Tervezett program

Péntek (02.05.)	Szombat (02.06.)	Vasárnap (02.07.)
	11:00-12:10 Újfalussy Balázs (WIGNER): Mi mindennek van sávszerkezete?	10:00-11:10 Somogyvári Zoltán (WIGNER): Ok-okozati viszonyok felderítése a megfigyelt idősorok alapján: epilepsziás roham indító területek meghatározása
	12:15-14:00 Ebédszünet	11:20-12:30 Salamon Péter (WIGNER): Defektek és mintázatok anizotróp lágy anyagokban
15:00-15:15 Dobos Csenge (Mafihe elnök): Megnyitó	14:00-15:10 Kun Ferenc (DE): Repedések dinamikájától katasztrófák előrejelzéséig
15:20-16:20 Udvardi László (BME): Vékonyrétegek és atomfürtök mágneses szerkezete	15:20-16:30 Cserti József (ELTE): Aharanov-Bohm effektus
16:30-17:30 Juhász Róbert (WIGNER): Erősen rendezetlen rendszerek kritikus viselkedése	16:40-17:40 Oroszlány László (ELTE): Topologikus jelenségek a szilárdtestfizikában

Az előadások absztraktjai

Február 5. Péntek

Udvardi László (BME): Vékony rétegek és atomfürtök mágneses szerkezete

Az információtechnológiai berendezésekben a számítási, tárolási kapacitások és a sebesség növelése érdekében egyre kisebb méretűek az alapvető építő elemek: különböző típusú tranzisztorok, diódák. Ha továbbra is szeretnénk fenntartani az információtechnológiára vonatkozó Moore szabályt, akkor új elveket kell keresnünk az alapvető elemek felépítésére. A mindennapjaink részévé vált informatikai eszközök működése a töltéshordozók – elektronok vagy azok hiánya – mozgásán alapszik. Ha az információ feldolgozására az elektron spinjét használnánk fel, akkor lényegesen lehetne csökkenteni az eszközök energia igényét és növelni azok sebességét. Az új kutatási irányzat a spintronika nevet kapta.

A vékony rétegek fontos szerepet játszanak a spintronikai eszközök felépítésében. Talán a legismertebb ilyen eszköz a spin-szelep, amelyben néhány atomi vastagságú nem mágneses réteg választ el két mágneses réteget. Amennyiben a két réteg mágnesezettségnek az iránya megegyezik, akkor az ellenállásuk kisebb, mintha a két réteg mágnesezettsége ellentétes lenne. A hatás felfedezéséért Albert Fertet és Péter Grünberget 2007-ben Nobel díjjal jutalmazták. A kísérletek eredményeit a 80-as évek közepén publikálták és a 90-es évek végére szinte minden forgalomban lévő merevlemezben az olvasófej a spin-szelep hatáson alapult.

A vékony rétegek egyik fontos tulajdonsága a mágneses anizotrópia. Az anizotrópiának nagynak kell lennie, hogy a domén megőrizze a mágnesezettség irányát – az információt – , de akkorának kell lennie, hogy még könnyen át lehessen fordítani azt. Az előadásban foglalkoznánk a mágneses anizotrópia tulajdonságaival, struktúra és hőmérséklet függésével és az anizotrópia okozta különböző átalakulásokkal. A mágneses rendszereket gyakran vizsgáljuk egyszerűsített modellek segítségével. Az egyik leggyakrabban alkalmazott közelítés a klasszikus Heisenberg modell. Megvizsgálnánk, hogy a miként határozhatjuk meg a modellben fellépő paramétereket első elvekből a sűrűség funkcionál elmélet segítségével.

A relativisztikus hatásoknak köszönhetően a modellben megjelenik egy királis tag, az u.n. Dzyaloshinsky-Moriya kölcsönhatás. Ennek a kölcsönhatásnak a következtében topológiailag védett mágneses struktúrák, Skyrmionok alakulhatnak ki. Megvizsgálnánk ezek kialakulásának a feltételeit és viselkedésüket véges hőmérsékleten.

