Program Archive of the Ortvay Seminar Series 2014 Spring

2014. február 13., csütörtök, 15:00-kor

Vicsek Tamás* (ELTE, Biológiai Fizika Tanszék)

„Miért élünk hierarchikus struktúrákban?"

Kivonatos ismertetés:

Az összetett rendszerek szinte mindegyike hierarchikus szerveződésű. Annak ellenére, hogy ez a fajta struktúra rendkívül elterjedt az élővilágban és az emberi társadalom legkülönbözőbb létesítményeiben, a hierarchikus felépítés eredetére vonatkozó kvantitatív ismereteink nagyon korlátozottak.

Számos kérdés merül fel: Hogyan lehetne számszerűsíteni egy komplex hálózat hierarchikusságának mértékét? Mik az előnyei az ilyen szerveződésnek? A hatékonyabb működés? Esetleg a jobb információáramlás vagy éppen irányíthatóság? Esetleg az, hogy az ilyen struktúrák jobban tudnak alkalmazkodni a változó körülményekhez? Másfelől - mondhatni ezzel szemben - mégis jobban ellenállnak a külső perturbációknak (stabilabbak)? Legújabb munkáink ezeket a kérdéseket igyekeznek megválaszolni. i) Bevezettünk egy önkényes paraméterek nélküli hierarchikuság-mérőszámot, amely jó összhangban van számos megfigyeléssel. ii) Egy modellcsalád segítségével vizsgáltuk, hogy a csoportok tagjainak kompetenciája milyen eloszlás mellett optimális, és azt találtuk, hogy akkor tudnak egy csoport tagjai effektíven együttműködni, ha a kompetenciák, és a tagok követési hajlandóságai hierarchiába rendezhetőek. iii) Végül megalkottunk egy modellt, amely megmagyarázza, hogyan alakulhat ki spontán, önszerveződő módon hierarchikus együttműködés az egyébként önző egyedek között.

Az előadás végén bemutatom hol tartunk a drónok csoportos repülésének megvalósítását célzó fejlesztéseinkkel és kutatásainkkal.

 

*együttműködve a következő kollégákkal: Enys Mones, Nepusz Tamás, Tartcai Norbert, Somorjai Gergely, Vásárhelyi Gábor, Virágh Csaba, Zafeiris Anna  


2014. február 20., csütörtök, 15:00-kor

Horváth Dezső (MTA Wigner FK)

„Neutrínótömeg: a részecskefizika megoldatlan rejtélye"

Kivonatos ismertetés:

A részecskefizika alapelmélete, a standard modell eredetileg zérus tömeget rendelt a neutrínókhoz. A Napból jövő elektronneutrínók és a légkörben képződő müonneutrínók észlelése azonban hiányt jelzett, ezért elméleti fizikusok már régóta arra gyanakodtak, hogy a háromféle neutrínó egymásba alakulhat (neutrínóoszcilláció). Ezt azután a neutrínókísérletek megerősítették, mégpedig oly módon, hogy a Napban és a légkörben keletkező neutrínók átváltozásának megmagyarázásához kétféle tömegkülönbséget kell feltételeznünk, ami megkívánja, hogy a háromfajta neutrínó közül legalább kettőnek tömege legyen, és mindháromnak kevert részecskeállapotnak kell lennie. Kevert állapotok olyankor lépnek fel, amikor egy részecske többféle kölcsönhatásba léphet és azoknak nem egyeznek a saját állapotai, a neutrínónak azonban csak egyféle kölcsönhatása, a gyenge ismeretes. A neutrínók véges tömege tehát több ponton is ellentmond a standard modellnek, amely pedig minden eddigi mérést remekül visszaad. Többféle kísérlet tanulmányozza a neutrínóoszcillációt a Föld felszínén részecskegyorsítóból vagy reaktorból indított neutrínónyalábbal, ezek azonban nem közvetlenül a neutrínók tömegéről, hanem a tömegnégyzetek különbségéről nyújthatnak ismeretet.. A balul sikerült OPERA kísérlet nyomán mi újabb kísérletet javaslunk, amely közvetlenül a neutrínótömegre kérdez rá repülési idő mérésével.

  • U.D. Jentschura, D. Horváth, S. Nagy, I. Nándori, Z. Trócsányi, B. Ujvári: "Weighing the Neutrino” arXiv:1312.3932

2014. február 27., csütörtök, 15:00-kor

Raffai Péter (ELTE, Atomfizikai Tanszék)

„Gravitációshullám-asztrofizika: lépések egy új tudományterület felé"

Kivonatos ismertetés:

A gravitációs hullámok az Einstein-egyenletek lehetséges megoldásaiként ismertek. Létezésükre ezidáig csak a PSR 1913+16 jelű kettős pulzár pályaadatainak változása szolgáltatott közvetett bizonyítékot, amelynek felfedezéséért Russell Hulse és Joseph Taylor 1993-ban kapták meg a fizikai Nobel-díjat.

