jönnek létre és a fiatal csillag körötti korong kémiai összetételét öröklik. Tehát a bolygó fejlődés megértéséhez elengedhetetlen a protoplanetáris korongok kémiai összetételének és fejlődésének tanulmányozása. A tipikus protoplanetáris korongokban a hőmérséklet annyira alacsony, hogy a legtöbb kémia elem fagyott állapotban van, emiatt detektálásuk nehézkes. Az eruptív fiatal csillagok esetén azonban időszakosan megnövekszik az akkréciós ráta, így a korong elérheti a pár száz Kelvin fokot is. A szakdolgozó a az Orion molekuláris ködben lévő Haro 5a IRS jelű FUor típusú eruptív csillag kémiai összetételét fogja tanulmányozni. Az eredményeket a csillag- és bolygókeletkezés témakörében értelmezve és összevetve a Naprendszerben tapasztaltakkal.
TXS 1206+549: egy gamma-sugárzó keskeny vonalas Seyfert-1 galaxis vizsgálata
Témavezető/konzulens: Frey Sándor, Gabányi Krisztina
Leírás: A rádiósugárzó keskeny vonalas Seyfert-1 galaxisok a többi jetes aktív galaxismaghoz képest kisebb tömegűek és nagyobb anyagbefogási rátával rendelkeznek, ezért szerepük fontos a jetek kialakulásának tanulmányozásában. Közülük csak néhány olyat ismerünk, amely a gamma-tartományban is sugároz. Ezek mindegyike alacsony vöröseltolódásnál található. A TXS 1206+549 az első olyan rádió- és gamma-sugárzó keskeny vonalas Seyfert-1 galaxis, amelyet egynél nagyobb vöröseltolódásnál figyeltek meg. A szakdolgozó feladata, hogy a rendelkezésre álló, archív, nagyon hosszú bázisvonalú interferométeres technikával készült adatok segítségével feltérképezze a forrás ezredívmásodperces felbontású rádiószerkezetét.
Üstökösmag megfigyelhetőség szimuláció Comet Interceptor űrszondához
Témavezető/konzulens: Gabányi Krisztina, Kereszturi Ákos
Leírás: Az ESA Comet Interceptor űrszondája egy még nem felfedezett, a Naprendszerbe elsőként belátogató üstökösmagot fog meglátogatni. Mivel az égitest jellemzői (főleg albedoja és mérete), valamint a találkozás geometriai paraméterei (távolság, megvilágítási és rálátási viszonyok) előre nem ismertek, a kamera számára várható paraméterek megbecslése egyszerű szimulációval illetve modellezéssel lehetséges. Utóbbi feladat magnitúdó számítások elvégzését, némi programozási ismereteket és kreativitást, rugalmasságot igényel.
Tavaszi jégfoltok keresése a Mars déli féltekéjén
Témavezető/konzulens: Gabányi Krisztina, Kereszturi Ákos
Leírás: A Marson kulcskérdés a víz mai előfordulási esélyének, lehetőségnek a megértése. Ennek tesztelésére olyan tavaszi jégfoltokat kellene találni a bolygó déli féltekéjén, amelyek a pólussapka visszahúzódása nyomán visszamaradtak, és az erősödő besugárzás révén esetükben nem kizárható, hogy a cseppfolyós fázis is megjelenik. Az ilyen jégfoltok azonosításához az MRO-űrszonda HiRISE felvételeinek elemzése szükséges a szakdolgozat keretben.
A PKS 1424-240 neutrínó-forrás jelölt blazár rádiócsillagászati vizsgálata archív VLBA mérések alapján
Témavezető/konzulens: Gabányi Krisztina, Kun Emma
Leírás: Az antarktiszi IceCube Neutrínó Detektor adatainak 10 éves idő-integrált analízise szerint a PKS 1424-240 jelű blazár irányából p-value=0.0016 valószínűséggel bő 41 db neutrínó érkezhetett a megfigyelési idő alatt. Ezzel a PKS 1424-240 a harmadik legerősebb neutrínó-jelölt az IceCube Kollaboráció által összeállított forráslistán. A Monitoring Of Jets in Active Galactic Nuclei with VLBA Experiments (MOJAVE) nevű rádiócsillagászati felmérés keretében egyes extragalaktikus részecskenyalábokról már több mint 20 éve készülnek rendszeresen 15 GHz-es (2 cm), ún. nagyon hosszú bázisvonalú interferometriai (very long baseline interferometry, VLBI) mérések. A jelölt feladata a PKS 1424-240 IceCube neutrínóforrás-jelölt blazár VLBI térképezése, nyalábkinematikai vizsgálata és potenciális neutrínó-keltő régiók azonosítása lesz, MOJAVE kalibrált vizibilitások alapján.
Szupernóva spektrumának modellezése a syn++ kóddal
Témavezető/konzulens: Gabányi Krisztina, Vinkó József
Leírás: A szupernóva robbanások optikai spektruma rendkívül sok információt hordoz ezen érdekes objektumok gazdag fizikájáról. Azonban a spektrumok értelmezése a folyamatok komplexitása miatt direkt erre készített modelleket igényel. Egy ilyen publikusan elérhető modellező kód a syn++, amellyel többféle típusú szupernóva optikai spektruma is sikeresen leírható, legalábbis a fotoszferikus fázisban. A hallgató feladata egy már meglévő szupernóva spektrumra illeszkedő modell felépítése és értelmezése, a szupernóvát jellemző fizikai paraméterek (hőmérséklet, tágulási sebességek, kémiai összetétel, a vonalformáló tartomány kiterjedése stb.) meghatározása.
The production of Al-26 in the stars of the asymptotic giant branch
Témavezető/konzulens: Petrovay Kristóf
Leírás: Investigation of the variation of the 26Al(n,alpha)23Na and 26Al(n,p)26Mg reaction rates in AGB stars by numerical stellar evolution models and comparison of the results with meteoritic abundance data.
Supervisor: Dr Maria Lugaro (ELKH CsFK)
Báriumcsillagokkal a lassú neutronbefogásos folyamat nyomában
Témavezető/konzulens: Petrovay Kristóf
Leírás: Báriumcsillagok elemgyakoriságainak vizsgálata, ezek észeléléseinek összevetése AGB csillagok nukleoszintézis modelljeivel.
Témavezető: Dr. Lugaro Maria
Szoláris aktív régiók dinamó-effektivitási tartományának empirikus meghatározása
Témavezető/konzulens: Petrovay Kristóf
Leírás: Publikus adatbázisok alapján, a közelmúltban kifejlesztett algebrai módszerrel.
Szolaris helicitas vizsgalata
Témavezető/konzulens: Robert von Fay-Siebenburgen
Leírás: Szolaris helicitas vizsgalata
A por dinamikája és bolygók növekedése protoplanetáris korongokban
Témavezető/konzulens: Sándor Zsolt
Bolygók növekedése a korongok porkomponensének akkréciója során
Témavezető/konzulens: Sándor Zsolt
Leírás: A jelölt a protoplanetáris korongok különböző modelljeiben vizsgálja a kőzetbolygók növekedését a por akkréciójának következtében.
