Program Archive of the Ortvay Seminar Series 2009 Fall

2009. szeptember 17. , csütörtök, 15 órakor
Tél Tamás (ELTE, Fizikai Intézet, Elméleti Fizika Tanszék):

"Tranziens káosz klasszikus jelenségekben:
utánzengés,
Poincaré-visszatérés, csőbeli turbulencia"

Kivonatos ismertetés:

A tranziens káosz a kaotikus viselkedés véges idejű, és ezért kevéssé ismert formája. Számos dinamikai rendszerekkel kapcsolatos jelenség magyarázata csakis ezzel a fogalommal lehetséges. Az utóbbi időben kiderült, hogy néhány jól ismert, klasszikus fizikai jelenség mögött is tranziens káosz rejlik. Ezt a teremakusztikából ismert utánzengés, a statisztikus fizikában fontos szerepet játszó Poincaré-visszatérések, és a már Reynolds által is vizsgált csőbeli turbulencia esetében mutatjuk meg.

2009. szeptember 24. , csütörtök, 15 órakor
Rainer Weiss (Prof. Emeritus, MIT):

"Interferometric gravitational wave detection"

Kivonatos ismertetés:
Basic ideas about gravitational waves
How interferometers detect gravitational waves
Noise sources and sensitivity limits
Current performance of the instruments
Types of gravitational wave sources
Some interesting upper limits
Hopes for the future


2009. október 1. , csütörtök, 15 órakor
Trócsányi Zoltán (Debreceni Egyetem):

"Az elveszett szimmetria nyomában - a 2008. évi fizikai Nobel díj"

Kivonatos ismertetés:

Szimmetrikus alakzatokat szépnek találunk. A szimmetria, mint rendező elv a fizikai elméletekben is igen vonzó. Olyannyira, hogy gyakran nem létező szimmetriát feltételezünk rendező elvként, amely valami oknál fogva sérül. Folytonos szimmetria esetén a sérülés gyakori módja a spontán szimmetriasértés, amikor csak az alapállapot sérti a szimmetriát. A 2008. évi fizikai Nobel díj felét Y. Nambu kapta a spontán szimmetriasértés kvantumtérelméleti megfogalmazásáért. Az elemi részek világában lényeges szerepet játszanak a diszkrét szimmetriák is: a tér-, idő- és töltéstükrözési (röviden P, T és C) szimmetriák. Az egyesített CPT szimmetria legjobb tudásunk szerint megmarad, azonban P és C dinamikailag sérülnek. A részecskefizika Standard Modelljében a dinamikai sérülés módját M.Kobayashi és T.Maskawa javasolta elsőként. A 2000-es évek elején több kísérletben sikerült igazolni, hogy a CP-sértés valóban az általuk javasolt módon írható le, amiért 2008-ban Kobayashi és Maskawa megosztva kapta a Nobel díj másik felét. Az előadáson elsősorban a CP-sértés módját fogom elmagyarázni.

2009. október 8. , csütörtök, 15 órakor
Forgács Péter (MTA RMKI):

 

 "A Fermi-Ulam-Pasta problémától egészen az általános relativitáselméletig,
avagy lokalizált mezőelméleti struktúrák jelentősége és néhány alkalmazásuk"

Kivonatos ismertetés:

A legkülönbözőbb fizikai rendszerekben bukkantak elő olyan objektumok, melyek energiasűrűsége a térben jól lokalizált és ezek igen fontos szerepet játszanak az adott rendszer viselkedésének megértésében. Ezen lokalizált objektumok léte leggyakrabban a nemlineáris kölcsönhatásoknak köszönhető. Közülük talán az ún. szolitonok a legismertebbek. Az előadásban röviden felidézem Enrico Fermi, John Pasta és Stanislaw Ulam úttörő, mai szemmel nézve a nemlineáris fizikát forradalmasító munkáját, mely az úgynevezett ,,FPU" problémaként vált ismertté a fizika történetében, majd ismertetem a probléma Zabusky és Kruskal által talált megoldását, amely a szolitonok fogalmához vezetett.

