Résztvevők  

Absztrakt: Femtoszekundum hosszúságú lézerimpulzusok fókuszálásával extrém nagy térerősségek érhetőek el. E nagy intenzitású lézernyalábok különböző targeteken koherens ultraibolya-lágy röntgen sugárzást keltenek, amely a lézerfrekvencia magasrendű felharmonikusait tartalmazza. A Wigner Fizikai Kutatóközpontban nemesgázatomokból álló klasztereken keltett harmonikus sugárzást vizsgálunk. A kísérletek fő célja a klaszter- és atomi harmonikusok tulajdonságainak összehasonlítása különböző paraméterek függvényében.

Absztrakt: A Kompakt Müon Szolenoid (CMS) a Nagy Hadronütköztető (LHC) négy nagy kísérletének egyike. A kísérlet főbb céljai közé tartozik a Higgs bozon tulajdonságainak vizsgálata, a Standard Modellen túli fizika keresése és a nehézionos ütközések vizsgálata.

A Pixel Detektor a CMS Nyomkövető rendszer legbelső, az ütközést legközelebbről vizsgáló eleme. Feladata a rajta áthaladó elektromosan töltött részecskék pályájának nagy pontosságú megállapítása. A detektor hatásfokát legnagyobb mértékben az adatkiolvasási módszerek korlátai csökkenthetik. Emellett azonban létezik egy kisebb de jelentős hatásfok esés, amelyet dinamikus hatásfokvesztésnek hívunk. Ezt a hatásfokvesztést a kiolvasó chip (Read Out Chip) különböző puffereinek telítődése okozza. Ez jelentősen függ a chip okkupanciájától. A 2012-ben felvett adatban, magas pillanatnyi luminozitás esetén a Pixel Detektor (első rétegének) hatásfoka 98%-ra csökkent. A 2015-ös újraindítás után magasabb pillanatnyi luminozitás értékek várhatóak, amelyek a detektor hatásfokának további csökkenését eredményezik. Ezért szükséges a dinamikus hatásfokvesztés szimulációja. Előadásomban bemutatom a kidolgozott szimulációs módszert és annak eredményeit.

Absztrakt: Az előadásban egy királis fullerén (C76)a királis szén nanocsövek cirkulárisan polarizált fénnyel való kölcsönhatását járjuk körül. Bemutatjuk a Raman optikai aktivitás (ROA) területének elméletét, amellyel kutatócsoportunk foglalkozik. Ismertetjük a témához kapcsolódó főbb kísérleti eredményeket is.

Absztrakt: Pixelated crystals are used in PET detectors,
however advanced technology is required for cutting
and optical separation of the crystals. Cutting and
optical separation of the crystal needles costs almost
the same as the crystal material itself. Therefore there
is a need for studying continuous crystals for PET
imaging in order to reduce the cost of the detectors.
The aim of this work was to design a small animal
PET detector based on continuous scintillator and DOI
(Depth Of Interaction) capability using silicon
photomultiplier (SiPM) sensors as light detector.

Absztrakt: Egyes anyagok töltéshordozói a spin szabadsági fok mellett egy további, ún. völgy szabadsági fokkal is rendelkeznek. A völgypolarizáció információtárolási lehetőségekkel is kecsegtet, ehhez azonban érdemes elvégezni a különböző völgyrelaxációs folyamatok vizsgálatát. Előadásomban a grafén egy völgypolarizált állapotának töltött szennyezők által okozott relaxációjának leírását mutatom be egy minimál modell segítségével, különleges figyelmet fordítva az árnyékolás szerepére.

Absztrakt: A szén kristályos módosulatai mellett jelentős tudományos és technológiai érdeklődés övezi az amorf módosulatokat is. Az amorf szén módosulatokban is megjelenhetnek a grafit- és gyémántszerű kötések, amelyek aránya meghatározza az anyag mechanikai elektromos és optikai tulajdonságait is. Impulzusüzemű lézerekkel a felületek piko- és nanoszekundumos időn belül felfűthetők és a lehűlés is hasonló időtartományba esik. Szén céltárgyak gyors lézeres fűtése során megolvadó, majd a gyors hűlése során befagyó réteg amorf tulajdonságokat mutat. A kutatásaim során az így előállított módosított felületű szénrétegeket vizsgálom.
Légköri nyomáson, üvegszerű szén felületén nagy intenzitású lézeres abláció eredményeként létrejövő felületmódosítást vizsgáltam. Két különböző impulzushosszal rendelkező KrF excimer lézert (18 ns és 480 fs, 248 nm), ArF (20ns, 193 nm), valamint frekvenciakétszerezett Nd:YAG lézert használtam a felületmódosításhoz. A fókuszált lézerfény energiasűrűsége a céltárgy felületén elérte a 1 J/cm2-t. A felületen kialakuló módosított szén réteget spektroszkópiai ellipszometriával vizsgáltam. A nanoszekundumos lézerek esetén a módosított réteg vastagsága 40 és 120 nm között volt, míg a femtoszekundumos lézerrel történt abláció ~15 nm-es módosított réteget eredményezett. A kezeletlen üvegszerű szén törésmutatójához képest a kezelt felületek törésmutatója mindegyik lézeres kezelés esetén csökkenést mutatott. A módosított rétegek extinkciós együtthatója (k) az ArF lézeres felületmódosítás esetén növekedett, míg a két KrF excimer lézernél kismértékű, a Nd:YAG lézernél viszont szignifikáns csökkenést mutatott. A céltárgy strukturális változásait Raman spektroszkópiai mérésekkel vizsgáltam. A kezelt felületeken mért Raman spektrumokban a mikrokristályos szénre jellemző karakterisztikus D és G csúcsok kiszélesedését tapasztaltam, ami a felület amorfizációjának a jele. A kiszélesedés az ArF lézeres kezelés esetén volt a legkisebb, a Nd:YAG lézerrel történt abláció esetén pedig a legnagyobb. Mindkét vizsgálati módszer azt az eredményt szolgáltatta, hogy az KrF lézeres felületmódosítással érhető el a legnagyobb koncentrációjú sp3 hibridizált szénkötés.