A kőzetbolygók kialakulásának vizsgálata N-test szimulációk segítségével
Témavezető/konzulens: Süli Áron
Leírás: A Naprendszerben a bolygók összeállása mikrométers nagyságú, finom porszemcsékből indult, amelyek fokozatosan milliméteres, centiméteres, majd méteres, végül néhány kilométeres égitestekké, ún. planetezimálokká álltak össze. Ezek végül 100 millió éves időskálán egymással összeütközve létrehozták a bolygókat melyek egymástól jól elkülönült, stabil pályákon keringenek.
Az exobolygók felfedezése megmutatta, hogy a Naprendszer struktúrája nem általános az exobolygórendszerek felépítése gyökeresen eltérő, így szükség volt a keletkezési elméletek átfogó felülvizsgálatára. Ehhez a jelöltnek szüksége lesz a vontakozó irodalom áttekintésére. A jelölt feladata a jelenleg elfogadott keletkezési elmélet alapján a planetezimálok és kőzetbolygók összekovácsolódásának ismertetése, továbbá N-test szimuláció kezdőfeltételeinek kidolgozása a fentiekre tekintettel. A meghatározott kezdőfeltételekkel egy N-test szimuláció futtatása és a kialakult bolygórendszer bemutatása.
Galaxisfejlődés vizsgálata az Illustris modell felhasználásával
Témavezető/konzulens: Tóth László Viktor
Leírás: - egy megfelelő minta (tipikus GRB hostok) összeállítása a szimuláció adataiból, több időszeletben (snapshot) - a minta összehasonlítása a valós adatokkal a meglévő paraméterek mentén - megvizsgálni a paraméterek időbeli alakulását, kiválasztott elemekre a fejlődéstörténetet (merger tree?)
Geofizikai és Űrtudományi Tanszék
Müográfiai direkt probléma modellezése
Témavezető/konzulens: Balázs László
Leírás: A müográfia gyorsan fejlődő módszer, nagyszámú alkalmazással. A detektorok által mért adatok alapján történő jó minőségű sűrűségeloszlás rekonstrukció csak megfelelő adatfeldolgozás után lehetséges. A jelöltnek meg kell ismerkednie a földi müontér jellegzetességeivel és a detektálás folyamatával, kapcsolódva a Wigner Kutatóközpontban működő REGARD kutatócsoport kutatásaihoz. A kifejlesztett detektorokra vonatkozóan vizsgálnia kell a detektálás hatásfokát, annak szögfüggését, figyelembe véve a többrétegű detektorokra alkalmazott jelfeldolgozás módját. A származtatott összetett hatásfok a térszög szerint rögzített impulzusszámlási sebesség eloszlások és az energia szerint integrált müonfluxus konverziót valósítsa meg. Ez utóbbi gyengülése szolgáltatja pl. a tomográfia bemenő adatait. Az elvégzendő munka lényeges eleme a hibaterjedési modell felállítása is. Témavezető: Dr. Hamar Gergő _x0009__x0009_ Wigner F.K. Belső konzulens: Dr. Balázs László Geofizikai és Űrtudományi Tanszék
MTA-ELTE Geológiai, Geofizikai és Űrtudományi Kutatócsoport
Müográfiai képalkotás hátterének vizsgálata
Témavezető/konzulens: Surányi Gergely
Leírás: A müográfia egy új interdiszciplináris tudományterület, ahol a részecskefizika eszköztárát tudjuk használni geofizikia, geológiai, vagy akár ipari rendszerek belső struktúrájának feltérképezésére (pl: vulkánok, barlangrendszerek, érctestek). A Hallgató aktívan bekapcsolódik a WignerFK-ban működő REGARD Csoport müográfiai projektjeibe, megtanulja a használt detektorrendszerek belső felépítését és felhasználói működtetését; valamint bekapcsolódik a Catania Egyetemmel közösen tervezett mérések (Mussomeli, Etna) előkészítésébe. A munka szoftveres részeként Hallgató feladata a müongráfiai képalkotáskor jelentkező fizikai és kombinatorikai háttér vizsgálata. A nyomkövető rendszer algoritmusainak és paramétereinek hatását vizsgálni a háttérelnyomás, valamint a müográfiai képélesség optimalizálásához. Terepi feladata a Mussomeli/Etna mérésekhez tervezett detektorrendszer validálása, működési paramétereinek ellenőrzése.
2020/21-es tanév
62 darab témakiírás
Anyagfizikai Tanszék
Természetesen hangolt biológiai eredetű fotonikus nanoarchitektúrák optikai és szerkezeti vizsgálata
Témavezető/konzulens: Groma István
Leírás: A lepkék szárnyain gyakoriak a fotonikus nanoszerkezeteken alapuló színek, amelyek különleges fémes csillogással vagy színjátszó visszaveréssel is rendelkezhetnek. A fizika és az anyagtudomány szemszögéből közelítve, a lepkéken előforduló szerkezeti színek feltérképezése, valamint az azokat előállító fotonikus nanoarchitektúrák működésének megismerése igen fontos feladat. Az így nyert tudás eredményesen hasznosítható a potenciális alkalmazások esetében, amelyek e biológiai eredetű mintákat használják fel. A keleti féltekén előforduló Arhopala nemzetség hímjei esetében a szárnyak felszíne gyakran a kék és a zöld változatos árnyalataiban pompázik, amelyeket hasonló szerkezeti elvek szerint felépülő fotonikus nanoarchitektúrák állítanak elő. A tervezett munka során a jelölt optikai mikroszkópia, valamint pásztázó és transzmissziós elektronmikroszkópia segítségével feltérképezi e természetesen hangolt fotonikus nanoarchitektúrák szerkezeti jellemzőit.
Opikai fázisrácsok és hullámvezetők készítése és minősítése amorf és kristályos optikai anyagokban ionimplantálással
Témavezető/konzulens: Groma István
Mágneses nanoszerkezetek létrehozása FeRh vékonyrétegben.
Témavezető/konzulens: Ispánovity Péter Dusán
Leírás: A különleges mágneses tulajdonságai miatt, a FeRh rendszerből készített vékonyrétegek fontos szerepet játszhatnak a jövő spintronikai alkalmazásaiban. A szakdolgozat során, maszkolt neon besugárzás segítségével hozunk létre ferromágneses, szubmikron méretű tartományokat paramágneses mátrixban. Külső témavezető: Merkel Dániel
Deformált Cu egykristályok mikroszerkezeti inhomogenitásának vizsgálata indentációs és EBSD mérések alapján
Témavezető/konzulens: Ispánovity Péter Dusán
Leírás: A nanoindentációs mérések a minta keménységét egy kicsiny, néhány um^3-es tartomány esetében adják meg. Ha a minta belső mikroszerkezete inhomogenitást mutat, akkor az indentációs mérések is sztochasztikus jelleget öltenek. A jelölt feladata ezen véletlenszerű viselkedés vizsgálata, azaz korrelációk keresése a mért keménység és a mikroszerkezet jellemzői között. Ennek érdekében HR-EBSD méréseket fog végezni deformált réz egykristályokon mind az indentáció előtt, mind után. Ennek segítségével meghatározható a geometriailag szükséges diszlokációk sűrűsége és típusa éppen a felület alatti kb. 100 nm vastagságú tartományból. A mérések választ fognak adni arra, hogy a ezen tulajdonságok hogyan befolyásolják a lokális mechanikai viselkedést.
