Program Archive of the Ortvay Seminar Series 2007 Fall

2007. szeptember 20. , csütörtök, 15 órakor
Szépfalusy Péter (ELTE, Fizikai Intézet):

"Kvantumfolyadékoktól a szuperfolyékony kvantumgázokig"

Az előadás elött emléktábla avatására került sor Tisza László professzor, az 1929-ben tartott első Ortvay-kollokvium előadójának 100. születésnapja alkalmából.

Kivonatos ismertetés:

Az előadás áttekinti a kvantumfolyadékok vizsgálatának kibontakozását majd a fejlődés fő elemeit és a jelenlegi helyzetet. Az előadás a hangsúlyt a He II folyadékra helyezi ( kulcsszavak: szuperfolyékonyság, kétfolyadék-modell, kvázireszécskék, hőmérséklet-hullám, Bose-Einstein kondenzáció ). Az előadás a kvantumgázok terén egyaránt foglalkozni kíván az egész és a feles spinü alkáli atomokbol állo gázokkal az ultrahideg (μ K alatti) hőmérséklet-tarto- mányban (kulcsszavak: Bogoliubov-elmélet, spinor kondenzátum, Cooper-párok, BCS-BEC átmenet, kritikus sebesség mérese).

2007. szeptember 27. , csütörtök, 15 órakor
Horváth Gábor (ELTE, Biológiai Fizika Tanszék, Biooptika Laboratórium):

"Sarkított fénnyel a vikingek nyomában az Északi-sarkvidéken"

Kivonatos ismertetés:

Az i.sz. 900 és 1200 közötti időszakban az Atlanti óceán északi részeit a vikingek uralták, akik mágneses iránytű nélkül is kiválóan tájékozódtak a nyílt vizeken. Mikor sütött a Nap, egy speciális napórával határozták meg a földrajzi északi irányt. Máig rejtélynek számít azonban, hogy felhős vagy ködös időben, mikor nem látható a napkorong, miként navigáltak. Egy 1967-ből származó, széles körben elterjedt és elfogadott hipotézis szerint ködben vagy felhős időben a vikingek az égboltpolarizáció segítségével tájékozódhattak azon rovarokhoz hasonlóan, melyek az égboltfény polarizációirányának mintázatából következtetik ki a felhők mögötti napkorong irányát. A feltételezések szerint a vikingek az égboltfény polarizációirányát lineáris polárszűrőként működő kristályokkal, például kordierittel vagy kalcittal határozhatták meg. Ezeket "napkőként" emlegetik a viking legendáriumban, de pontos mibenlétük még manapság sem ismert. Habár a vikingek égbolt-polarimetrikus navigációjáról szóló hipotézis egy sokat idézett, híres/hírhedt elmélet, napjainkig teljesen nélkülözte a kísérleti alapokat, minek következtében a nagyszámú hívője mellett számos szkeptikus tagadója is létezik. Előadásomban azon három vizsgálatunk eredményeiről számolok be, melyek a polarimetrikus viking-navigáció légköroptikai feltételeinek égboltpolarimetriai és laboratóriumi pszichofizikai tanulmányozását célozták meg:

(1) A Nap horizont fölötti magasságának függvényében meghatároztuk a tiszta és felhős ég polarizációs mintázatának azon hányadát, mely alkalmas lehet a polarimetrikus viking-navigációra, vagyis ami igen hasonló az egyszeres légköri fényszórás Rayleigh-elméletéből jósolt égboltpolarizáció eloszlásához.

(2) Laboratóriumi pszichofizikai mérésekkel cáfoltuk a polarimetrikus viking-navigáció tagadóinak azon ellenérvét, hogy azért nem volt szükségük a vikingeknek a polarimetriai módszerre, mert felhős égbolton, vagy mikor a Nap a tiszta ég horizontja alatt tartózkodik, pusztán szabad szemmel is nagy pontossággal meg lehet becsülni a nem látható napkorong helyét, illetve irányát.

(3) Egy hathetes svéd sarkkutató expedíció során 2005. augusztusában-szeptemberében egy jégtörőhajóval átszeltük a Jeges-tengert, áthaladtunk az Északi-sarkon, közben pedig olyan égboltpolarizációs méréseket végeztem, melyek azt mutatták, hogy a viking hajósok néha vagy gyakran még ködben vagy részben felhős időben is képesek lehettek az égbolt polarizációja alapján navigálni a nyílt tengeren, mikor a napkorongot köd vagy felhő takarta. A ködös/felhős égbolt polarizációirány mintázata szinte mindig alkalmas a polarimetrikus viking-navigációra, az égboltfény polarizációfoka pedig olykor/sokszor elegendően nagy ehhez.