Absztrakt: Rendezetlen anyagoknak a teherbíró képességüknél kisebb, időben állandó terhelés mellett bekövetkező ún. kúszó törését vizsgáltuk a szálköteg modell keretében. A szálköteg modellben a vizsgált anyagot egymással párhuzamos, rugalmas szálakra osztjuk. A szálak egyrészt a rajtuk lévő lokális terhelés hatására, másrészt a lokális terhelés miatt bennük halmozódó károsodás következtében törhetnek el. A két törési módus versengése repedési lavinákat eredményez, amelyek megfeleltethetőek a törést kísérő zaj akusztikus impulzusainak. Az ilyen száltörési lavinák rekord-statisztikai vizsgálatát végeztük el a modell átlagtér határesetében. A rekord események olyan események, amelyek mérete minden őket megelőző esemény méreténél nagyobb. Az előadásban azt fogom bemutatni, hogy a rekord események statisztikája milyen érdekes információt szolgáltat a makroszkopikus törés felé közeledő rendszer dinamikájáról.

Absztrakt: A középiskolai tanulók érdeklődése a fizika iránt igen alacsony. Az elsajátítandó készségek a természettudományos megismerés módszereinek igen széles skáláját ölelik fel. Nemzetközileg egyre elterjedtebb a „hands-on, minds-on” megközelítés. Eszerint az aktív tanulás egyik alapját tanulói kísérletezések és mérések adják.
Kutatásomban a tanulói mérések kérdéskörében dolgozok ki tanári háttértudást fejlesztő anyagokat, és (a gyakorlatban is kipróbált) tanítási segédanyagokat. Így szó lesz az aktív tanulás pedagógiájáról, a méréselméletről tanároknak és középiskolásoknak, a hasonlóságelmélet tanári háttértudásról, radioaktív bomlástörvény tanításáról máshogy, a hűlés vizsgálatáról a közoktatásban tanulói méréseken keresztül. Felvillantok néhány tanulói projektmunkát is, amelyet szakközépiskolai tanulók készítettek az elmúlt években.

Absztrakt: Aeroszolok légzőrendszeri depozícióeloszlásának meghatározása számos tudományterület szempontjából igen lényeges kérdés. E területen a kísérleti modellezésnél etikai nehézségek lépnek fel, az állatkísérleteknél az extrapolálhatóság okoz gondot, ezért különös jelentőséget kap a numerikus modellezés, mint lehetséges vizsgálati módszer. Erre a célra fejlesztették ki Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpontjában és a Salzburgi Egyetemen az úgynevezett Sztochasztikus Tüdőmodellt, amely egy FORTRAN nyelvű szoftver. Annak segítségével meghatározható az aeroszolok légzőrendszeri kiülepedése régiónkénti, illetve egyedülállóan finom, légúti generációnkénti felbontással. A Sztochasztikus tüdőmodell a légutak geometriáját az egyik legnagyobb légzőrendszeri adatbázis adatainak statisztikai kiértékelésével hozta létre. A légzőrendszerben haladó részecske útját sztochasztikus analízissel kapott eloszlásokból Monte-Carlo módszerrel sorsolja a modell. Az így kialakított véletlenszerű légúti geometria egyes szakaszaiban a kiülepedési valószínűséget a három legfontosabb kiülepedési mechanizmusra (tehetetlen ütközés, gravitációs ülepedés és Brown diffúzió) levezetett analitikus depozíciós formulák adják meg. A modell új változata alkalmas a teljes, a regionális és a légúti generációkénti kiülepedés leírására egészséges, asztmás, valamint COPD-s betegre, a legkülönbözőbb légzési módok mellett, mind monodiszperz, mind polidiszperz aeroszolok folyamatos-, vagy bólus-belégzése esetén. A modell alkalmas továbbá higroszkópos, illetve párolgó részecskék méretváltozásának leírására is. Az új fejlesztéseknek köszönhetően, melyben részt vettem pontosabbá vált az alveolált régió depozíciószámítása, beépítésre került a modellbe a higroszkopicitás, valamint lehetségessé vált a depozíció légzési periódus szakaszain belüli kiíratása.

Absztrakt: Examining large-scale Boolean network dynamics is important in understanding complex phenomena where systems are characterized by a large number of components.
For example, gene regulatory networks can be modeled with Boolean dynamics, while in economy, Boolean networks can be used to model multi-agent based prediction markets.
A Boolean network has finite number of possible states, and since the dynamics are deterministic, a trajectory will sooner or later reach an attractor of the system.
A point attractor has only one state, while a cycle attractor consist of more than one state.
In this presentation, I will show the effects of flip perturbations that causes switchings between attractors of a given Boolean network.