Cu egykristályok hajlítása során kialakuló diszlokáció mikroszerkezet kísérleti vizsgálata
Témavezető/konzulens: Ispánovity Péter Dusán
Leírás: Deformáció hatására a fémekben diszlokációk halmozódnak fel, gyakran mintázatokba rendeződve. A ilyenkor térben inhomogén diszlokációsűrűségnek két tag járulékaként áll elő: ezek a geometriailag szükséges és a statisztikusan tárolt diszlokációsűrűség. A kettőt az különbözteti meg, hogy az előbbi okozza a kristályrács görbületét maradandó alakváltozás esetén.
A szakdolgozati kutatás során a jelölt a geometriailag szükséges diszlokációsűrűség felépülésének dinamikáját fogja vizsgálni mikronos méretű Cu egykristályok hajlítása során. Ennek érdekében fókuszált ionsugárral fog kialakítani 4:1:1 méretarányú oszlopokat, melyeket in situ fog deformálni egy pásztázó elektronmikroszkópban különböző mértékig. A deformált minták felszínén elektrondiffrakciós mérésekkel fogja meghatározni a kialakuló diszlokációstruktúra tulajdonságait. Az eredményekből következtethetünk majd az ennél a méretskálánál jellemző diszlokációreakciókra, melyek a méreteffektusok magyarázatául is szolgálhatnak majd.
A Pannon medence P-hullám sebességterének meghatározása lokális földrengések menetidő adataiból
Témavezető/konzulens: Nguyen Quang Chinh
Leírás: A kutatás keretében a hallgató gyűjtse össze a magyar és nemzetközi adatbázisokban rendelkezésre álló nagy tömegű adathalmazt, az adatok minőségi válogatása után készítse el a hazánk alatti felső köpeny és földkéreg 1D tomográfiás sebességmodelljét, majd az eredményeket vesse össze korábbi geofizikai inverziós eredményekkel és geológiai, szerkezeti térképekkel. A jellemző határfelületek (Moho, stb.) mélységének meghatározása nagyban hozzájárulhat hazánk tektonikájának megismeréséhez. A hallgatónak szüksége lesz a Linux operációs rendszer ismeretére, képesnek kell lennie kisebb programozási feladatok megoldására
Mesterséges intelligencia algoritmusok alkalmazása az anyagtudományban
Témavezető/konzulens: Ribárik Gábor
Leírás: A mesterséges intelligencia (MI) az elmúlt időben széles körű figyelmet kapott az anyagtudományban is az automatizálás fokozásának és a termelékenység felgyorsításának lehetősége miatt, jelentős szerepe van a korszerű anyagok tervezésben. Az egyre javuló számítási teljesítmény és fejlett mély tanulási algoritmusok járulnak hozzá a MI széles körű alkalmazásához. A korszerű (pl. szinkrotronos) mérési technikák megjelenésével igen nagy számú adat áll rendelkezésünkre, melyek kezelése és kiértékelése jelentős kihívást jelent. Ilyen esetekben különösen indokolt a MI algoritmusok alkalmazása. A diplomamunka témája ezen módszerek megismerése és alkalmazása különböző anyagtudományi problémák megoldására.
Nagydeformációval előállított Mg-alapú ötvözetek mikorszerkezete és hidrogéntárolási tulajdonságai
Témavezető/konzulens: Révész Ádám
Leírás: Napjaink egyik legégeő?bb problémája Földünk egyre nagyobb mérték? energiafelhasználása. Noha az energiaforrások között ma már egyre nagyobb hányadban vannak jelen a megújuló források, a világ energiatermelésének jelentős többségét még mindig nem megújuló energiahordozók fedezik. Az utóbbi két évtizedben nagy érdekl?dés övezi a hidrogén energiaszektorba való beépítését, ami alapjául szolgálhat egy hidrogénalapú energiagazdaságnak. Ennek részekén intenzív kutatások irányulnak új, szilárdfázisú hidrogéntároló rendszerek kifejlesztésére. Szilárdfázisú tárolás alatt többek között fém-hidridek formájában, vagy egyéb nanostruktúrált anyagokon való megkötés értendő. Az egyik legkiemelkedőbb ezek közül a magnézium, mely 7,6 tömeg % hidrogént képes megkötni, ami magasabb, mint bármely más fém-hidrogén rendszerre vonatkozó érték. Jelen szakdolgozat keretében a jelölt egy nagydeformációval előállított Mg-alapú mintasorozat H-tárolási tulajdonságait fogja vizsgálni.
MoS2 alapú kvantumdotok transzport tulajdonságainak vizsgálata
Témavezető/konzulens: Széchenyi Gábor
Atomfizikai Tanszék
Femtoszkópia az LHC CMS kísérletében
Témavezető/konzulens: Csanád Máté
Ion-gyorsítás nagyintenzitású lézerimpulzussal
Témavezető/konzulens: Csanád Máté
Leírás: Témavezető: Ráckevi Béla (Wigner FK) Belső konzulens: Csanád Máté
Nehéz kvarkok vizsgálata az ALICE kísérletnél
Témavezető/konzulens: Csanád Máté, Vértesi Róbert
Leírás: A CERN nemzetközi kutatóközpont LHC gyorsítója az erős kölcsönhatás alapvető természetét vizsgálja nagy sebességre felgyorsított protonok illetve nehézionok ütköztetése segítségével. Ezekben a nagyenergiás ütközésekben a nehéz (charm és beauty) kvarkok a reakció korai fázisában, ún. kemény folyamatokban keletkeznek, és a folyamat későbbi állapotaiban is megmaradnak, így a segítségükkel a kvantumszíndinamikai elméletek érvényessége, valamint a nehézion-ütközésben létrejövő erősen kölcsönható forró közeg tulajdonságai is vizsgálhatóak. Míg az LHC 2015-ben indult Run-2 adatgyűjtési periódusa az ALICE detektorrendszer segítségével elsősorban a charm kvarkok részletgazdag megismerését tette lehetővé, a hamarosan induló Run-3 során a beauty kvarkok minden korábbinál pontosabb mérése válik lehetővé. A jelentkező bekapcsolódhat Run-2 kutatási adatok kiértékelésébe, illetve a Run-3 adatfelvételre való felkészülésbe, ezáltal a világ egyik vezető nagykísérletének eredményeihez járul hozzá.
Kvantummechanikai effektív hatások számítása a funkcionális renormálási csoport módszerével
Témavezető/konzulens: Fejős Gergely
Leírás: A hallgató feladata kvantummechanikai rendszerek alapállapoti és termodinamikai viselkedésének meghatározása a funkcionális renormálási csoport módszer segítségével.
A kvantummechanika matematikai paradoxonai
Témavezető/konzulens: Fejős Gergely
Leírás: A szakdolgozó a kvantummechanika matematikai precizitást mellőző Dirac-féle bra-ket formalizmusán keresztül az elmélet látszólagos ellentmondásait térképezi fel és kutatja eddig nem vizsgált vonatkozásait.