A gravitációs hullámok közvetlen észlelésének legígéretesebb eszközei (ismert pulzárjelek precíziós megfigyelése mellett) a kilométer méretskálájú földi interferométerek. Az egyesült államokbeli LIGO, és az olaszországi Virgo interferométerei jelenleg az első közvetlen észlelésre való felkészítés fázisában vannak, ún. második generációs működésük várhatóan 2015-ben és 2016-ban fog elindulni. A várható közvetlen észlelések a kísérleti asztrofizika új területét nyitják majd meg. Az elektromágneses-, a gravitációshullám-, és a neutrínóteleszkópok közeljövőbeli együttműködései a Világegyetem megismerésének további lehetőségeit adják.

Az ELTE 2007-ben csatlakozott a LIGO projekthez. A magyar LIGO csoport kutatásai jelenleg a gravitációshullám-jelek egy önálló családja, a hosszú tranziensek keresésére és forrásaik modellezésére, valamint a gravitációshullám-detektorok optimalizációjára összpontosítanak. Előadásomban áttekintést adok a tudományterület jelenéről és várható jövőjéről, valamint bemutatom a magyar LIGO csoport legújabb eredményeit gamma-kitörések, elnyúlt pályájú feketelyuk-kettősök, valamint optimális detektorhálózatok vizsgálatában.


2014. március 6., csütörtök, 15:00-kor

Cynolter Gábor (MTA-ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport)

„Effektív elméletek a Higgs előtt és után"

Kivonatos ismertetés:

A részecskefizika Standard Modellje rendkívül pontosan írja le az eddigi nagy energiás kísérleteket. A Higgs bozon 2012-es felfedezésével az elméletben az összes részecskét kísérletileg azonosították. A Standard Modell mégsem fundamentális, hanem egy véges energiáig érvényes, effektív elmélet. Az előadásban bemutatom az effektív elméletek alapgondolatát, milyen effektív elméleteket tanulmányoztak a Higgs bozon felfedezése előtt és után. Zárásként megmutatom, hogyan lehet egy effektív elmélet keretében vizsgálni a gravitáció hatását a kvantumtérelméleti kölcsönhatásokra.


2014. március 13., csütörtök, 15:00-kor

Geszti Tamás (ELTE, Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék)

„Kvantummechanika, kísérleti matematika, kísérleti filozófia"

Kivonatos ismertetés:

A kvantummechanikához szorosan kapcsolódó kísérletek néha váratlanul hozzájárulnak a kvantummechanika körüli filozófiai vagy akár matematikai kérdések tisztázásához. Amiről szó lesz: Schrödinger macskájának alakváltozásai; utószelekció kontra Bayes-tétel a kétfoton-kísérletekben; itt a véletlen - hol a véletlen az EPR-Bell-egyenlőtlenségek tesztjeiben. 


2014. március 27., csütörtök, 15:00-kor

Aszódi Attila (BME, Nukleáris Technikai Intézet)

„A paksi atomerőmű bővítésének villamos energetikai, műszaki és gazdasági vonatkozásai"

Kivonatos ismertetés:

Magyarországon a villamosenergia-termelésben az 1980-as évek óta meghatározó szerepe van az atomenergiának. Az Országgyűlés 2009-ben adott elvi engedélyt a paksi atomerőmű bővítésének előkészítéséhez, melyet megerősített a Parlament által 2011-ben elfogadott Nemzeti energiastratégia is, amely 2 új paksi egység felépítésével számolt a 2020-as évek közepéig. Magyarország és Oroszország vezetői 2014. januárjában írtak alá megállapodást, amely értelmében a paksi bővítés orosz finanszírozás mellett orosz technológiával valósul meg. Az előadás a hazai villamos energetikai helyzet bemutatását követően elemzi a paksi bővítés során alkalmazandó műszaki megoldásokat, a becsült villamosenergia-egységköltséget, valamint röviden áttekinti az atomenergia és a megújulóenergia-technológiák együttműködésének lehetőségeit.

2014. április 3., csütörtök, 15:00-kor

Czirók András (ELTE, Biológiai Fizika Tanszék)

„Sejtáramlások az érhálózatok kialakulása során"

Kivonatos ismertetés:

Mivel a genetikai állomány nem egy tervrajzhoz hasonlóan kódolja az élőlények felépítését, a biológiai formák és funkciók a szövetek molekuláris és sejtes összetevőinek kölcsönhatásaiból, egyfajta önszerveződéssel alakulnak ki. Az önszervező mintázatképződés egyik legjobb példája az érhálózat, amit mozgékony endotél (az érfal belső borítását adó) sejtek alakítanak ki. Ezeknek a sejteknek a mozgását egyrészt egy, a közvetlen szöveti környezethez képest végzett aktív mozgásra, másrészt a környező szövet önhajtott elaszto-plasztikus deformációi által létrehozott konvektív mozgásra bonthatjuk. A sejtek aktív mozgását jól le tudjuk írni olyan modellek segítségével, amelyek mikromechanikai hatásokat (nyírást, adhéziót) és egyfajta sejten belüli "memóriát" is figyelembe vesznek. Már jelenleg is számos kísérleti terápia tűzi ki céljául az érhálózat növekedésének stimulálását vagy visszaszorítását. Így, az érfalakat felépítő sejtek önszervező viselkedésének megértése -- alapkutatási jelentőségén túl -- számottevően segítheti ezeket az alkalmazott kutatásokat is.