Absztrakt: We report our new results on action-angle duality for the trigonometric BC(n) Sutherland system. Two Liouville integrable many-body systems (systems X and Y) are said to be dual to each other if there exists a global symplectomorphism between their phase spaces that converts the particle position variables and the action variables of system X into the action variables and the particle positions of system Y, respectively. This sort of duality was originally explored by Ruijsenaars between 1988-1995, dealing with Calogero-Sutherland and Toda systems associated with root systems of type A (see S. N. M. Ruijsenaars, Systems of Calogero-Moser type, in: Proceedings of the 1994 Banff summer school “Particles and fields”, G. Semenoff, L. Vinet, Eds., 251-352, Springer, 1999; and references therein). More recently, it turned out (see e.g. V. Fock, A. Gorsky, N. Nekrasov, V. Rubtsov, Duality in integrable systems and gauge theories, JHEP 0007, 028, 2000 and L. Feher, C. Klimcik, Poisson-Lie interpretation of trigonometric Ruijsenaars duality, Commun. Math. Phys. 301, 55-104, 2011) that Ruijsenaars’ action-angle dualities admit interesting group-theoretic interpretations based on Hamiltonian reduction. The reduction method is also applicable for finding new dualities, as is exemplified by the paper B. G. Pusztai, The hyperbolic BC(n) Sutherland and the rational BC(n) Ruijsenaars–Schneider-van Diejen models: Lax matrices and duality, Nucl. Phys. B 856, 528-551, 2012, where duality between the hyperbolic BC(n) Sutherland and the rational Ruijsenaars–van Diejen systems was established. The talk expounds the generalization of this result to the (topologically) considerably more complicated case of the trigonometric BC(n) Sutherland system.

Absztrakt: Manapság az optikai szálak alkalmazása igen széleskörű, már nem csak a telekommunikációban, hanem az orvostudományban, az optikában, valamint különböző szenzorokként is felhasználásra találnak. A 90-es évek közepén felfedezett fotonikus kristályszálak gyorsan az érdeklődés középpontjába kerültek, hiszen számos tulajdonságuk elvileg tetszőlegesen alakítható a geometriájuk megfelelő változtatásával, így például a diszperziójuk, kettőstörésük és nemlineáris tulajdonságaik is.
A geometria bonyolultságából adódóan a legyártott optikai szál nem feltétlenül a modellezés során megtervezett paraméterekkel rendelkezik, így optikai tulajdonságai is eltérhetnek a tervezettől; fontos tehát ezeket kísérleti úton is, minél pontosabban meghatározni. Számos alkalmazás szempontjából fontos az is, hogy az optikai szál vezetési tulajdonságai hogyan függnek a külső hatásoktól, például ha feszül vagy csavarodik. Továbbá, mivel ezen szálak gyártása igen költséges, olyan mérési eljárást kellene kidolgozni, mely alkalmas rövid (<1m) optika szálak diszperziójának pontos meghatározására. Tekintve, hogy a jelenlegi gyártási technikák nem feltétlenül tudják biztosítani a csatornácskák vagy a mag állandó keresztmetszetét a szál teljes hossza mentén, fontos megvizsgálni az így kapott eredményekből következtethetünk-e tetszőleges hosszúságú szálak tulajdonságaira is. Ehhez a különböző mérési technikák közül a spektrális interferometria látszik legmegfelelőbbnek, melyet gyakran alkalmaznak optikai elemek spektrális fázisának meghatározására. A felvett interferogramok több kiértékelési eljárása is ismert, munkám további célja ezek közül kiválasztani a legpontosabbat, mely érzékeny a diszperzió-csökkentett fotonikus szálakban jelentkező magasabb rendű diszperzió jelenlétére is.

Absztrakt: A periodikus Anderson-modell a ritkafölfém vegyületek alapvető modellje, ami kiterjedt vezetési és lokalizált elektronok együttes rendszerét írja le. Utóbbi időben kiderült, hogy ezen elektronok közötti kölcsönhatásnak fontos szerepe van a kritikus vegyértékfluktuációk kialakulásában. Keveset tudunk azonban arról, hogy ez a kölcsönhatás miként módosítja a Kondo-tartománybeli elektronok viselkedését.
Az előadásban sűrűségmátrixos renormálási csoport algoritmus segítségével vizsgálom a problémát. Meghatározom a spin- és töltésgerjesztésekhez tartozó gapeket, a különböző korrelációs függvények viselkedését, valamint a rendszerkomponensek között kialakuló összefonódottsági képet. A kapott eredmények lehetséges magyarázatot szolgáltatnak a CeRhAs vegyület gapjeinek furcsa viselkedésére.

Absztrakt: Juan Maldacena 1997-ben érdekes felfedezést tett két, látszólag teljesen különböző elmélet között. A sejtése szerint az ötdimenziós állandó negatív görbületű anti de Sitter tér és az ötdimenziós gömb szorzatán definiált húrelmélet – mely magában foglalja a gravitációs kölcsönhatást – és a AdS tér négydimenziós határán definiált maximálisan szuperszimmetrikus Yang-Mills elmélet megfeletethető egymásnak. A kacsolat duális abban az értelemben, hogy erősen csatolt mértékelméletet klasszikus gravitációs elméletnek feleltet meg, lehetővé téve annak perturbatív kezelését az erős csatolású rezsimben.