Pelletbelövések hatása a szélplazmasűrűség-fluktuációkra a Wendelstein 7-X sztellarátorban
Témavezető/konzulens: Nagy Márton Imre
Leírás: Témavezető: Dunai Dániel (belső konzulens: Nagy Márton)
Az ILM instabilitások vizsgálata a Wendelstein 7-X sztellarátorban
Témavezető/konzulens: Nagy Márton Imre
Leírás: Témavezető: Dunai Dániel (belső konzulens: Nagy Márton)
Képalkotás kozmikus müonok keltette másodlagos részecskékkel
Témavezető/konzulens: Nagy Márton Imre
Leírás: Témavezető: Hamar Gergő (belső konzulens: Nagy Márton)
Kísérleti adatminőség meghatározása az LHC CMS kísérletében gépi tanulási módszerrel
Témavezető/konzulens: Pásztor Gabriella
Leírás: A genfi CERN nemzetközi kutatóközpont CMS kísérlete az LHC-nek, a világ legnagyobb energiájú gyorsítójának proton-proton ütközéseiben vizsgálja az elemi részecskék tulajdonságait es keres nyomokat egy a részecskefizika Standard Modelljén túlmutató elméletre. A komplex CMS detektor modern félvezető technológiát alkalmazó alrendszerei fontos szerepet játszanak az események rekonstrukciójában. A pontos mérésekhez elengedhetetlen a kísérleti adatok minőségének folyamatos ellenőrzése, a problematikus mérések felismerése és korrekciója, esetleg kizárása az adatmintából. A gépi tanulási módszerek a rendelkezésre álló alacsony és magasszintű információk felhasználásával új lehetőséget adnak ezen feladat optimális elvégzésére.
A jelentkező a CMS kísérlet luminozitás mérésre használt detektorainak adatait fogja gépi tanuláson alapuló módszerekkel elemezni egy új adatellenőrző módszer kidolgozását maga elé tűzve.
A proton szerkezetének vizsgálata dupla partonszórás mérésével a CERN LHC CMS kísérletében
Témavezető/konzulens: Pásztor Gabriella
Leírás: Dupla partonszórás (DPS) esetén egy proton-proton ütközés során két elemi parton-parton kölcsönhatás is megvalósul. A folyamat vizsgálata fontos információkkal szolgál a proton belső szerkezetének pontosabb megismeréséhez. A jelenség kimutatásának ígéretes módszere az azonos töltésű W bozon pár keletkezésének vizsgálata, amelyhez a CMS kísérlet 2016-18-ban 13 TeV tömegközépponti energián gyűjtött adatait használjuk fel. A korábbi ilyen jellegű mérés csupán 3.9 sigma szignifikanciát ért el ezen ritka folyamat észlelésére. A kutatás célja a a DPS felfedezése WW eseményekben a fő hátterek elnyomására alkalmazott gépi tanulási módszerek optimalizációjával, illetve a korábban fel nem használt 2018-as adatok feldolgozásával.
Új precíziós luminozitásmérő detektor modellezése
Témavezető/konzulens: Pásztor Gabriella
Leírás: A Nagy Hadronütköztető nyalábintenzitásának növelésével szükségessé válik a meglévő detektorrendszerek továbbfejlesztése. A luminozitás detektorok feladata a gyűjtött adatmennyiség pontos mérése, amely fontos bemenő információ szinte minden fizikai mérés számára, és a legpontosabb hatáskeresztmetszet meghatározások esetén a domináns bizonytalanságot adja. A tervezett komplex berendezés csúcstechnológiás félvezető (szilícium pixeldetektor) technológián alapul.
A jelentkező bekapcsolódik a nemzetközi CMS Kollaboráció által tervezett detektor működésének modellezésébe, szimulációjába az elérhető legnagyobb pontosság meghatározásának céljából.
Van-e az FLRW-metrikának a kozmológiában alternatívája?
Témavezető/konzulens: Raffai Péter
Leírás: Az Einstein-egyenletekből a Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker-metrikát (FLRW-metrikát) használva levezethetők az univerzum fejlődését leíró Friedmann-egyenletek, melyeknek egyik megoldása a standard LCDM-modell. A szakdolgozati munka célja az FLRW metrikus tenzor általánosítása, vagyis megtalálni azt a legáltalánosabb metrikus tenzor alakot, amely leírja a kozmológiai elvet teljesítő (ti. homogén és izotróp) univerzumok geometriáját. Ilyen általánosítás lehet az FLRW metrikus tenzor 00 komponensének lecserélése valamilyen sugártól és időtől függő függvényre, a térbeli távolságok ismert átskálázódása mellett megengedve az időbeli távolságok átskálázódását is az univerzum evolúciója során. Megengedhető és értelmezhető-e az FLRW-metrika ilyen általánosítása? Vajon megváltoznak-e ezzel a Friedmann-egyenletek? Amennyiben igenlő válaszokat kapunk, megvizsgáljuk az így kapott univerzum lehetséges fejlődéstörténeteit, és azok összhangját az ismert kozmológiai megfigyelésekkel.
A Future Circular Collider kicsatolt nyaláboptikájának és nyalábmintázatának optimalizálása (külső témavezető Barna Dániel)
Témavezető/konzulens: Veres Gábor
Leírás: A Future Circular Collider (FCC) projekt célja a CERN-ben megépítendő következő gyorsítógyűrű koncepciótervének kidolgozása. Az egyik megoldandó feladat a 8.5 GJ energiát tároló proton-nyalábok biztonságos elnyeletése az ún. nyalábtemetőben. Ehhez egy speciális mágnesrendszer szükséges, amely eloszlatja a nyalábot a nyalábtemető felületén. A jelentkező feladata az optimális mintázat, illetve a mágnesrendszer koncepciójának kidolgozása. Szükséges előismeretek: programozás, alapvető numerikus módszerek
Biológiai Fizika Tanszék
Biológiai és modell idegsejtekből alkotott hibrid neuronhálózatok létrehozása és alkalmazása
Témavezető/konzulens: Czirók András
Leírás: Agy-számítógép interfészek működése: mérnöki tervezés elvei, valamint a lehetséges terapeutikai alkalmazások
Influenzavírus tartalmú biológiai rendszerek fizikai paramétereinek vizsgálata
Témavezető/konzulens: Derényi Imre
Leírás: Az influenzavírusok minden szezonban a humán populáció mintegy 10%-át fertőzik meg és ezzel rendkívül nagy nyomást helyeznek az egészségügyi rendszerre és a gazdaságra is. Nagyfokú változékonyságuk szegmentált RNS genomjukból és széles állati rezervoárjukból adódik. Ez a változékonyság újabb és újabb kihívások elé állítja az influenza diagnosztikájával foglalkozó szakembereket. Az utóbbi években tapasztalható csökkent hemagglutinációs hajlam miatt egyes influenzatörzsek diagnosztikája már önmagában is nehézségeket okoz és arra sarkallja a kutatókat, hogy mind újabb módszereket dolgozzanak ki. Az új fejlesztési lehetőségek igénye hívta életre a témát, melynek célja, az influenzavírust tartalmazó rendszerek elektrokémiai és optikai tulajdonságainak oly aspektusból történő vizsgálata, mely egy esetleges új, hatékony és gyors diagnosztikát tesz lehetővé.
