Program Archive of the Ortvay Seminar Series 2005 Fall

2005. szeptember 22. , csütörtök, 15 órakor
Vicsek Tamás (ELTE TTK, Biológiai Fizika Tanszék ):

"Komplex hálózatok szerkezeti egységei:
a fehérjefunkció moduloktól a társsszerzői kollektívákig"

Kivonatos ismertetés:

A technika fejlődése következtében rohamosan gyűlnek az adatok az életünket meghatározó hálózatokról, így többek között az Internetről, a cégek kapcsolatrendszeréről, vagy a sejtek működéséért felelős építőkövek, a fehérjék kölcsönhatásairól. Kifejlesztettünk egy módszert, amelyik nagy hatékonysággal keresi meg az óriási hálózatokat alkotó, speciális, egymással átfedő csoportosulásokat vagy másnéven modulokat. A fehérje kölcsönhatási hálózat esetében például a belső szerkezet megismerésétől konkrét orvostudományi haszon várható. A fehérjék csoportosulásai ugyanis a sejtek működése szempontjából sorsdöntő jelentőségű alapfolyamatoknak feleltethetők meg, és ezek konkrét, a fehérjék szinjén történő beazonosítása a szükséges gyógyszer megkonstruálásának előfeltétele. Az előadás az alábbi cikk anyagára épül:

 

  • Palla Gergely, Derényi Imre, Farkas Illés és Vicsek Tamás: "A természet és társadalom komplex hálózataiban található átfedő csoportosulások feltárása", Nature, 435 (2005) 814 

2005. szeptember 29. , csütörtök, 15 órakor
Frei Zsolt (ELTE Atomfizikai Tanszék):

"Az információk vizualizációjának tudománya és alkalmazásai"

Kivonatos ismertetés:

Kezdeményezésemre a közelmúltban létrejött az ELTE TTK Vizualizációs Centruma. A centrum sikerrel vett részt az NKTH által meghirdetett NAP2005, a Jedlik Ányos Program és a Pázmány Péter program pályázatain. A centrum tevékenységére így a következő 3 évben mintegy félmilliárd forint áll rendelkezésre.

A centrum egyesíti a természettudományok különböző területein a a tudományos információk vizuális megjelenítése ("information visualization") témakörében felhalmozott tudást. Például a biológusok által élő szervezetek természetes, illetve indukált fény szcintillációjának megfigyelése során nyert ismereteket, a vegyészeknek a molekulák három dimenziós ábrázolásában és mozgatásában szerzett jártasságát vagy az asztrofizikai képfeldolgozás eljárásait. Előadásomban összefoglalom a tudományág jelenlegi állapotát, és bemutatom az ipari alaklmazásokra irányuló törekvéseinket is. A kollokvium egyúttal az e félévben induló, a centrum által szervezett interdiszciplináris szeminárium-sorozat első előadása is.


2005. október 6. , csütörtök, 15 órakor
Groma István (ELTE Általános Fizikai Tanszék ):

" Angströmtől a milliméterig: különböző hosszúságskálák összekapcsolása "

Kivonatos ismertetés:

A Boltzman egyenlet az első példa arra, hogy az egyedi atomok mozgásegyenletéből, hogyan származtathatók a folyadékok és gázok makroszkopikus leírására szolgáló kontinuum egyenletek. Így ez tekinthető az első olyan elméletnek amely összekapcsolja a mikro- és makroskálát. Kristályos anyagok esetében azonban a kristályhibák (különös tekintettel a diszlokációkra) jelenléte miatt a mikro- és makroskála közé be kell iktatni egy közbenső ún. mezoskálát is.

Az előadásban 2D kristályos rendszereken (mint például 2D szupravezető vortex rács) megmutatjuk, hogy statisztikus módszerek alkalmazásával hogyan kapcsolható össze a három különböző hosszúságskála. Többek között megmutatjuk, hogy a diszlokáció kúszás bekapcsolása jelentősen változtatja a rendszer viselkedését, valamint, hogy diszlokációk esetében is fellép a Debye árnyékolás jelensége.


2005. október 13. , csütörtök, 15 órakor
Mihály László (Szent-Györgyi Professzor, BME és SUNY):

"Klasszikus és kvantum mágnesek infravörös fényben "

Kivonatos ismertetés:

Szilárd anyagokban az elektron mozgása és spinje sokféle mágneses jelenséget okoz; itt most a spinek rendeződésével kapcsolatos mágnességbe fogunk (a teljesség igénye nélkül) betekinteni. A ferromágnesség, amely valamennyi spin közel párhuzamos rendeződéséből ered, kevesebb meglepetést tartogat, mert a makroszkopikus mágnesezettség nagyon jól leírható a kvantummechanika nélkül. Nem ez a helyzet azonban, ha a spinek közötti csatolás az egymással ellentétes irányt preferálja. A közismert és egyszerű antiferromágneses rend nem lesz a rendszer kvantummechanikai alapállapota. Ugyanakkor még klasszikus "spinek" is sokkal komplikáltabb rendbe állhatnak, ha a csatolást nem csak az első szomszédok között engedjük meg, vagy ha a kristályrács szabályossága nem kompatibilis az egyszerű mágneses renddel. Modellekkel illusztráljuk ezeket a gondolatokat, majd áttekintjük, hogy milyen anyagokra lehet az eredményeket alkalmazni, és ehhez milyen kísérleti módszerekre van szükség. Bemutatjuk a Brookhaven National Laboratory-ban kifejlesztett berendezést, amellyel spin rezonanciát mérünk mágnesesen rendezett anyagokon nagy mágneses térben, távoli infravörös fénnyel.