Absztrakt: Az integrálhatóság már a klasszikus mechanikában is felmerülő tulajdonság, mely gyümölcsözően általánosítható térelméletek, sőt kvantumtérelméletek vizsgálatára.

Egy elmélet integrálhatósága a szimmetriákhoz hasonlóan erős megszorításokat ad a mérhető mennyiségek alakjára, így lehetőség nyílik az ilyen tulajdonsággal bíró akár kölcsönható kvantumtérelméletek egzakt megoldására.

Ezen technikákkal olyan fizikailag is releváns problémák tárgyalható, mint pl. 1D spinláncok, sine-Gordon modell, 2D klasszikus Ising-modell.

Előadásommal az integrálhatósággal kapcsolatos fogalmakhoz, és integrálható rendszerekben használható technikákhoz szeretnék egy bevezető jellegű előadást adni.

Absztrakt: Előadásomban röviden ismertetem a funkcionális renormálási csoport (RG) módszert és bemutatom a kvantált anharmonikus oszcillátor vizsgálata során a renormálási séma optimalizálására kapott eredményeket. A renormálási csoport segítségével a Wetterich-egyenletnek nevezett parciális integrodifferenciál egyenlet vezethető le. A fizikai rendszer tulajdonságai az egyenlet megoldásaként kapott effektív potenciálból határozhatóak meg. A renormálási séma megválasztása a számítások során alkalmazott közelítések következtében befolyásolja a fizikai mennyiségek számított értékeit.
A kvantált anharmonikus oszcillátor egyszerű és mégsem triviális példáját tekintve az optimális renormálási sémát az oszcillátor első gerjesztett állapotának meghatározása által vizsgáltam. Az általunk vizsgált kompakt tartójú folytonosan differenciálható (CSS) regulátor jelentőségét az adja, hogy a szakirodalomban leggyakrabban alkalmazott renormálási sémák (a Litim, a polinomiális és az exponenciális regulátorok) megkaphatóak a CSS regulátor megfelelő határeseteiként.
Korábbi eredményeink szerint a gerjesztési energia ismert pontos értéke szerinti optimalizálás nem kielégítő. Azonban az optimalizálást a legkisebb érzékenység elve alapján végezve a Litim regulátorhoz közeli, de attól eltérő optimális regulátort kaptunk. A CSS regulátor Litim regulátorhoz közeli alakjának további előnye, hogy a Litim regulátorhoz hasonlóan analitikus evolúciós egyenleteket szolgáltat.

Absztrakt: The Standard Model of particle physics is an extremely powerful model, describing well every observed high energy physics processes. Still, the presence of dark matter calls for new physics beyond. Since the most popular extensions predict many not-yet-observed new particles, it is important to study more minimal dark matter
motivated extensions of the Standard Model. In our model, we add a pair of new vector-like fermions. From the direct and indirect dark matter searches we can determine the available parameter space. In addition, applying perturbative unitarity, we can estimate the range of validity of the model.

Absztrakt: Az A~100 tömegszám-tartományra a legújabb elméleti számítások többszörös kiralitás megjelenésének lehetőségét jelzik, melyet alátámaszt a régió több atommagjában feltárt sávszerkezet is. Várható volt, hogy az idáig ismerteken kívül több, vagy egy újabb konfigurációra, vagy a már ismert konfigurációjú, de azon belül ’gerjesztett állapotra’ épülő királis szerkezetet azonosíthatunk a 103Rh atommagban is.
Tanulmányunkban a 103Rh atommag gerjesztett állapotait a 96Zr(11B,4n) reakcióban, a Gammasphere detektorrendszer segítségével vizsgáltuk. Az átmenetek koincidenciakapcsolatai, intenzitás- és energiamérlegei, valamint szögeloszlásuk vizsgálata segítségével a 103Rh atommag korábban ismert nívósémáját jelentősen kibővítettük, új forgási sávokat azonosítottunk. A maghoz rendelt gamma-átmenetek nagy részének meghatároztuk a multipolaritását. Három: egy pozitív és két negatív paritású sávpárt azonosítottunk, melyek a kiralitás várható jeleit mutatták. A megfigyelt sávszerkezet jellemzőit elméleti modellekre alapozott számításokkal vetettük össze, melyek jó egyezést mutattak a kísérletben tapasztalható jelenségekkel, és melyek alapján a pozitív paritású sávpár π(1g_9/2)^−1 ⊗ ν(1h_11/2)^2, míg a két negatív paritású sávpár π(1g_9/2)^−1 ⊗ ν(1h_11/2)^1(1g_7/2)^1 konfigurációjú királis párként azonosítható.
A többszörös kiralitás eddig megfigyelt eseteivel ellentétben a 103Rh esetében a negatív sávoknál megfigyelt többszörös kiralitás ugyanazon konfigurációnak az első és második pár gerjesztett állapotaival azonosítható. Bár a két királis pár ugyanazon konfigurációhoz tartozik, az impulzusmomentum csatolásuk eltér. Egy ilyen többszörös királis sávszerkezet megfigyelése azt mutatja, hogy a királis geometria fennmaradhat, a növekvő belső gerjesztési energia ellenére is.