Témavezető: Kuti Dávid, Nemzeti Népegészségügyi Központ
A forgó és keringő Föld tehetetlenségi gyorsulásai a dobósportok hátteréül
Témavezető/konzulens: Horváth Gábor
Leírás: A szakdolgozó feladata a Föld forgása és keringése miatt a felszínén fellépő négy (transzlációs, Euler, Coriolis, centrifugális) tehetetlenségi gyorsulás számítása és a Newton-féle nehézségi gyorsulással való összehasonlítása annak kiderítése érdekében, hogy a dobósportok dobótávjára melyik gyorsulásfajta milyen nagyságrendű hatással bír.
Kis szöggel elforgatott kétdimenziós heteroszerkezetek elméleti vizsgálata
Témavezető/konzulens: Koltai János
Leírás: A kétdimenziós anyagok tulajdonságainak vizsgálata napjaink legintenzívebben kutatott területei közé tartozik különleges elektromos tulajdonságaiknak és széleskörű alkalmazási lehetőségeiknek köszönhetően. Az elektromos tulajdonságok skálája tovább szélesíthető amennyiben kettő vagy több (akár különböző szerkezetű) két dimenziós kristályt egymásra helyezünk. Amennyiben ezeket a rétegeket egymáshoz képest elforgatjuk, úgy olyan egzotikus viselkedést is tapasztalhatunk mint a magas hőmérsékletű szupravezetés a "varázs szöggel" (magic angle) elforgatott kétrétegű grafénban. A hallgató feladata az ilyen szerkezetek modellezése saját fejlesztésű szoros kötésű közelítést alkalmazó programmal.
Rácsrezgések hatásának vizsgálata az egydimenziós Su-Schrieffer-Heeger modellben
Témavezető/konzulens: Koltai János
Leírás: A topologikus szigetelők vizsgálata vitathatatlanul napjaink egyik legintenzívebben kutatott területe, köszönhetően az ígéretes felhasználási lehetőségeknek a kvantumszámítógépekben. A közelmúltban több olyan anyagot is sikeresen állítottak elő amelyekben a topologikus jelleggel rendelkező tiltott sáv nagysága eléri, vagy többszörösen meghaladja a szobahőmérséklet karakterisztikus energiáját. Ezek a felfedezések elméletben lehetővé teszik a topologikus szigetelő tulajdonságok megfigyelését szobahőmérsékleten is, de itt már figyelembe kell venni a rácsrezgések tulajdonságát az elektromos transzportfolyamatokban. A kutatás célja ennek az effektusnak a vizsgálata a topologikus vezetők egyik alapmodelljén, a Su-Schrieffer-Heeger (SSH) modellen.
Önrendeződő adszorbátumok vizsgálata réteges van der Waals anyagok felületén
Témavezető/konzulens: Koltai János, Nemes-Incze Péter
Leírás: A hallgató témája a 2D anyagokon levegőből kondenzálódó adszorbátumok jobb megismerése (pl lasd: Gallagher, P. et al. Switchable friction enabled by nanoscale self-assembly on graphene. Nat. Commun. 7, 10745 (2016)).
A munka Nemes-Incze Péter vezetésével az EK-MFA kutatóintézetben valósul meg.
A fronto-occipitális szinkronizáció matematikai elemzése és pszichofiziológiai értelmezése
Témavezető/konzulens: Kékesi Adrienna Katalin, Meszéna Géza
Leírás: A szakdolgozati téma két részből áll. Az első rész egy irodalmi és adatelemzési áttekintés a kérgi EEG szinkronitás elemzésének problémájáról. Az irodalmi bevezetésnek érintenie kell a szinkronitás funkcionális jelentőségét és szerepét a kognitív folyamatokban. A második rész egy kísérleti anyag feldolgozása. Annak vizsgálata, hogy lipopoliszacharid (LPS) hatására hogyan változik meg a fronto-occipitális szinkronizáció egérben. Ebben a részben az EEG jelek fázis analízise, wavelet analízise, stb.lenne a feladat.
Csoportszerkezet és terjedési jelenségek közösségi hálózatokon
Témavezető/konzulens: Pollner Péter
Leírás: A közösségi médiák nagyon gyors vélemény-nyilvánítást és földrajzilag távoli emberek közvetlen kommunikációját tette lehet?vé. A jelölt feladata, hogy vizsgálja a közösségi médiákban kialakuló csoportok struktúráját, eljárásokat próbáljon ki a csoportok jellemzésére. Amennyiben az id? engedi, a csoportok közti dinamika elemzésére is sorkerülhet.
Felületerősített Raman-spektroszkópiára alkalmas chipek fejlesztése sejtanalitikai célokra
Témavezető/konzulens: Szabó Bálint
Leírás: A szakdolgozat témája a nagy érzékenységű molekuladetektálásra alkalmas felületerősített Raman-spektroszkópiának (SERS) alkalmazás-specifikus fejlesztése és felhasználata. Ehhez különböző mikro- és nanostrukturált felületeket tervezünk és hozunk létre szilícium szeletbe mart, arannyal bevont inverz-piramisos mikrostruktúrák és nano-méretű, a Raman-erősítést elősegítő objektumok (arany nanorészecskék, lézerablálással keletkező nanocseppek) kombinálásával. Az így nyert felületek SERS erősítési tulajdonságait a felületek szerves próbamolekulával (tiofenollal vagy 16-merkaptohexadekanil savval) történő funkcionalizálása után, Raman-spektroszkópiai vizsgálatok alapján hasonlítjuk össze. A SERS előnye, hogy vizes közegben is alkalmazható, és mikroszkopikus mennyiségben is megfigyelhető a vizsgált anyag. Így a chipek mikrofluidikai rendszerekbe építve akár vér vagy organ-on-a-chip összetevőinek vizsgálatára is alkalmasak.
What can we learn from infection toy models? The effects of mortality rate, progression of disease and network structure.
Témavezető/konzulens: Zafeiris Anna Kinga
Leírás: Infection toy models are simple, yet capable of producing useful and often unexpected results. For example a disease that is twice as lethal as an other one of its variants can be better for the society as a whole, regarding the number of total deaths. The aim of this work is to study the effects of some basic parameters on the spread of a disease by means of tools used in network science. This topic belongs to the wider field of Computational Social Science.
Creating artificial networks with real-life characteristics
Témavezető/konzulens: Zafeiris Anna Kinga
Leírás: In many network science models, agents are represented by nodes of a graph who interact with one another (exchange information, spread disease, etc.) in case they are “connected”, that is, if there is an edge between the nodes representing them. Accordingly, the “topology” of the network (defining who is connected with who) has a fundamental effect on the emergent behavior, that is, on the dynamics of information, disease, etc. The aim of the study is twofold: on the one hand to review the literature on characteristics of real-life social networks, and, on the other hand, to create a method by which artificial networks can be generated with features characterizing real-life social networks.