2005. október 20. , csütörtök, 15 órakor
Inzelt György (ELTE, Fizikai Kémia Tanszék):

"Az elektromosság és a kémia frigyének újabb gyümölcsei "

Kivonatos ismertetés:

William Ramsay 1897-ben a Brit Tudományos Társulat előtt, beszédét a következő mondattal kezdte: a "...beszéd háromféle lehet. Lehet történelmi, időszerű vagy profetikus. Szólhat a múltról, a jelenről vagy a jövőről, de gyakran, sőt majdnem mindig, erről is, arról is." Ilyen lesz ez az előadás is.

Először röviden áttekintjük az elektrokémiai kutatások és alkalmazások jelen feladatait és eredményeit a tudományág 205 éves múltjának tükrében, majd két érdekes és új témakörben el is mélyedünk. Az egyik a vezető polimerek előállítása, tulajdonságai és alkalmazásai, amelynek során megismerkedhetünk egy rendkívül hatékony kutatási eszközzel és módszerrel, amit elektrokémiai kvarckristály-nanomérlegnek hívnak. Ez a módszer köti össze az előadás két témakörét, mert a második részben az elektrokémiai potenciáloszcillációk során fellépő felületi tömegváltozásokról mutatunk példákat. E jelenség jelentősége pedig nem kevesebb, mint az, hogy rávilágít a kaotikus-periodikus viselkedés okára és mechanizmusára, eldöntve ezzel egy több évtizedes tudományos vitát.


2005. október 27. , csütörtök, 15 órakor
Erdélyi Zoltán (Debreceni Egyetem, Szilárdtestfizikai Tanszék):

"Diffúzió nanoskálán a 150 éves Fick és a 100 éves Einstein egyenlet tükrében "

Kivonatos ismertetés:

Albert Einstein 100 évvel ezelőtt megjelent tanulmányai a modern fizika alapját képezik. Ennek tiszteletére az ENSZ a 2005-ös esztendőt a Fizika Nemzetközi Évének nyilvánította. Kevésbé ismeretes azonban, hogy a 2005-ös év a tudomány művelői számára további okot is szolgáltat a megemlékezésre. Nevezetesen, Adolf Fick 150 évvel ezelőtt tette közzé a diffúzióra vonatkozó, mai napig alapvető törvényeit. Einstein és Fick munkásságának jubileumi egybeesésén túlmenően, a szerzők munkásságában további párhuzamok is fellelhetők: Einsteinnek 1905. július 18-án jelent meg a " A nyugvó folyadékokban lebegő kis részecskék mozgásáról a hő kinetikus-molekuláris elméletének megfelelően" című tanulmánya, mely első munkája a Brown-mozgásról. E dolgozatában jelenik meg a híres x=(2Dt)^1/2 összefüggés, amely a részecskék közepes elmozdulása (x) és az idő (t) közötti kapcsolatot írja le. Az összefüggésben megjelenő D é ppen a részecske diffúziós együtthatója, mely Fick egyenleteiben is szerepel. Továbbá, a Fick-féle fenomenológikus leírás implicit módon az Einstein-féle statisztikus megközelítéssel kapott x~(Dt)^1/2 alakú törvényszerűséget adja.

Az előadás során az x~(Dt)^1/2 arányosság érvényességét vizsgáljuk meg nano/atomi skálán számítógépes modellszámításokon, valamint a vékonyréteg technika által lehetővé tett kísérleteken keresztül. [1-3] Vizsgálataink eredményei és tapasztalatai alapján egy merőben meglepő jelenségre mutatunk rá, nevezetesen, hogy a kezdetben elmosódott (diffúz) határfelületek diffúziós módon élesebbé válhatnak még olyan rendszerekben is, melyek alkotóelemei korlátlanul képesek oldódni egymásban (ideális szilárdoldat). [4-5] Az előadás végén az eredmények gyakorlati hasznosításainak lehetőségeire is rámutatunk.