Absztrakt: A csonkolt konform állapottér módszer (TCSA) egy nemperturbatív variációs megközelítés a perturbált konform térelméletek vizsgálatára. A konform elmélet állapottere és a kölcsönhatási operátor mátrixelemei megkonstruálhatók a konform szimmetria megszorításai miatt. Az állapotteret megfelelő módon megszoríthatjuk egy véges dimenziós altérre, ahol numerikusan diagonalizálható a kölcsönható Hamilton-operátor. Azonban a csonkolt állapottér dimenzióját növelve az eredmények nem feltétlenül konvergálnak elég gyorsan, illetve bizonyos esetekben divergenciát tapasztalhatunk. Watts és társai által megalapozott renormálási eljárás továbbfejleszett változatával meglepő numerikus pontossággal megkaphatók az egzakt energiaszintek, alacsony dimenziós csonkolás mellett is. Előadásomban bemutatom a módszer lényegét illetve a skálázó Potts-modellre való alkalmazását. Gerjesztett állapoti termodinamikai Bethe Ansatz egyenletekből kapott energiaszintekkel összevetve bemutatom a módszer hatékonyságát és korlátait.

Absztrakt: Profiles of energetic THz beams generated by optical rectification of femtosecond laser pulses with tilted pulse front were measured. Strong variation of the divergence angle with pump intensity was found, indicating that nonlinearities induced by the optical pump and THz are important for the design of high-energy THz sources.

Absztrakt: Az atomi- és molekuláris rendszerek időbeli változásának megismerését célzó fizikai kísérletek elengedhetetlen eszközei az ultarövid, femtoszekundumos lézerimpulzusok. Emellett ezen impulzusok fontos kellékei a még rövidebb, attoszekundumos nagyságrendbe eső időbeli hosszúságú elektromágneses hullámcsomagok keltésének is. A legtöbb ilyen kísérlet esetében azonban a vizsgálni kívánt fizikai effektus létrejöttéhez nem csak impulzus időbeli rövidségére, hanem a nyaláb kiterjedésének térbeli minimalizálására, fókuszálására is szükség van, hiszen ezzel növelhető a térerősség a szükséges szintre. A fókuszálás azonban mind inherens módon, mind az esetleges leképezési hibák nyomán az impulzus torzulásához, jellemzőinek változásához vezethet. Mivel a néhány optikai ciklusú lézerimpulzusokkal vizsgált fizikai folyamatok esetén már legtöbbször maga az elektromos térerősség pontos időbeli lefutása a lényeges, és nem csak az hullámcsomag burkolójának alakja, így a burkoló és a vivőhullám egymáshoz viszonyított fázisának (vivő-burkoló fázis) értéke is fontos paraméter lehet. Amennyiben méghozzá az impulzus nem is egy lineárisan poláros hullámcsomag (mint például egyes izolált attoszekundumos impulzust keltő kísérleteknél), az a kérdés is felmerül, hogy vajon a fókuszálása mennyiben befolyásolja a lézerimpulzus polarizációs állapotát. Előadásom során bemutatom azokat az elméleti és kísérleti eredményeinket, amelyek annak vizsgálatára irányultak, hogy a fókuszálás és a kapcsolódó leképezési hibák milyen hatással bírnak a néhány optikai ciklusú lézerimpulzusok alakjára, vivő-burkoló fázisára és polarizációs állapotára.

Absztrakt: Generation of special quantum states of light is still under intensive research in quantum optics.
A particular interest have been devoted to superpositions of two coherent states often referred to as Schroedinger cat states due to their important applications in quantum communication and information processing. Preparation of such superpositions in travelling wave optics is an experimentally demanding task, although there are a number of proposals and some experiments . An efficient tool of quantum state engineering is based on discrete coherent-state superpositions.
It have been shown that superposition of even a small number of coherent states put along a straight line or on a circle in phase space can approximate nonclassical field states with a high degree of accuracy.

Recently, a scheme have been proposed based on Gerry\'s cross Kerr medium scheme for producing even and odd Schroedinger cat states.

In this communication we show that in the experimental scheme containing only beam splitters and homodyne detectors, discrete coherent state superpositions on a line and on a lattice in phase space can be produced with a certain degree of freedom in the coefficients. The states are prepared conditionally depending on the measurement results of the homodyne detectors in the scheme.

Absztrakt:
Fizika tanárként nap mint nap tapasztalom, hogy egyre nehezebb dolgunk van a középiskolás diákokkal, egyre több \"trükköt\" kell bevetnünk annak érdekében, hogy felkeltsük az érdeklődésüket a tantárgy iránt. Kutatási témám a Részecskefizika tanítása középiskolában, szeretném diákjaimnak napjaink egyik legdinamikusabban fejlődő tudományágának a szépségeit megmutatni különböző, időnként akár játékos módokon is, bízva abban, hogy kedvük támad a részecskefizika mélyebb fizikai hátterét is megismerni. A részecskefizika órai illetve szakköri megközelítésének a következő, gyakorlatban is kipróbált módjait mutatom majd be:
Zenei hangsorok, harmóniák segítségével vinni közelebb a tanulókhoz a mikrovilágot. Bomlási folyamatokat tervezni kockákkal. Részecskefizikai detektorokhoz használható árammérőt építeni nanoamper felbontással. Kozmikus részecske detektort építeni és beüzemelni.