Elméleti Fizikai Tanszék
A Kozai-Lidov-mechanizmus
Témavezető/konzulens: Kovács Tamás
Periodikusan gerjesztett kvantumterelmeletek vizsgalata
Témavezető/konzulens: Nógrádi Dániel
Leírás: A nem-egyensúlyi statisztikus fizikai rendszerek vizsgálta a jelenlegi kutatások frontvonalán helyezkedik el. Az egyensúlyból a rendszert kibillenthetjük egy paraméterének hirtelen megváltoztatásával, annak folytonos elhangolásával vagy akár egy küls? periodikus gerjesztéssel is. Periódikus gerjesztés hatására instabil egyensúlyi helyzetek stabillá tehet?ek, ahogyan ez történik a Kapitza inga esetében is. A jelölt feladata hasonló jelenségek vizsgálata kvantumtérelméletekben, különös tekintettel a sine-Gordon modellre, amely csatolt Kapitza ingák folytonos határesete.
Ideghálózatok alkalmazása proton tomográfiában
Témavezető/konzulens: Papp Gábor
Leírás: A proton (nehézion) terápia sokkal pontosabb és gyorsabb kezelés a ma általánosan alkalmazott besugárzásos terápiához képest. Azonban alkalmazását behatárolja, hogy a CT-vel készített felvételek nem adnak megfelelő helyzetmeghatározást a protonnyaláb pontos beállításához. Ezért protonokkal készítünk tomográfiát, és a detektált jelekből ideghálózatok segítségével határozzuk meg a daganat helyét és méretét a proton "vízekvivalens" skáláján.
Lee-Yang-zérusok numerikus vizgálata
Témavezető/konzulens: Pásztor Attila
Leírás: A fázisátalakulások elméletének egyik fontos módszere a partíciós függvény valamely komplex paraméter (pl. mágneses tér vagy kémiai potenciál) szerinti zérushelyeinek, az ún. Lee-Yang-zérusoknak a vizsgálata. Ezen zérushelyek ismeretében meghatározható többek között a fázisátalakulások rendje, meghatározhatóak a másodrendű fázisátalakulások kritikus exponensei, illetve crossover átmenetek esetén az adott paraméterben végzett Taylor-sorfejtés konvergenciasugara. A jelölt feladata Lee-Yang zérusokat Monte Carlo szimulációs adatokból numerikusan megbecsülő módszerek kidolgozása és a módszerek tesztelése klasszikus spin modellek - Ising és O(N) modellek - szimulációjával és/vagy rácskvantumszíndinamikai szimulációkkal.
Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék
Variációs kvantumalgoritmusok
Témavezető/konzulens: Csabai István
Leírás: Az elmúlt években óriási technológiai fejlődés történt a kvantumszámítógépek fejlesztése területén. Ennek ellenére, a kutatók és mérnökök a közeljövőben rá fognak kényszerülni arra, hogy zajos és köztes-méretű kvantum (NISQ) eszközöket használjanak. Az ilyen kvantumszámítégép prototipusokra speciális kvantumalgoritmusokat találtak ki, melyek egyik osztályát variációs kvantumalgoritmusoknak hívják. A munka során a hallgató most legnépszerűbb variációs algoritmusokkal, mint a QAOA és a VQE ismerkedne meg és ezekre írna szimulációs szoftvereket. Témavezető: Zimborás Zoltán, Wigner Fizikai Kutatóintézet
Akusztikus idősorok felismerése mesterséges neuronhálózatokkal
Témavezető/konzulens: Csabai István
Leírás: Akusztikus jeleket gyorsan és egyszerűen nyerhetünk a környezetünkből. Ezek használhatósága érdekében azonban meg kell fejteni a bennük rejlő információt. A BSc téma feladata hangszerek hangjának értelmezése lineáris és nemlineáris neuronhálózatokkal, a hangképzés "törvényének" meghatározása, hangszer beazonosítás lenne. Témavezető: Jakovác Antal, Wigner Fizikai Kutatóintézet
Newtoni és MOND-szerű gravitáció vizsgálata
Témavezető/konzulens: Csabai István
Leírás: A sötét anyaggal kapcsolatos megfigyelések magyarázata nem feltétlenül igényli valamilyen anyag jelenlétét. A megfigyeléseket a MOND (MOdified Newtonian Dynamics) a dinamikai törvény gyorsulásfüggésével magyarázza, illetve többféle elképzelés alapul gravitáció-termodinamika kapcsolattal motivált általánosításokon. A szakdolgozati munka célja az egyik ilyen elmélet (lásd https://arxiv.org/abs/1912.00252) egyenleteinek megoldása, egyszer? gömbszimmetrikus esetben és a megoldásoknak a megfigyelési adatokkal történ? összehasonlítása. Szükséges készségek és tudás: elemi szint? programozás (python, C), illetve hasznos a parciális differenciálegyenletek numerikus módszerei, speciális relativitáselmélet, klasszikus kontinuumok illetve nemegyensúlyi termodinamika ismerete. Témavezető: Ván Péter, Wigner FK
Neuro-fuzzy model based identification of optimal model configuration
Témavezető/konzulens: Csabai István
Leírás: Introduction of the state-of-the-art literature in the neuro-fuzzy field, solutions, advantages & disadvantages of various techniques - Introduction of the available, neural network based input-output identification algorithm - Definition of the Mamdami type neuro-fuzzy type input-output search solution - Implementation of the defined algorithm - Preparation of exhaustive test plan for the algorithm especially on dataset from physics - Experimental testing of the novel solution and appointment of its features - Outlook for parameter estimation and optimization for exploiting the fuzzy behavior of the solution Témavezető: Dr. Viharos Zsolt János , SZTAKI
Tudományos adatok elemzésének hatékonyabbá tétele gépi tanulással
Témavezető/konzulens: Csabai István
Leírás: A gépi tanulási módszerek nem csak a mindennapi alkalmazásokban produkálnak látványos eredményeket, hanem a tudományok számos területét is forradalmasítják a molekuláris genetikától kezdve a csillagászatig. A jelentkező diák megismerkedik a gépi tanulás modelljeivel, és azok segítségével tudományos adatelemzési feladatokat valósít meg.
Optikai kausztikák hullámoptikai vizsgálata
Témavezető/konzulens: Cserti József
Leírás: Célunk az optika jelenségekben jól ismert kausztikák geometriaoptikai leírásának hullámoptikai kiterjesztése, értelmezése. A katasztrófaelmélet alkalmazása speciális kausztikákra. További feladat példák bemutatása különböző ismert és kevésbé ismert kausztikákra, ezek numerikus vizsgálata, az eredmények elemzése a katasztrófaelmélet keretében.
Schrödinger macskája dobozban: falak közé zárt részecske kvantumállapotai homogén külső térben
Témavezető/konzulens: Cserti József, Györgyi Géza
Leírás: Kvantummechanikai iskolapélda a homogén térbe helyezett egydimenziós részecske. Ezt három dimenzióra kiterjesztve és két fal közé zárva keressük az energia sajátállapotokat. Annyi előrelátható, hogy a nyílt vagy félig nyílt esetekben használható, reguláris Airy függvény itt nem elegendő a megoldáshoz, ennyiben túlmegyünk a tankönyvi feladaton. Az aszimptotikus függvényalakok segítségével előállítjuk a magasan gerjesztett állapotok energiáit és hullámfüggvényeit, s ezeket összehasonlítjuk a közvetlenül a Bohr--Sommerfeld-módszerrel kapott eredménnyel. Numerikusan szemléltetjük fizikailag érdekes kezdőállapotok időfejlődését. Vizsgáljuk a rezolvenst és az állapotsűrűséget, továbbá a sokrészecske rendszerekre való általánosítás lehetőségét.