Juhász Róbert (WIGNER): Erősen rendezetlen rendszerek kritikus viselkedése

A valóságos rendszerekben gyakorta van jelen valamilyen térbeli inhomogenitás, rendezetlenség, mely alapvető hatással lehet az ilyen rendszerek fázisátalakulásaira. Klasszikus- és kvantumrendszerek egy széles osztályában az időben állandó (ún. “befagyott”) rendezetlenség térbeli fluktuációja domináns szerepet játszik a sztochasztikus- vagy kvantumfluktuációkkal szemben, ami erős, térbeli heterogenitáshoz, és olyan különleges tulajdonságokhoz vezet, mint az ultralassú dinamika vagy az átlagos- és tipikus mennyiségek eltérő skálázása. További érdekes jelenség itt a kritikus pontot övező szemikritikus tartomány (Griffiths-fázis) megjelenése, melyben a rendszer kizárólag az időbeli korrelációkat tekintve kritikus. Az ilyen, erősen rendezetlen rendszerek jellemzően az alacsony dimenziós spinmodellek (pl. merőleges terű Ising-modell, Heisenberg-lánc), vagy a sztochasztikus részecskerendszerek (járványterjedési- és transzportmodellek) köréből kerülnek ki.   Megértésük kulcsa az erős rendezetlenségi renormálási csoport módszer.  Az előadásban példákon keresztül ismerkedünk meg az ilyen rendszerek jellegzetes tulajdonságaival.

Február 6. Szombat

Újfalussy Balázs (WIGNER): Mi mindennek van sávszerkezete?

Az előadás során megmutatom, hogy mi is a sávszerkezet és az hogyan számolható ki. A definiciót rögtön általánosítjuk véletlen helyettesítésű ötvözetekre, felületekre, réteges heteroszerkezetekre valamint szupravezetőkre. Néhány, napjaink szilárdtestfizikai kutatásaiban aktuáis példán keresztül illusztrálom a sávszerkezet fogalmának ilyen általánosítását valós anyagokra és ötvözekere.

Kun Ferenc (DE): Repedések dinamikájától katasztrófák előrejelzéséig

Hétköznapi tapasztalat, hogy szilárdtestek mechanikai terhelés hatására két vagy több darabra törnek. A bennünket körülvevő természetes, és a mesterségesen előállított anyagok jelentős részének közös jellemzője, hogy mikroszkopikus szerkezetük erős heterogenitást mutat, ami törési jelenségeiket is befolyásolja: a rendezetlenség egyrészt a teherbíró képesség csökkenését okozza, ugyanakkor stabilizáló hatása van, szakaszossá, zajossá teszi a törési folyamatot. Az elmúlt két évtized vizsgálatai arra a felismerésre vezettek, hogy a rendezetlenség meghatározó szerepe miatt heterogén anyagok törésének és fragmentációjának megértéséhez statisztikus fizikai leírásra van szükség.

A szakterületen végzett kutatások célja sokrétű: a törést általában szeretnénk elkerülni, mert a törési jelenségek a felelősek mérnöki konstrukciók, épületek, hidak összeomlásáért, illetve bizonyos természeti katasztrófák létrejöttéért, mint a földcsuszamlások, hó- és kőlavinák, vagy a földrengések.  Ha már elkerülhetetlen, akkor az előjelek korai azonosításával szeretnénk előre jelezni a közelgő katasztrofális törés bekövetkeztét. A kontrollált repedéskeltéssel olyan mintázatok létrehozására nyílik lehetőség, amelyek kiaknázhatóak a nanomegmunkálás területén. A fragmentációs jelenségek részletes megértésével közelebb juthatunk az űrszemét problémájának kezeléséhez is.