2007. október 4. , csütörtök, 15 órakor
Vibók Ágnes (Debreceni Egyetem):

"A Born-Oppenheimer közelítésen túl: Degenerált állapotok
szerepe a molekuladinamikai és fotofizikai folyamatokban"

Kivonatos ismertetés:

A molekuladinamikai folyamatok kvantummechanikai leírására a fizika és kémia egyik leggyakrabban használt közelítési módszere az 1927-ben kidolgozott Born-Oppenheimer (BO), vagy adiabatikus közelítés, amely az elektronok és a jóval nehezebb atommagok mozgásának szétválasztásán alapul. Bár a BO közelítés gyakran elegendő pontosságú a molekuláris sajátságok és folyamatok kívánt szintű megértéséhez, - ezen esetekben ugyanis mindig teljesül, hogy az elektron energiák jól elkülönülnek egymástól -, a jelenségek egy lényeges csoportja azonban mégsem írható így le. Ez akkor fordul elő, amikor két vagy több elektronállapot azonos energiával rendelkezik (''kónikus kereszteződések''), vagyis elfajult elektronállapotokkal van dolgunk. Ilyenkor átmenetek jönnek létre az egyes adiabatikus elektronállapotok között.

Nagyon sok olyan biológiai, kémiai, fizikai folyamat játszódik le a természetben (pld. a legtöbb fotofizikai, fotobiológiai reakció is), amikor egy molekuláris rendszerben degenerált állapotok lépnek fel, és ezáltal indokolttá válik a nem adiabatikus közelítésben történő leírás. Kónikus kereszteződések már megjelennek kis molekulák alacsonyan fekvő elektron állapotai között is, számuk azonban rohamosan növekszik az atomok ill. a vizsgálni kívánt elektronállapotok számának növekedésével. Sok atomos rendszer eseten gyakorlatilag végtelen sok kónikus kereszteződéssel kell számolnunk, amelyek csatornaként szolgálnak a gyors sugárzás mentes átmenetek számára a megfelelő elektronállapotok között. A nagyon gyors (femto szekundumos) dinamikai folyamatok mindig a kónikus kereszteződéseken keresztül játszódnak le.


2007. október 11. , csütörtök, 15 órakor
Robert L. Snyder (School of Materials Science and Engineering, Georgia Tech, Atlanta GA, USA):

"The New World of MSE: Nano & Bio Technology"

Kivonatos ismertetés:

The two most important events in Materials Science and Engineering in the past 50 years have been the introduction of surface free energy as a tool for creating new materials and the cracking of the genetic code of the entire biosphere which is underway and is creating a tidal wave of information that is going to transform our technology to the core. These two events are intertwined at the most fundamental level in that the key to the assembly of complex nanomachines lies within each of our cells. The ribosome has done its evolutionary job of getting us to 2006 and its now time to turn this marvelous machine loose to manufacture materials and machines that have nothing to do with evolution.

n this talk I will start with a fundamental examination of the nature of nanomaterials and show how Z.L. Wang has made many beautiful structures of ZnO. We will then turn to the applications nanowires, nanobelts and carbon nanotubes to the making of field-effect transistors, lasers, self-cleaning surfaces and nano-sized electrical generators.

I would then like to explore applications of using the machinery of the living cell to manufacture nanostructures via biomimetics to use structures that already exist in nature - collecting the low hanging fruit. Nature provides elegant examples of organisms that generate three-dimensional structures with complex patterns from the macro-scale to the nanoscale. Lastly we will look at methods to take genes from species producing desirable structures, perhaps modify them, and then retrofit them onto a compliant single celled bug who will become a manufacturing unit. By mid 21st century I believe that we will know enough genetics, biochemistry and materials science to computer design genes to produce devices from nanomachines to complete computer systems using the machinery in each of our cells.

ROBERT L. SNYDER is Professor and Chair of the School of Materials and Engineering at The Georgia Institute of Technology. He is the author of two textbooks, has edited nine technical books and has contributed chapters to nine books and encyclopedias. He holds eight patents and has published over 265 papers on materials and materials characterization which have been cited by other authors more than 2000 times. He has presented over 1,000 talks around the world with over forty plenary and keynote lectures and has graduated more than 45 graduate students. He is a Fellow of the American Society of Metals, The American Ceramic Society and Distinguished Fellow of The International Centre for Diffraction Data. He is a Principal Editor for the Journal Materials Research and the Journal of the American Ceramic Society. He serves on the organizing committees of a number of international conferences and chairs the annual Denver X-ray Conference. He has been named the American Ceramic Society Outstanding Educator and has received the State University of New York Chancellor's Award for Excellence in Teaching, the 2002 TMS Award for Materials Leadership, the 2004 Hanawalt Award for X-ray analysis and the 2008 TMS Educator Award.