Absztrakt: Heterogén szerkezetű szilárdtestek alacsony energiájú ütközésekor a testek eredeti méretéhez képest csak kisméretű darabok törnek le róluk. Ha az ütközések ismétlődnek a testeknek mind a mérete, mind pedig az alakja érdekes fejlődésen megy keresztül. Ez a folyamat az alapja olyan geológiai képződményeknek, mint például a
folyómedrekben megfigyelhető különböző méretű kövek alakja. A kisenergiájú ütközések által okozott alak- és méretfejlődési folyamatot
vizsgáljuk heterogén szerkezetű szilárdtestek egy diszkrét elem modelljének keretében. Közel szabályos kocka alakú testből kiindulva
számítógépes szimulációval előllítjuk a test merev fallal történő ütközését, majd a töredezés után a folyamatot többször megismételjük a legnagyobb darabbal. A szimulációk elemzésével meghatároztuk a test tömegének, felületének és alakjának fejlődését a fokozatos töredezés során. Megmutattuk, hogy távol a fragmentáció kritikus
sebességétől a töredezési folyamatnak az ütközés sebességétől történő függését egy skálaösszefüggéssel jellemezhetjük.

Absztrakt: Csoportunk egyik kutatási területe különböző minták optikai tulajdonságainak és szerkezetének meghatározása spektroszkópiai ellipszometriával. Az ellipszometria mérési elve azon alapul, hogy a különböző hordozó anyagok és vékonyrétegek eltérő módon változtatják meg a rájuk bocsátott fény polarizációs állapotát a visszaverődés során. A mérés egyszerű és gyorsan elvégezhető, azonban pusztán a polarizációváltozás detektálásából optikai adatokra és rétegvastagságokra következtetni általában bonyolult kiértékelési eljárás során lehet.
Jelenleg folyó kutatásainkban különböző szénrétegeket vizsgálunk spektroszkópiai ellipszometriával. A rétegeket az SZTE Optikai és Kvantumelektronikai Tanszékén készítjük impulzuslézeres vékonyréteg építési technikával. A rétegépítés paramétereitől függően változtatható, hogy a szénatomok milyen rendszerben, milyen kötésekkel kapcsolódjanak egymáshoz. Ez határozza meg, hogy gyémántszerű vagy grafitszerű réteget kapunk. Sőt, néhány atomsor vastagságú grafitszerű réteg leválasztásával akár grafén előállítására is megvan az elvi lehetőség, amelynek különböző módszerekkel történő létrehozása és tulajdonságainak vizsgálata az anyagtudomány egyik meghatározó kutatási témája.
A szén különböző módosulatainak eltérő kötésszerkezete eltérő fizikai jellemzőkben nyilvánul meg. Így az ellipszométerrel mérhető optikai adatok is széles skálán mozognak a különböző módosulatok esetén. Ennek köszönhetően csak ellipszométeres mérés elvégzésével eldönthető, hogy milyen típusú szénréteggel van dolgunk, még a grafén vastagságtartományába eső rétegek esetén is. Ekkor azonban figyelembe kell venni, hogy körülbelül 10 nanométer az a határ, amely alatti rétegvastagságok esetén csak olyan kis mértékben változtatja meg a réteg a vizsgálandó fény polarizációs állapotát, hogy nagyon körültekintően, speciális kiértékelési eljárásokat alkalmazva tudjuk meghatározni a réteg adatait.
Előadásomban a spektroszkópiai ellipszometria mérési elvét, a mért adatok kiértékelését és az alkalmazási területeket szeretném bemutatni, hangsúlyt fektetve a módszer határait feszegető, nanométeres mérettartományba eső rétegek optikai adatainak meghatározási lehetőségeire.

Absztrakt: Csoportunk egyik kutatási területe különböző minták optikai tulajdonságainak és szerkezetének meghatározása spektroszkópiai ellipszometriával. Az ellipszometria mérési elve azon alapul, hogy a különböző hordozó anyagok és vékonyrétegek eltérő módon változtatják meg a rájuk bocsátott fény polarizációs állapotát a visszaverődés során. A mérés egyszerű és gyorsan elvégezhető, azonban pusztán a polarizációváltozás detektálásából optikai adatokra és rétegvastagságokra következtetni általában bonyolult kiértékelési eljárás során lehet.
Jelenleg folyó kutatásainkban különböző szénrétegeket vizsgálunk spektroszkópiai ellipszometriával. A rétegeket az SZTE Optikai és Kvantumelektronikai Tanszékén készítjük impulzuslézeres vékonyréteg építési technikával. A rétegépítés paramétereitől függően változtatható, hogy a szénatomok milyen rendszerben, milyen kötésekkel kapcsolódjanak egymáshoz. Ez határozza meg, hogy gyémántszerű vagy grafitszerű réteget kapunk. Sőt, néhány atomsor vastagságú grafitszerű réteg leválasztásával akár grafén előállítására is megvan az elvi lehetőség, amelynek különböző módszerekkel történő létrehozása és tulajdonságainak vizsgálata az anyagtudomány egyik meghatározó kutatási témája.
A szén különböző módosulatainak eltérő kötésszerkezete eltérő fizikai jellemzőkben nyilvánul meg. Így az ellipszométerrel mérhető optikai adatok is széles skálán mozognak a különböző módosulatok esetén. Ennek köszönhetően csak ellipszométeres mérés elvégzésével eldönthető, hogy milyen típusú szénréteggel van dolgunk, még a grafén vastagságtartományába eső rétegek esetén is. Ekkor azonban figyelembe kell venni, hogy körülbelül 10 nanométer az a határ, amely alatti rétegvastagságok esetén csak olyan kis mértékben változtatja meg a réteg a vizsgálandó fény polarizációs állapotát, hogy nagyon körültekintően, speciális kiértékelési eljárásokat alkalmazva tudjuk meghatározni a réteg adatait.
Előadásomban a spektroszkópiai ellipszometria mérési elvét, a mért adatok kiértékelését és az alkalmazási területeket szeretném bemutatni, hangsúlyt fektetve a módszer határait feszegető, nanométeres mérettartományba eső rétegek optikai adatainak meghatározási lehetőségeire.