Ismert tény, hogy szolitonok illetve stabil, szoliton-szerű objektumok csak igen speciális rendszerekben léteznek. Az utóbbi néhány évben kiderült, hogy szolitonokra emlékeztető, igen hosszú élettartamú, metastabil, közelítőleg időperiódikus objektumok -- amelyeket leggyakrabban oszcillonoknak neveznek -- megjelennek egymástól nagyon különböző fizikai rendszerekben -- így pl. a hidrodinamikában, a relativisztikus térelméletek egy nagy osztályában, sőt diszkrét rendszerekben is.

Az oszcillonok egyik legfontosabb jellemzője az élettartamuk, melyet sikerült nemperturbatív módszerekkel meghatároznunk néhány fontos klasszikus térelméletben, ideértve az általános relativitáselméletet is.


2009. október 15. , csütörtök, 15 órakor
Gaál István (MTA MFA):

"Búcsú az izzólámpáktól"

Kivonatos ismertetés:

Az egyes fényforrástípusok mennyiségi jellemzőinek történelmi fejlődését diagram-mokon mutatom be. Azt fogjuk látni, hogy fél évszázad is eltelik, amíg egy fénykeltési elvhez megtalálják egyrészt a megfelelő anyagot, másrészt kidolgozzák annak hatásos előállításai technológiáját.

Az izzólámpa történetén keresztül azt mutatom be, hogy ez az új termék új utakat nyitott (i) a mechanikai technológiában, (ii) megindította a vákuumtechnikai ipar kifejlődését, és (iii) elvezetett a tóriumos elektródhoz. (Ezt az elektródot ma próbáljuk kevés sikerrel száműzni.)

Végezetül Langmuir életutját követve kiderül, hogy az izzólámpák fejlesztési igénye milyen eltérő tudomány-területeken nyitott új utakat.
a)Hőátadás szimultán hővezetéssel, konvekciós hőátadással és hősugárzással.
b)Gázok adszorpciós és deszorpciós kémiai kinetikája kristályok szabad felületén.
c)Kémia transzport reakciók nagy-vákuumban két eltérő hőmérsékletű szilárd test között.
d)Oxidok disszociációja fémes mátrixban.
A történelmi visszapillantást zárjuk a jelennel. Az összefoglalásban hadd legyen ez részletesebb. A fényforrás-ipar az elmúlt húsz évben sokrétűen elemezte, hogy várhatóan milyen irányokban fog fejlődni századunkban a világítástechnika. Az alapvető trendeket a klasszikus cégek már 1990 körül is nagyon világosan látták, és ezt vezető munkatársaikkal egyértelműen közölték is. A trendek elemzésére az EU 2000 és 2005 között egy COST programot is indított. Ebben a neves gyártó cégek képviselői mellett akadémiai jellegű kutató intézetek szakértői is részt vettek. A világítástechnika humán szempontjait is több konferencia elemezte.
A trendek munkaerő-piaci hatásainak elemzésénél fontos, hogy több igen neves cég fényforrásait nem világítástechnikai célra gyártja. Nevezetes példaként említhetjük

  • a kémiai termékek (pl. gyógyszerek) on-line minősítésére is használt spektrál-lámpákat, és
  • az ultraibolya fénnyel végzett felületi megmunkálásokra használt UV fényforrásokat.

Mivel itt igen sokféle speciális lámpafajtáról van szó, és egy-egy fajtából sokszor csak mintegy évi 15-20 ezer darabra van piac, sok kis és közepes vállalkozásnak itt nyílhat meg a piac. (EU D2-lámpa program)
Japánban ezen a területen nemzetközi gyártóhálózattal rendelkező óriás cégek is dolgoznak. Ezek ma például egyszerre ajánlanak három új fejlesztésű terméket
alacsony-igényeket kielégítő gázkisüléses UV fényforrást,
nagy intenzitás-stabilitású (10-5) pontszerű gázkisüléses UV spektrál lámpát,
és nagyobb terület homogén UV megvilágításra alkalmas LED-mozaik lámpát.