  1. Z. Erdélyi et al., Investigation of the interplay of nickel dissolution and copper segregation in Ni/Cu(111), Surface Science 496 129 (2002)
  2. Z. Erdélyi et al., Nonparabolic nanoscale shift of phase boundaries in binary systems with restricted solubility, Phys. Rev. B 69 113407 (2004)
  3. G. L. Katona et al., Experimental evidence for a nonparabolic interface shift on the nanoscale during the dissolution of Ni into bulk Au(111), Phys. Rev. B 71 115432 (2005)
  4. Z. Erdélyi et al., Interface Sharpening instead of Broadening by Diffusion in Ideal Binary Alloys, Phys. Rev. Letters 89/16 165901 (2002)
  5. Z. Erdélyi et al., Transient Interface Sharpening in Miscible Alloys, SCIENCE 306 1913 (2004)

2005. november 10. , csütörtök, 15 órakor
Halbritter András (BME, Fizikai Intézet, Szilárdtestfizikai Laboratórium):

"Transzport atomi méretskálán: atomláncok és molekuláris kontaktusok"

Kivonatos ismertetés:

Nanométerekben mérhető eszközökben az anyag atomi felépítésének és az elektronok hullámszerű viselkedésének összjátéka meghökkentő viselkedést eredményez, melynek megértése a nanofizikai alapkutatás komoly kihívása, és a nanoelektronikai fejlesztések elengedhetetlen feltétele. Az előadáson egy speciális nanofizikai rendszer fizikáját járjuk körbe, olyan kontaktusokról lesz szó, ahol két fém elektródát egyetlen atom, egyetlen molekula vagy egy atomlánc köt össze.

Atomi méretű kontaktusokat létrehozhatunk egy fém vezeték szétszakításával: a szál két végének széthúzása közben egy folyamatosan vékonyodó nyak keletkezik, és a teljes szétszakadás előtti pillanatban már csak egyetlen atom köti össze a két oldalt. Bizonyos anyagokban energetikailag kedvező az alacsony koordinációs számú struktúrák kialakulása, így egy egyetlen atomból álló kontaktus további széthúzás hatására nem szakad el, hanem egy atomlánc keletkezik, melynek a hossza elérhet akár hét atomot. Az anyag kémiai tulajdonságai is megváltoznak atomi méretskálán, makroszkópikusan inert anyagokból készült nanoszerkezetek erős kémiai aktivitást mutathatnak, így atomi méretű kontaktusok felhasználhatók egyedi molekulák kontaktálására is.

Atomi méretű kontaktusok vizsgálatához olyan mérőrendszerre van szükség, melynek a mechanikai stabilitása lényegesen jobb egy tipikus atom-atom távolságnál. Erre egy lehetséges módszer az MCBJ (Mechanically Controllable Break Junction) technika, mellyel a kontaktusok akár órákon keresztül pár pikométeres pontossággal stabilan tarthatók. A kiemelkedő stabilitás széleskörű vizsgálati módszereket tesz lehetővé, melyek segítségével meglepően sok információt nyerhetünk arról, hogy hogyan viselkedik az anyag atomi méretskálán.


2005. november 17. , csütörtök, 15 órakor
Szabados László (MTA Konkoly-Thege Csillagászati Intézet):

"Cefeidák: létrafok és ugródeszka a kozmikus távolságskálán"

Kivonatos ismertetés:

A cefeida típusú pulzáló változócsillagok (asztro)fizikai tulajdonságaik következtében fontos szerepet töltenek be a kozmikus távolságskála megalapozásában. A cefeidák elsődleges távolságindikátorok ("standard gyertyák"), amelyek ismert luminozitásához kalibrálják a még nagyobb (20 megaparszeken túli) távolságok meghatározására alkalmas egyéb asztrofizikai módszereket. Az előadás a kozmikus távolságlétra megalkotásában fontos módszerek áttekintése mellett elsősorban azzal foglalkozik, hogy mennyire stabil a távolságlétra cefeidás foka, milyen tényezők korlátozzák a cefeidák luminozitásának pontos ismeretét.  

2005. november 24. , csütörtök, 15 órakor
dr. Mang Béla (OM Felsőoktatási államtitkár):

"Rendszerváltás a magyar felsőoktatásban"

Kivonatos ismertetés:
  1. A felsőoktatási reform motivációi
  2. Képzési szerkezet átalakítása a bologna rendszerű többciklusú képzésre
  3. A felsőoktatási törvény szabályozási koncepciója, hatáselemzések
  4. Minőségi elemek fejlesztése az új képzési rendszerben (elitképzés, tehetséggondozás, szakkollégiumok, Iskolák)
  5. Oktatói, hallgatói mentalitás várható változásai
  6. Képzés és munkaerőpiac kapcsolatának új dimenziói

A konzultáció vitaindító előadása körül-belül 20-25 perc időigényű. Az előadást követő konzultáció alatt készséggel állok rendelkezésre a kérdések megválaszolásánál.


2005. december 1. , csütörtök, 15 órakor
Kroó Norbert (Magyar Tudományos Akadémia):

"Nanotechnológia optikusi szemmel "

Kivonatos ismertetés:

A nanotechnológia nagy ígéret, de egyúttal divat-veszély. Ezért a várható fejlődés óvatos fogalmazást igényel. Az optika azonban egy paradigmaváltás lehetőségével kecsegtet, amelynek következménye, hogy az információs technológiák minden elemét (információ előállítás, továbbítás, tárolás és feldolgozás) fény segítségével oldjuk meg. Az előadás az eddig optikai úton lényegében megoldatlan területre, az információ-feldolgozásra koncentrál, ehhez kötődően elemezve a nagy elemsűrűségű optikai csipek létrehozását lehetővé tevő újfajta fény, a felületi plazmonok tulajdonságait.