Absztrakt: Az eutektikus rendszerek rendezett mikroszerkezet kialakítására képesek, önszervező módon. Ezek közismert példái a lamellás és rudas eutektikus szerkezetek. Speciális esetekben találhatók példák ennél egzotikusabb struktúrák kialakulására is, ilyen pl. a spirális eutektikus növekedés, amely három komponensű eutektikus rendszerekben léphet fel [1]. A jelenség modellezésére egy egyszerű ternér fázismező modellt alkottunk. A jellegzetes spirális növekedési formákat az elsődleges dendrites vagy cellás megszilárdulás és az ennek során kialakuló kúpszerű szilárd front mentén lezajló lamellás eutektikus szerkezet feltekeredése alakítja ki. Ugyanolyan fizikai körülmények között egy- vagy akár többágú, stabil spirálok is kialakulhatnak, amelyek közül a ténylegesen megvalósuló szerkezetet a termikus fluktuációk választják ki. E sztochasztikus jelenséget valószínűség-eloszlással jellemezhetjük adott paraméterek mellett. [2]

http://phasefield.hu/spiral_eutectic_dendrites

[1] S. Akamatsu, M. Perrut, S. Bittin-Rousseau, and G. Faivre., Spiral Two-Phase Dendrites, Phys. Rev. Lett. 104, 056101 (2010)

[2] T. Pusztai, L. Rátkai, A. Szállás, and L. Gránásy, Spiraling eutectic dendrites, Phys. Rev. E, 87, 032401 (2013)

Absztrakt: InAs nanowires are a promising platform to fabricate various quantum electronic devices, for instance they have strong spin-orbit interaction (SOI). The controlled tuning of the SOI is needed in spin based quantum devices, for example spintronic applications, spin qubits. In this study we investigated the possibility of tuning the SOI by electrostatic field. The sources of the electric field were two sidegates paralel to the wire axis. The strength of the SOI was analyzed by weak-antilocalization. We demonstrated that the SOI can be strongly tuned, by a factor of 3 with the electric field across the nanowire, while the average electron density in the nanowire was kept constant.

Absztrakt: In materials simultaneously breaking time-reversal and spatial inversion symmetries the
strength of absorption for two counter-propagating light beams can be different irrespective of the polarization state of light [1], which effect is termed as non-reciprocal directional dichroism. Until recent experiments on multiferroic materials [2, 3] the effect was generally found to be weak.

Multiferroics possess both ferroelectric and magnetic order, and thus they break the time-
reversal and spatial inversion symmetries. The coupling between local magnetic and electric dipole moments offers a fundamentally new path for data storage by combining the best qualities of ferroelectric and magnetoresistive memories: fast low-power electrical write operation and non-destructive non-volatile magnetic read operation [4].

The same magnetoelectric coupling appears in the optical regime as the difference of refractive indices of counter-propagating light beams. Indeed our experiments show strong directional dichroism in the spin excitations of Co-based multiferroic crystals leading to one-way transparency at these resonancies in the far-infrared frequency range [3,5]. Such unidirectional optical properties, present in a large variety of multiferroic materials, can open a new horizon in photonics [5,6].

[1] W.F. Brown, Jr. S. Shtrikman, and D. Treves, J. Appl. Phys. 34, 1233 (1963)

[2] M. Saito et al., Phys. Rev. Lett. 101, 117402 (2008)

[3] S. Bordács et al., Nat. Phys. 8, 734 (2012)

[4] L. W. Martin, Y.-H. Chuc and R. Ramesh, Mater. Sci. Eng. R 68, 89 (2010)

[5] I. Kézsmárki et al., Nat. Commun. 5, 3203 (2014)

[6] D. Szaller, S. Bordács, and I. Kézsmárki Phys. Rev. B 87, 014421 (2013)

Absztrakt: A grafén optikai tulajdonságainak vizsgálata az anyag felfedezéséig nyúlik vissza, hiszen a Si/SiO2 hordozóra helyezett grafén optikai mikroszkóppal történő kiválasztásához fontos volt a SiO2 réteg vastagságának pontos megválasztása. Az előadásban különböző szimmetriasértő fázisban lévő kétrétegű grafén minták frekvenciafüggő optikai vezetőképességét vizsgáljuk, és ezen eredményeket felhasználva kiszámoljuk a Si/SiO2 hordozóra helyezett kétrétegű grafén reflexióját és magneto-optikai Kerr aktivitását az optikai és infravörös tartományban.