A mindennapok emberét legközelebbről természetesen a világítástechnika fényforrásai érdeklik. Itt hatvan éve folyik a verseny három fényforrás-fajta között:

  • az izzószálas fényforrások (nemes gáztöltéses és halogén adalékos izzólámpák),
  • a különböző gázkisüléses fényforrások, és
  • a félvezető fényforrások.

A versenyt négy tényező eredője szabja meg.

  1. Az emberi szem által érzékelt fényenergia és a felhasznált elektromos energia viszonya (lumen/watt)
  2. Az élettartam (Figyelembe kell venni azt is, hogy az élettartamra lényeges hatással van a rázkódás (autólámpa) és a be és kikapcsolás (lépcsőház stb.) is.)
  3. Az ember számára egészen alapvető fontosságú a fényforrás színösszetétele is.
  4. Az energia-takarékosság három tényező eredője: (i) élettartam az adott alkalmazási módban, (ii) gyártási selejt és (iii) fényhasznosítás.

A COST programban egyetértés volt abban, hogy ma 4. szempont a döntő az izzószálas lámpák piacvesztésében. Még jó tíz év kell azonban ahhoz, hogy a világítástechnikában szűkülni kezdjen a gázkisülő lámpák piaca. LED-ek piaci tér-nyerését két tényező fékezi: (i) a LED-ek magas gyártási selejtje, (ii) valamint az, hogy hőháztartásuk vezetésének anyagtechnológiai oldala nincs megoldva.


2009. október 22. , csütörtök, 15 órakor
Palla Gergely (ELTE, Fizikai Intézet, Biológiai Fizika Tanszék):

"Új eredmények a hálózatklaszterezésben"

Kivonatos ismertetés:

A technika rohamos fejlődésének köszönhetően jelentős ütemben gyűlnek az adatok az életünket meghatározó hálózatokról, így többek között az Internetről, a cégek kapcsolatrendszeréről vagy az élőlényeket felépítő fehérjék kölcsönhatásairól. A komplex hálózatok témakörén belül egy kiemelten fontos terület a hálózatok sűrű csoportosulásainak (más néven moduljainak, klasztereinek) feltárása. Az emberi társas kapcsolatok hálózatában például ilyen csoportosulás lehet egy család, egy baráti kör, vagy egy munkahelyi közösség. Mint tudjuk, az emberi kapcsolatok idővel megváltozhatnak, így egy érdekes kérdés, hogy a kapcsolathálóban fellelhető csoportosulások közül melyek azok, melyek időben stabilan fennmaradhatnak? Az előadás az ilyen és ehhez hasonló kérdésekre keresi a választ a csoportosulás dinamika statisztikai vizsgálatának bemutatásával nagy méretű társas kapcsolat hálózatokban.

A hálózatokról rendelkezésre álló adatrendszerek fejlődésével egyre általánosabbá válik, hogy egy vizsgált hálózat csomópontjaihoz (más néven csúcsaihoz) a csúcsokra jellemző címkéket, tulajdonságokat, attribútumokat tudunk társítani. Egy példa erre a fehérje kölcsönhatási hálózatok felcímkézése az ismert fehérje funkciókkal. A címkék egyfelől segíthetik a hálózati csoportfelosztás ellenőrzését, hiszen egy természetes elvárás az, hogy a csoportokon belül hasonló címkéket találjunk. Másfelől a címkék eloszlásának és a hálózati topológiának kölcsönhatása is egy nagyon érdekes témakör, melyez kapcsolódóan az előadás érinti a címkézett hálózatok alapvető statisztikai tulajdonságait is.