2007. október 18. , csütörtök, 15 órakor
Farkas Illés, Szabó Péter és Nagy Máté (ELTE, Fizikai Intézet):

"Optimális viselkedési mintázatok élőlények csoportos és termikelős mozgásában"

Kivonatos ismertetés:

A komplex rendszerek egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy a teljes rendszer együttes viselkedése általában nem következik triviális módon az alkotóelemek tulajdonságaiból. Érdekes példákat szolgáltat a természetben megfigyelhető komplex jelenségekre az élőlények (pl. baktériumok, halak, madarak vagy akár emberek) csoportos mozgása. Az előadás bemutat optimális viselkedési mintázatokat élőlények kollektív mozgásában - seregélyek különböző alakú rajokba való rendeződése ill. emberek csoportos döntései során - valamint vitorlázó (termikelős) mozgásban. A kollektív mozgásformák esetén bemutatjuk, hogy egy résztvevő számára az optimális viselkedés erősen függ attól, hogy egyedül vagy csoportban mozog, továbbá attól is, hogy milyen csoportban vesz részt. A termikelés egyik érdekes tulajdonsága, hogy a különböző madárfajok képesek ugyanazt az optimális repülési stratégiát követni, amit az emberek elméleti megfontolások és műszerek segítségével használnak.

2007. október 25. , csütörtök, 15 órakor
Kaptay György (Bay-nano):

"A BAY-NANO-ról, illetve néhány nano-tárgyú elméleti eredményről"

Kivonatos ismertetés:

Az előadás röviden bemutatja a 2006. júliusában megalapult BAY-NANO Nanotechnológiai Kutatóintézetet, az infrastruktúrát és a kutatási célokat. Emellett szó lesz két, a közelmúltból származó saját elméleti eredményről is. Az egyik a csíraképződés elméletéhez kapcsolódik, amikor a csírák túltelített, de relatíve híg oldatból keletkeznek. A klasszikus elmélethez képest (miszerint a csíraméret - csíraképződést kísérő szabadentalpia változás diagramon egy, a kritikus csíramérethez tartozó maximum pont van) megmutatom, hogy a görbe tartalmaz egy minimumpontot is, ami az általában elhanyagolt konfigurációs entrópiaváltozás következménye. Ezen minimumpont még mindig a 10 nm-es tartományban van, azaz elvi alapot nyújt nanométeres csírák stabilizálásához. A másik történet azt mutatja be, hogy monotektikus rendszerek nagy felületi feszültségű sarkaiban hogyan alakul ki az egyfázisú folyadékot fedő, nanométer vastagságú hártya, és az hogyan változtatja meg a felület tulajdonságait, beleértve a felületi feszültség hőmérsékleti tényezőjének előjel váltását, aminek különösen a Marangoni áramlás során van nagy gyakorlati jelentősége.

2007. november 15. , csütörtök, 15 órakor
Tudomány ünnepe (ELTE, Fizikai Intézet):

"A fizika határain"

Kivonatos ismertetés:

Az ünnepi alkalomra tekintettel Intézetünk négy neves előadója tart fél-fél órás ismeretterjesztő, színes előadást az általa művelt, a fizika és egyéb társtudományok határait feszegető kérdésekről:
  • Vicsek Tamás: "Élőlények kollektív mozgása"
  • Kondor Imre: "Fizika és pénzügyek"
  • Frei Zsolt: "Gravitációs hullámok detektálása"
  • Jánosi Imre: "Miért helikális a mikrocsövecskék fala, avagy a klasszikus rugalmasságtan egy sejtbiológiai alkalmazása"

2007. november 22. , csütörtök, 15 órakor
Kellermayer Miklós (PTE Biofizikai Intézet):

"Termodinamika egyedi molekulákon"

Kivonatos ismertetés:

A termodinamika hagyományosan nagy, standard körülmények között mólnyi mennyiségű részecskéből álló rendszerek állapotait és átmeneteit tanulmányozza. Az utóbbi években lehetővé vált molekulák egyenként történő vizsgálata. Lehetséges-e állapotok azonosítása és átmenetek követése egyedi molekulákon? Mérhetők-e hagyományos termodinamikai és kinetikai paraméterek? Talán olyan folyamatokra is fény derülhet, melyek rejtve maradnak egy molekula-sokaságban? Az előadásban megvizsgáluk, egyáltalán miként is lehet egyetlen molekulát, például egy DNS, RNS vagy fehérjefonalat megragadni és manipulálni. Nanomechanikai mérésekkel igyekszünk szerkezeti állapotokat azonosítani és folyamatok sebességét megbecsülni. Végezetül megvizsgáljuk, hogyan lehet következtetni nem-egyensúlyi mérésekből egyensúlyi paraméterekre.  