Elektrontranszport Monte-Carlo-szimulációja hely függvényében modulált elektromos térben
Témavezető/konzulens: Csordás András
Leírás: Homogén és stacionárius elektromos térben, határoló felületektől távol az elektronok gázokban történő transzportja egyensúlyi hidrodinamikai viselkedést mutat, ahol az elektronok energiafelvétele és energialeadása lokálisan egyensúlyban van. Térben és/vagy időben változó elektromostér-erősség, valamint felületek jelenlétében a részecskék energiaeloszlás-függvényének alakja hely és/vagy időfüggővé válik és az energiafelvételi és energialeadási folyamatok térben és/vagy időben szeparálódnak, a transzportjellemzők pedig nem-lokális helyfüggést mutatnak. A munka célja az elektrontranszport jelenségek vizsgálata az ilyen, nem-hidrodinamikai körülmények között, ami például hely függvényében modulált elektromos tér esetében áll elő. A hallgató feladata egy Monte-Carlo elvre épülő szimulációs program megírása ezeknek a jelenségeknek a vizsgálatára és ezzel a nem-hidrodinamikai elektrontranszport tanulmányozása atomi és molekuláris gázokban.
Kaotikus biliárdok vizsgálata
Témavezető/konzulens: Kaufmann Zoltán
Leírás: Kaotikus rendszerek egy tipikus csoportjának, kaotikus biliárdoknak a statisztikus tulajdonságait vizsgáljuk. E rendszerek előnye, hogy a részecske mozgása egyszerű, szemléletesen megadható törvények szerint zajlik, mágneses tér nélkül is, vagy homogén mágneses tér jelenléte esetén. Mégis igen változatos viselkedés figyelhető meg bennük. Ugyanakkor a biliárd rendszerekre vonatkozó eredmények, módszerek gyakran felhasználhatók olyan mezoszkopikus rendszerekben, melyek lényegében szabadon mozgó részecskékkel rendelkeznek. E biliárdok különböző, a kaotikusság erősségét jellemző tulajdonságát (Ljapunov exponens, és a kaotikus tartomány aránya) érdemes vizsgálni a biliárd alakja függvényében. Másik lehetőség a mágneses tér hatásának vizsgálata. Fontos e rendszerek jellemzőit lényegesen befolyásoló fázistérbeli struktúrák vizsgálata is. Érdekes általánosítás még a három dimenziós biliárd esete, aminél ellenőrizhető a várt két pozitív exponens megléte és egymáshoz való viszonyuk alakulása.
Kvantumalgoritmusok futtatása szabad elérésű kvantumszámítógépeken
Témavezető/konzulens: Oroszlány László
Leírás: A kvantumszámítógépek fejlesztése abba a szakaszba lépett, hogy ma már több prototípus is nyilvánosan elérhető. Ezen prototípusok még kicsik ahhoz, hogy meghaladják a "klasszikus" számítógépek lehetőségeit, mindazonáltal futtathatók rajtuk kvantumalgoritmusok. A kutatási témában klasszikus kvantumalgoritmusokat (pl. Grover) vagy akár modernebb kvantumalgoritmusokat (pl. quantum signal processing) futtatunk nyilvánosan elérhet? kvantumszámítógépeken, hogy ezzel minősítsük azok teljesítményét.
Kvantum rendszerek vizsgálata nyílvános kvantumszámítógépek segítségével
Témavezető/konzulens: Oroszlány László
Leírás: Napjainkban, a nanotechnológia rohamos fejlődésnek köszönhetően számos prototipikus kvantumszámítógépet hoztak létre nagyvállalatok, melyek közül néhány nyilvánosan is elérhető. Ugyan a nagy közönség számára hozzáférhető architektúrák még egyenlőre nem képesek a klasszikus számítógépes architektúrák felülmúlására, de segítségükkel lehetőség nyílik kvantumos algoritmusok kipróbálására és továbbfejlesztésére. A kutatási téma ezen nyilvánosan is elérhető kvantumszámítógépek használatának tanulmányozása egyszerű kvantumrenszerek szimulációján keresztül.
Ab initio problémák közelítő megoldásainak analízise
Témavezető/konzulens: Oroszlány László
Leírás: Kölcsönható elektronrendszerek ab initio szintű egzakt leírása exponenciális skálázódású klasszikus számítógépen. A probléma numerikus kezelésére számos polinomiális közelítést dolgoztak ki (pl.: Hartree--Fock-módszer, sűrűségfunkcionál elmélet, configuration interaction kifejtés, coupled cluster). A jelentkező hallgató ezen módszerek alapjainak megismerését követően alapállapoti számításokat végez programcsomagok (pl.: ORCA, MRCC) felhasználásával. Feladata a kapott hullámfüggvények analízise (pl.: gerjesztési szintek relatív súlya) saját fejlesztésű kódja segítségével.
témavezető Barcza Gergely, belső konzulens Oroszlány László
Mintázatképződés vizsgálata sport motiválta modellben
Témavezető/konzulens: Stéger József
Leírás: A sportolók pályámintái a szabályok, a tehetség és a sportolók kölcsönhatásainak együtteséből épülnek fel. Érdekes probléma ezen a mintázatok tanulmányozása.
Feladat a fallabda-játékosok mozgásának egyszerű modelljének felépítése és vizsgálata síkban. Eltekintünk a súrlódástól és a játék szabályait párkölcsönhatások és esetlegesen erőtér bevezetésével ragadjuk meg.
A játékosok között Van-der-Waals-kölcsönhatást tételezünk fel, a labda-játékos kölcsönhatás pedig on-off jellegű, mindig az aktív résztvevőre értékelendő ki és aszimmetrikus: a játékos a labda irányában mozog, de a játékos nem hat a szabadon repülő labdára.
Cél a modell elkészítése, és körüljárni a mintázatok miként viselkednak a főfalra értelmezett irányvalószínűségtől.
Területi alapon leválogatott tweetek elemzése
Témavezető/konzulens: Stéger József
Leírás: 2020 februárjától folyamatosan gyűjtjük az európai és az észak-amerikai régióra jellemző rövid szöveges üzeneteket, tweeteket. Elsődleges cél a tartalom megfelelő szűrése, előfeldolgozása és elemzése olyan szemmel, hogy a covid19 járványra jellemző területi illetve időbeli viselkedések mennyire érhetőek tetten.
Csillagászati Tanszék
Cefeida változók kísérőinek keresése
Témavezető/konzulens: Derekas Aliz
Cefeida változócsillagok vizsgálata
Témavezető/konzulens: Derekas Aliz
J1717+4226: egy érdekes rádiósugárzó aktív galaxismag a legnagyobb felbontással
Témavezető/konzulens: Frey Sándor, Gabányi Krisztina
Leírás: A közelmúltban egy tanulmány olyan extragalaktikus, rádió- és röntgentartományban is megfigyelt forrásokat azonosított, amelyekről azt feltételezik, hogy a közeljövő érzékenyebb Cserenkov-teleszkópjai segítségével a TeV energiájú gamma-sugárzásukat is megfigyelhetik majd. A listán az egyik ilyen aktív galaxismag a J1717+4226 jelű objektum, amelyről több frekvencián is elérhetők archív rádióinterferométeres mérési adatok. A hallgató feladata interferométeres képalkotás a J1717+4226 VLBI (Very Long Baseline Interferometry) adatai alapján, a rádióforrás ezredívmásodperces skálájú szerkezetének feltérképezése és értelmezése.