2009. november 5. , csütörtök, 15 órakor
Papp Balázs (MTA SZBK Biokémiai Intézet, Evolúciós Rendszerbiológiai Csoport):

"Robusztusság és genetikai interakciók rendszerbiológiája"

Kivonatos ismertetés:

Több fajban végzett laboratöriumi kísérletek tanúsága szerint a legtöbb gén egyenkénti kiejtése csupán kevéssé csökkenti az életképességet. Vajon miért ennyire robusztusak az élélények a génkiütéses mutációkkal szemben? Mi a mutációk kompenzálásának, azaz a génkölcsönhatásoknak a molekuláris háttere? Mennyire sikeresen prediktálhatók a génkölcsönhatások? A biokémiai reakcióhálózatok mely tulajdonságai befolyásolják a kompenzáció mértékét? Létezik-e bármi bizonyétík arra, hogy a mutációk kompenzálása közvetlen adaptáció, avagy az csupán más evolúciós folyamatok mellékterméke? Munkáinkban a fenti kérdésekre keressük a választ az egysejtű élesztőgomba anyagcserehálózatának számítógépes modellezésével és kísérletes genetikai vizsgálatával.
2009. november 12. , csütörtök, 15 órakor
Csordás András (ELTE, Fizikai Intézet, Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék):

"Kísérletek ultrahideg csapdázott gázokkal"

Kivonatos ismertetés:
A jelenleg ismert, és kísérletekben megmért legalacsonyabb hőmérsékleteket csapdázott gázokban sikerült elérni. A csapdázás során atomokat valamilyen optikai vagy mágneses eredetű csapdapotenciálba zárnak. Ennek a potenciálnak a szerepe ugyanaz, mint a folyékony héliumos kísérletekben az összetartó edényé.

A kísérletek kezdetben alkáli atomok bozonikus izotópjaival folytak. Nagy áttörést jelentett 1995-ben, amikor rubídium atomokkal csapdában, nagyságrendileg 100 nanokelvin hőmérsékleten, Bose-Einstein kondenzációt sikerült létrehozni és kimutatni. Három kísérleti kutató ezért Nobel-díjat kapott 2001-ben. A kísérleti technikák nemcsak bozonok, hanem fermionok hűtését is lehetővé teszik. Fermionokkal alacsony hőmérsékleten a Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) elméletből ismert szuperfolyékony fázis hozható létre, ami szintén intenzív kutatások tárgya. Az előadás áttekinti a bozonokkal és fermionokkal végzett fontosabb kísérleteket, illetve rövid, áttekintő jelleggel a kísérletek leírására alkalmas néhány fontosabb elméleti eredményt.


2009. november 19. , csütörtök, 15 órakor
Meszéna Géza (ELTE, Fizikai Intézet, Biológiai Fizika Tanszék):

"150 éves a ,,Fajok eredete": hol tart az ügy?"

Kivonatos ismertetés:
Darwin 150 éve megjelent főműve lezárt egy vitát és megnyitott egy újat. Egyrészt gyakorlatilag elfogadottá tette a leszármazás gondolatát, másrészt javasolt rá egy mechanizmust is: a természetes szelekciót. Az utóbbi csak évtizedekkel később, a genetika alapjainak megismerése és a matematikai elmélet kiépítése nyomán, a ,,Modern evolúciós szintézis" keretében vált a tudományos konszenzus részévé - körülbelül a kvantumfizika kialakulásával egy időben. Azóta részletesen megismertük az alapvető molekuláris biológiai folyamatokat - ezzel kapcsolatosan osztották ki az idei kémiai Nobel-díjat is. A minden földi élőlényben lényegileg azonos alapvető mechanizmusok mára gyakorlatilag vitathatatlanná tették az egész élővilág közös eredetét. A DNS-szekvenciák elemzése a közelmúltban öltött ipari mérteket. Az új adatok alapvetően megerősítették a törzsfejlődéssel kapcsolatos korábbi tudásunkat, néhol módosították, néhol kiegészítették azt. De valószínűleg még előtte állunk az evolúcióval kapcsolatos ismeretanyag szekvencia-adatokon alapuló robbanásszerű bővülésének.
Nothing in biology makes sense except in the light of evolution - írta egy cikk címében Theodosius Dobzhansky, a Szintézis egyik megalkotója. Az előadás ezt az összképet igyekszik felvillantani a fizikus hallgatóság számára.