2007. november 29. , csütörtök, 15 órakor
Csikor F. Ferenc (ELTE Fizikai Intézet, Anyagfizikai Tanszék):

"Diszlokáció-lavinák, deformációs ugrások és a
képlékeny alakítás problémája mikronos skálán"

Kivonatos ismertetés:

A kristályplaszticitás mérnöki gyakorlatban egyeduralkodó kontinuum modelljeinek hagyományos paradigmája, hogy a kristályos anyagok, ún. plasztikus instabilitások hiányában, homogén kontinuumoknak tekinthetők, homogén terhelésekre folytonos, térben homogén képlékeny deformációval válaszolnak. A közelmúltban mikronos méretű tiszta fém egykristályokon végzett deformációs kísérletek azonban kétségbe vonják ezt a klasszikus nézőpontot: szaggatott, ugrásszerű deformációt mutatnak, skálafüggetlen, tiszta hatványfüggvénnyel leírható deformáció-ugrás eloszlással. Az előadás a kísérleti eredmények áttekintése után bemutatja a kristályos anyagok képlékeny deformációjának határfelület depinning modelljeit, melyekben a deformációs ugrások egy önszervező másodrendű fázisátalakulás kritikus fluktuációiként értelmezhetők. Ezen túl saját szimulációinkkal demonstráljuk a jelenség univerzalitását kristályos anyagokban változatos deformációs körülmények között, valamint bemutatjuk, min múlik egy véges maximális deformáció-ugrás megjelenése és ennek messzemenő gyakorlati következményeit.  

2007. december 6. , csütörtök, 15 órakor
Szabó György (MTA-MFA):

"Az önzetlenség kialakulását segítő körülmények"

Kivonatos ismertetés:
Az előadás az evolúciós fogolydilemma játékok keretein belül azokat a mechanizmusokat tekinti át, amelyek segítik az önző egyének közösségében az önzetlenség (tisztességes, vagy más szóval a közösség számára hasznos magatartás) kialakulását és fennmaradását.

2007. december 13. , csütörtök, 15 órakor
Radnai Gyula (ELTE Fizikai Intézet, Anyagfizikai Tanszék):

"Párkányi László 1907-1982. Megemlekézés egy hányatott sorsú fizikatanárról, születésének 100. és halálának 25. évfordulója alkalmából"

Kivonatos ismertetés:
Ezekben a napokban újra sok szó esik a hazai fizikatanítás sanyarú helyzetéről. Ennek fényében (és árnyékában) fogjuk áttekinteni egy olyan tudós fizikatanár munkásságát, aki a kor és a körülmények szabta korlátokon belül, főnixmadárkent újra és újra feltámadva próbalta meg érvényesíteni saját józan, mértéktartó elképzeléseit a hazai fizikatanításban és a fizikatanárok képzésében. Pécsett írt mechanika jegyzete, vagy a hatvanas években az ELTE oktatójaként írt, a tagozatos osztályok számára készült tankönyvei ma is féltve őrzött kincsei azoknak a tanároknak, akik olyan szerencsések voltak, hogy hozzajutottak ezekhez a könyvekhez. A fogalmak pontos, következetes és nem kapkodó bevezetése állt tanítása középpontjában. Nem tett engedményt sem a nagyképű, frázisokat puffogtató, sem az öncélú látványosságba torkolló, magamutogató tanítasnak, ezért sok vitája volt életében. Az egyik legtöbb vitát kiváltó cikke, mely "Súly es súlytalanság" címmel jelent meg a Fizikai Szemlében 1967-ben, bizonyos megállapitásaiban ma is aktuális. A cím mintegy szimbolizálja a szakma és a szakmódszertan megítélése között olykor joggal, de igen sokszor indokolatlanul hangsúlyozott különbséget. Pécsett az egyetemen ma már fizikaverseny őrzi Párkányi László emlékét.