2014. április 24., csütörtök, 15:00-kor

Halbritter András (BME, Fizika Tanszék)

Atomi és molekuláris elektronika"

Kivonatos ismertetés:

A nanoelektronika hétköznapjaink része, hiszen a mobiltelefonjainkban található tranzisztorok aktív tartománya napjainkban csupán párszor tíz nanométer szélességű. Az egyre gyorsabb számítógépek, egyre "okosabb" telefonok mind a félvezető ipar rohamos fejlődésén alapulnak, azonban ennek a fejlődésnek fizikai és technológiai korlátai vannak. Miközben az informatikai cégek a következő technologógiai lépések kifejlesztésén dolgoznak, alapkutatási szinten ugorhatunk kát nagyságrendet, és megvizsgálhatjuk, hogy lehet-e atomi méretű (pár tized nanométeres) szerkezetekből elektronikai építőelemeket készíteni. Előadásomban a molekuláris elektronika és az atomi méretű memrisztorok kutatásába adok betekintést.


2014. május 8., csütörtök, 15:00-kor

Csonka Szabolcs (BME, Fizika Tanszék)

„Kvantum effektusok hibrid félvezető nanoáramkörökben"

Kivonatos ismertetés:

III-V típusú félvezető nanopálcák napjaink egyik legígéretesebb anyagcsaládja kvantumelektronikai áramkörök készítésre: Kis töltéssűrűségüknek köszönhetően a nanopálcák mentén a potenciál profil hangolható, például alagút átmenetek vagy kvantum pöttyök hozhatóak létre. Tipikus félvezetőktől eltérő módon szupravezető (S) vagy akár ferromágneses (F) elektródákhoz kapcsolhatóak ezen nanopálcákhoz, ami változatos S és/ vagy F hibrid áramkörök létrehozását teszi lehetővé. Az előadásban ismertetek néhány ilyen áramkört és érdekes kvantummechanikai viselkedésüket: Többek között bemutatásra kerül, hogyan lehet a spin-pálya kölcsönhatást hangolni a nanopálcákban, hogyan lehet hatékony spin polarizált forrást létrehozni, vagy milyen áramkör segítségével lehet szupravezetőből Cooper-párokat egyesével kivenni, térben szétválasztani és spin karakterüket megvizsgálni.


2014. május 15., csütörtök, 15:00-kor

Fortágh József (CQ Center for Collective Quantum Phenomena Universität Tübingen)

„Interfacing cold atoms and nanostructures"

Kivonatos ismertetés:

Trapping and manipulating atoms by means of microscopic traps has seen enormous advances within the last decade. Today, ultra-cold atom clouds, Bose-Einstein condensates, and Fermi gases are routinely trapped in conservative potential at the surface of microchips. Such cold atom/solid state hybrid systems pave the way towards the construction of novel quantum electronic circuits and quantum sensors.
In our experiments, we investigate the interface between atomic clouds and superconducting circuits. I report the trapping and coherent manipulation of atom clouds above a superconducting coplanar microwave cavity structure and discuss the possibility of coupling ground state and Rydberg excited atoms to the microwave field of the cavity.
Another subject of our research is the in-situ detection of single atomic spin transitions in a Bose-Einstein condensate. I report the realization of a state selective single atom detector and present data on counting atoms from a Bose-Einstein condensate in the presence of magnetic field noise.
2014. május 22., csütörtök, 15:00-kor

Markus Ackermann (DESY-Zeuthen)

High-energy neutrinos - a new messenger from the universe"

Kivonatos ismertetés:

The extraterrestrial neutrinos recently observed by the IceCube neutrino telescope that is located at the South Pole open a new field in astrophysics. Besides photons and charged cosmic rays we can now use a third and very unique messenger - the neutrino - to probe the high-energy universe. Neutrinos reach the Earth from astrophysical environments that are too dense for photons to escape. Unlike the charged cosmic rays they are not deflected in the ubiquitous magnetic fields of the interstellar and intergalactic space. Hence, neutrinos allow us to study high-energy processes in astrophysical environments in a new and complimentary way, and eventually to unravel the 100-year mystery of the origin of cosmic rays. After an introduction of the IceCube neutrino observatory that was completed in 2010, I will summarize our observations and searches for high-energy neutrinos from the universe and what we learned from these observations so far.