2009. november 26. , csütörtök, 15 órakor
Kiss László (MTA KTM Csillagászati Kutatóintézet Lendület Fiatal Kutatói Program):

"Bolygórendszerek fejlődése más csillagok körül"

Kivonatos ismertetés:

A közelmúlt egyik legnagyobb hatású csillagászati felfedezése az extraszoláris, azaz más csillagok körül keringő bolygók kimutatása, ami napjaink nagy nemzetközi infrastruktúrális fejlesztéseinek egyik fő tudományos hajtóereje. A kapcsolódó tudományos kérdések rendkívül szerteágazóak, hiszen a bolygórendszerek szerkezete és fejlődése magában több szaktudományt érintő kérdéskör. Előadásomban azokat a főbb tudományos problémákat járom körbe, melyeket az idén alapított Lendület-kutatócsoportommal vizsgálunk az MTA KTM csillagászati Kutatóintézetben: (1) bolygórendszerek kormeghatározása sztelláris asztrofizikával; (2) exoholdak kimutatási módszerei; (3) a csillagfejlődés hatásai a bolygórendszerekre. Elméleti és megfigyelési munkánk során részletes numerikus szimulációkat dolgozunk ki, illetve földi és űrtávcsöves méréseket használunk, módszereink között pedig az asztroszeizmológia és exobolygókutatás kombinációja mellett megtaláljuk a multiobjektum-spektroszkópiát és a földfelszíni CCD fotometriát. Programunk fontos eleme a Piszkéstetői Obszervatórium modernizálása, amellyel ismert fedési exobolygók hosszútávú fotometriai nyomonkövetését tesszük lehetővé, középtávon pedig bevezetjük a nagyfelbontású optikai spektroszkópiát az itthon is használható csillagászati méréstechnikákba.

2009. december 3. , csütörtök, 15 órakor
Zaránd Gergely (BME, Fizikai Intézet, Elméleti Fizika Tanszék):

"Geometriai fázisok és spin manipuláció"

Kivonatos ismertetés:

Az elmúlt évek során lehetővé vált mezoszkópikus áramkörök segítségével elkülöníteni akár egyetlen elektront, és az így elkülönített elektronok spinjét koherensen manipulálni illetve kiolvasni. Azonban az elkülönített elektron spinje egy idő után elveszíti koherenciáját, egyfelől az atomok magspinjével való kölcsönhatás, másfelől pedig az elektromágneses tér fluktuációinak hatására. Az előadásban ennek a területnek a fejlődését mutatom be, illetve az elektromos tér fluktuációinak hatását vizsgálom, és megmutatom, hogy a spin koherencia elvesztése külső mágneses tér hiányában geometriai eredetű, és egy nem ábeli Berry fázishoz kapcsolható. Utána megmutatom, hogy ezt kihasználva hogyan lehetséges egy spin pusztán elektromos térrel való manipulálása, és hogy hogyan készíthető mezoszkópikus spin generátor (pumpa) is ilyen módon. Végül kitérek annak a kérdésnek a vizsgálatára is, hogy T=0 hőmérsékleten elveszíti-e a koherenciáját egy elkülönített spin?

2009. december 10. , csütörtök, 15 órakor
Szépfalusy Péter (ELTE, Fizikai Intézet, Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék):

"Gombás Pál és Ortvay Rudolf"
(Megemlékezés Gombás Pál születésének 100. évfordulójáról)

FIGYELEM! A megszokottól eltérően ez az előadás a 0.81-es Ortvay-teremben lesz!
Az előadás elején emléktáblát avatunk.

Kivonatos ismertetés:

Az előadás Gombás Pál munkásságának az első hat évére koncentrál, amikor Ortvay Rudolf asszisztense volt a budapesti Pázmány Péter Tudományegyetem Elméleti Fizika Intézetében. Munkásságának teljes áttekintése megtalálható az alábbiakban: >>> pdf <<<.