Absztrakt: Modellszámításaink alapján relativisztikus sebességű elektroncsomagok csomósításával képesek vagyunk a haladási irányban 10 nm félértékszélességnél rövidebb microbuchok előállítására. Ezen microbunchok egy kényszerpályán haladva a gyorsulásukkal arányos sugárzást keltenek. A megfelelő elrendezés mellett számolásaink alapján lehetővé válik néhány 10 nm központi hullámhosszú, tipikusan 10 nJ körüli energiával rendelkező alakformált, egyciklusú attoszekundumos impulzusok előállítása.

Absztrakt: A PIXE (particle induced X-ray emission) egy atomfizikai folyamatokon alapuló multielemes analitikai módszer. Roncsolásmentes, azaz nem igényel mintaelőkészítést, és az analízis során nem roncsolódik a vizsgált anyag. A gyorsított ionok kölcsönhatásba lépnek a céltárgy atomjaival, és az így keletkező röntgen fotonokat detektálva következtethetünk arra, hogy milyen elemek találhatóak a vizsgált tárgyban. A PIXE módszer analitikai alkalmazása Debrecenben az Atommagkutató Intézet Ionnyaláb-alkalmazások Laboratóriumában már számos tudományterületen hasznosnak bizonyult: az anyagtudományok, a biológia, az orvostudományok, az aeroszolkutatás, a geológia, az archeometria valamint a litográfia területén is. Előadásomban azokat a tudományterületeket és az eddig elért eredményeket szeretném részletesebben bemutatni, amelyek a kutatási témámhoz kapcsolódnak.

Absztrakt: Because of their suitable wavelength and temporal period, THz pulses with extremely high field strength are ideal for driving miniature particle accelerators. However, this fact is not yet well recognized. Here we give an overview of the possibilities and challenges of THz-pulse-driven electron and proton/ion accelerators.

Absztrakt: Because of their suitable wavelength and temporal period, THz pulses with extremely high field strength are ideal for driving miniature particle accelerators. However, this fact is not yet well recognized. Here we give an overview of the possibilities and challenges of THz-pulse-driven electron and proton/ion accelerators.

Absztrakt: Az elmúlt néhány évtizedben a terahertzes (távoli infravörös) tudomány egy gyorsan fejlődő tudományterületté vált a 0,1-30 THz frekvenciájú elektromágneses sugárzás újonnan felfedezett speciális tulajdonságainak és alkalmazási lehetőségeinek köszönhetően. A terahertzes hullámokat mára széles körben alkalmazzák az orvostudományban, biztonságtechnikában és anyagvizsgálatban (pl. az élelmiszeriparban).

A terahertzes anyagvizsgálati módszerek egyike a lineáris terahertzes spektroszkópia. A time-domain spektroszkópiai módszer más spektroszkópiai vizsgálati eljárásoktól eltérően nem a vizsgált anyagon áthaladó sugárzás intenzitását méri, hanem az áthaladó terahertzes impulzus elektromos terének amplitúdóját. Emiatt a többi spektroszkópiai eljáráshoz képest több információt nyújt a vizsgált anyagról, többek között lehetővé teszi az abszorpciós együttható és törésmutató frekvenciafüggésének meghatározását is.

A PTE TTK Fizikai Intézetében 2013 nyara óta – a PTE TTK Kémiai Intézetével és a PTE ÁOK Biofizikai Intézetével együttműködve – lineáris terahertzes spektroszkópiai mérések folynak. A vizsgált anyagok többek között a terahertzes tudományban alkalmazott nemlineáris kristályok (pl. lítium-niobát, gallium-foszfid) és a szupramolekuláris kémiai minták (szerves oldószerekben oldott rezorcinarén-alapú kavitand molekulák).

Előadásomban a mérések eddigi eredményeit mutatom be rávilágítva a mért adatok kiértékelésének nehézségeire és ezek megoldási lehetőségeire.

Absztrakt: A kvantummechanikai mérés általában megváltoztatja a mért rendszer kvantumállapotát, ezért egy rendszeren általában egyszer tudunk mérni, utána több információ már nem nyerhető ki a rendszerből. Ezért többféle mérési stratégiát dolgoztak ki, ami egy adott fizikai mennyiség szemszögéből optimális. Az egyik legfontosabb mérési stratégia az, amelyik a rendszerből a mérés által kinyert információt (bitekben) maximalizálja. Ennek a stratégiának a szakirodalomban már kidolgozott eseteit, és a saját eredményeimet szeretném bemutatni az előadásomban.

Absztrakt: A Kompakt Müon Szolenoid (CMS) detektor rendszere alkalmas az elektrogyenge mértékbozonok leptonos bomlásainak nagy pontosságú mérésére a nehézion ütközések nagy multiplicitású környezetében is. Az elektrogyenge mértékbozonok nem vesznek részt az erős kölcsönhatásban, így az ütközések kezdeti állapotáról szolgálnak információval, illetve referenciaként szolgálnak olyan folyamatokhoz, melyek megváltoznak az erősen kölcsönható anyagban. Z bozonok proton-ólom ütközésekben történő precíz mérésével az atommagok parton eloszlásfüggvényeinek elméleti bizonytalanságát csökkenthetjük.