Rádióinterferométeres referenciaforrások az Ekliptika mentén
Témavezető/konzulens: Frey Sándor, Gabányi Krisztina
Leírás: Az Európai Űrügynökség (ESA) várhatóan 2022-ben indítja útnak JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) nevű űrszondáját a Jupiter és az óriásbolygó nagy, jeges kérgű holdjainak közeli vizsgálatára. A szonda 2029 vége felé állhat a Jupiter körüli pályára. A JUICE egyik kísérlete az űrszonda pozíciójának lehető legpontosabb meghatározását tűzte ki célul, ami egy sor planetológiai jellegű tudományos mérés alapfeltétele lesz. A módszer olyan távoli, kompakt égi rádióforrásokat használ viszonyítási pontokként, amelyek precízen ismert koordinátákkal rendelkeznek. A hallgató feladata összegyűjteni és katalogizálni az Ekliptikától adott távolságban fekvő, hosszú bázisvonalú interferometriás (VLBI) rádiómérésekből már ismert, számításba jöhető extragalaktikus égi referenciaforrásokat és megállapítani, hogy milyen sűrűn helyezkednek el, valamint milyen további előkészítő mérésekre lehet szükség a JUICE majdani pontos navigációja érdekében.
Fiatal eruptív csillagok körüli anyag vizsgálata ALMA-mérésekkel
Témavezető/konzulens: Gabányi Krisztina, Kóspál Ágnes
Leírás: A Nap típusú csillagokat születésükkor körülveszi egy protosztelláris korong, amely kezdetben még egy sűrű burokba is be van ágyazva. Míg a korong anyagot ad át a protocsillagnak (akkréció), az agyag egy része kifújás formájában távozik a rendszerből. A fiatal eruptív csillagok a fősorozat előtti csillagpopuláció egy kis, de fontos alcsoportja, amelyek jellemzője, hogy a korongról a csillagra az akkréció rátája időszakosan megnő. A megnövekedett akkrécióval együtt az anyagkifújás is erősebb és megnő a csillagkörüli anyag hőmérséklete is. A fiatal eruptív csillagok a fő témája a CSFK CSI-ben Kóspál Ágnes vezetésével folyó Structured Accretion Disks ERC SG projektnek. A szakdolgozó ennek a csoportnak a munkájába fog bekapcsolódni. Feladata lesz fiatal eruptív csillagokra az ALMA rádióantenna-rendszerrel készült mérések tudományos analízise. Elsősorban a csillagkörüli gáz térbeli eloszlását, mozgását és kémiai összetételét fogja vizsgálni szénmonoxid és más molekulavonalak segítségével.
Protoplanetáris korongokban a por ülepedés 1D-os modelljének numerikus vizsgálata
Témavezető/konzulens: Süli Áron
Leírás: A bolygókeletkezés jelenleg széleskörben elfogadott elmélete szerint a bolygók kialakulása folyamatos ütközések és összetapadások révén történik. A folyamat kinduló állapotában a szilárd anyag apró, néhány mikróméteres nagyságú porszemcsék alakjában van jelen a több 10 csillagászati egység sugarú és erősen lapult protoplanetáris korongban. A porszemcsékre ható erők eredője a korong fősíkja felé mutat, ennek következtében ülepedés zajlik.
A jelölt feladata az ülepedésre vontakozó irodalom áttekintése majd az ülepedést leíró közönséges differenciálegyenlet megoldása különböző paraméterek mellett.
ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium és Multidiszciplináris Kutatóközpont
Exobolygók vizsgálati lehetőségei fázisgörbe-módszerrel, többszörös rendszerekben
Témavezető/konzulens: Szabó Gyula
Leírás: Az előző évek folyamán többféle módszert megismerhettünk az exobolygók detektálására, de mi van, ha a rendszerünk bonyolultabb annál, hogy egy bolygó pontosan elhalad a csillaga előtt? Mi van ha a rendszer több bolygóból áll és ezekből néhányat nem is "láthatunk", mert a látó irányra merőleges a keringési síkja? Modellezni szeretnénk egy ilyen többkomponensű rendszert amelynek bolygóiról leszűrjük a többi résztvevő zavaró hatását és megállapíthatjuk a rendszer tulajdonságait.
Geofizikai és Űrtudományi Tanszék
Gáztöltésű müográfiai detektorok előkészítése terepi mérésekre
Témavezető/konzulens: Surányi Gergely
Felszínalatti vízáramlási rendszerek numerikus vizsgálata szintetikus modellekben
Témavezető/konzulens: Szijártó Márk
A prekainozóos aljzat topográfiája és szerkezeti viszonyai Berhida-Balatonfő térségében: A 2006-os nyári geofizikus terepgyakorlat VESZ méréseinek újrafeldolgozása
Témavezető/konzulens: Visnovitz Ferenc
Leírás: A Balatontól keletre fekvő Berhida-Balatonfő régió Magyarország egyik földrengéssel veszélyeztetett területe. A térségben a fiatal szerkezeti mozgások helyét jelenlegi ismereteink alapján leginkább az aljzati szerkezetek és a litológiai határok jelölhetik ki. A területen érdemi aljzatkutatás utoljára a '80-as években történt. Ennek legfontosabb eredményeit Dudko (1988) és Balla & Dudko (1989) összegezték. Azóta a Balaton keleti medencéjében és a tótól keletre eső területeken számos geofizikai mérés történt, ami az új GIS rendszerekkel karöltve, mára lehetővé teszi a korábbi eredmények továbbgondolását. A téma kapcsán a hallgató feladata a korábbi eredmények összefoglalása, GIS adatbázisba rendezése, illetve kiegészítése új, önállóan feldolgozott geofizikai eredményekkel.
Meteorológiai Tanszék
Felhőn belüli folyamatok jellemzése radarjelek alapján
Témavezető/konzulens: Leelőssy Ádám
Leírás: Az idei évtől nyilvánosan elérhetők az Országos Meteorológiai Szolgálat kompozit radaradatai. A radarjelekből a megfigyelt felhőket jellemző számos fizikai mennyiségre következtethetünk (cseppméret-eloszlás, víztartalom, csapadékintenzitás, feláramlási sebesség), ehhez azonban szükséges a felhőn belüli folyamatokat jellemző fizikai modellek megalkotása. A szakdolgozó feladata a téma elméleti alapjainak és aktuális nemzetközi szakirodalmának feldolgozása, a radarjeleket a felhő tulajdonságaival összekapcsoló fizikai modellek, valamint a módszerekben rejlő fő bizonytalanságok, fejlesztési irányok ismertetése. Az elméleti munka megalapozhatja a nyilvános adatpolitika bevezetésével elérhetővé vált radaradatok hatékony kihasználását és az ezeken alapuló módszertani fejlesztéseket.