Az előadásban bemutatjuk a statikus és dinamikus törés, valamint a fragmentációs jelenségek vizsgálata során a közelmúltban elért eredményeinket.

Cserti József (ELTE): Aharonov-Bohm-effektus

A klasszikus fizikában a mágneses térben mozgó töltött részecske mozgását a Lorentz-erő határozza meg, ami a mágneses indukciótól függ. Kvantummechanikában a Hamilton-operátorban a vektorpotenciál jelenik meg, ami ráadásul egy mértéktranszformáció erejéig nem is egyértelmű. Felmerül a kérdés: a mágneses indukció vagy a vektorpotenciál az elsődleges?

A válasz: a klasszikus fizikai képpel ellentétben, a kvantummechanikában az elektron mozgását a vektorpotenciál határozza meg, sőt mérhető effektust okozhat. Ugyanis az elektron hullámfüggvényét a vektorpotenciál befolyásolja ott is, ahol a mágneses indukció egyébként zérus. Ezt a meglepő eredményt először David Bohm és doktorandusza, Yakir Aharonov 1959-ben közösen írt — azóta méltán híres — cikkükben mutatták meg. Egzakt megoldást adtak arra, hogy egy bejövő síkhullám hogyan szóródik egy infinitezimálisan kis sugarú, végtelen hosszú egyenes szolenoidon.

Az előadásban ezt a megoldást és ennek tulajdonságait mutatjuk be. Az egzakt hullámfüggvény fáziseltolódása függ a szolenoid fluxusától, ami a mai nanofizikai eszközökkel, egy szokásos kétréses kísérlettel kimérhető. Megmutatjuk, hogy az Aharonov-Bohm-fáziseltolódás topológiai eredetű, mely értelmezhető az előadásban röviden ismertetett Berry-fázissal, ami független az elektron által befutott pálya alakjától. Kitérünk az Aharonov-Bohm-effektus értelmezésére más rendszerekben (pl. relativisztikus Dirac-elektron 2+1 dimenzióban, grafén…), illetve a nem-ábeli mérték transzformációs kiterjesztés lehetőségére.

Február 7. Vasárnap

Somogyvári Zoltán (WIGNER): Ok-okozati viszonyok felderítése megfigyelt idősorok alapján: epilepsziás roham indító területek meghatározása

Hogyan lehet két megfigyelt idősor alapján eldönteni eldönteni, hogy melyik az ok és melyik az okozat? Esetleg kétirányú kapcsolat volt közöttük, vagy közvetlen kapcsolat ugyan nem volt, de egy rejtett közös ok hatott mindkettőre. Az előadásban egy új módszert mutatok be, amely a dinamikai rendszerek elméletén, és az idősorok dimenziójának mérésén alapul és képes meghatározni az összes alapvető ok-okozati reláció valószínűségét. Bemutatok egy alkalmazást, amely során epilepsziás páciensek beültetett agyi elektróda rendszereinek elektromos felvételeire alkalmazzuk a kifejlesztett módszert, a roham indító területeket próbáljuk meghatározni, segítséget nyújtva ezzel a orvosok számára a műtétek tervezéséhez.

Salamon Péter (WIGNER): Defektek és mintázatok anizotrop lágy anyagokban

Kutatásaink tárgyát főként olyan folyékony, illetve könnyen deformálható anyagok képezik, melyek az izotrop folyadékoktól (pl. víz) eltérően hosszú távú rendezettséggel bírnak. Ezek tipikus példája a folyadékkristályok, melyekben különleges mikroszkopikus szerkezetek alakulhatnak ki a molekulák irányrendezettsége miatt létrejövő orientációs térben. Az előadásból kiderül, hogy hogyan lehet az anyagok szerkezetét befolyásolni elektromos, mágneses térrel vagy fénnyel, hogyan lehet létrehozni szingularitásokat vagy periodikus mintázatokat, és az is, hogy ezeket a szerkezeteket mire lehet használni.