Statisztikus Fizikai Szemináriumok
Seminars in Statistical Physics
Előadások 2004-ben --- Lectures 2004
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
aktuális
2004. február 18.
KFKI, SzFKI, Elméleti Osztály
A szabadenergia O(1) korrekciója Bethe Ansatz rendszerekben
A Bethe Ansatz segítségével megoldható rendszerek termodinamikai leírására bevezetett módszer a makroszkopikus szabadenergia minimalizálásán alapul, és lényegében a legvalószínübb állapotokat adja meg. Viszont a rendszert leíró állapotösszeghez nem csak ezek az állapotok, hanem a hozzájuk hasonló állapotok is véges – igaz, nem makroszkopikus – járulékot adnak. Ez a szabadenergiában mint egy véges méret korrekció jelentkezik, aminek a nagysagrendje azonos a felületi hatásokéval. Ennek a járuléknak – az ú.n. nyeregponti fluktuációk járulékának – a számolására javaslok egy eljárást, amit a legegyszerűbb Bethe Ansatz rendszer, a taszító δ Bose gáz példáján mutatok be.
2004. február 25.
ELTE Elméleti Fizikai Tanszék
Véletlen mátrixok az ekonofizikában
A szemináriumon röviden ismertetem a Gauss-eloszlású véletlen mátrixok alapvetö tulajdonságait és kezelésük technikáját, majd a Wishard mátrixokon keresztül bemutatok néhány ekonofizikai alkalmazást. A végén kitérek a nem gaussi eloszlások esetére.
Az előadás anyaga PDF formában.
2004. március 3.
BMGE Fizikai Intézet
Vállalathálózatok feltérképezése tőzsdei korrelációk alapján
Vállalathálózatok feltérképezhetök a tőzsdei árfolyamok korrelációinak alapján. Fontos kérdés, hogy a korrelációs mátrix mely elemei relevánsak. Az egyik, Mantegna által javasolt megoldás, hogy keressük a korrelációs mátrix alapján bevezetett metrikával a részvényeket, mint csomópontokat összekötő minimális feszitőfát. Ennek időfüggését és robusztusságát vizsgáltuk, valamint azt, hogy milyen kapcsolat van a fán való elhelyezkedés és egy optimális portfólióbeli súly között. Egy másik lehetöség, hogy az üres gráfból kiindulva, a legerősebb korrelációval kezdve, egyesével feltöltjük élekkel a gráfot. Ennek a gráfnak vizsgáltuk olyan tulajdonságait, mint a topologikusan eltérő növekedési módusok, a fürtméret eloszlás es a csomósodási együttható. Ezeket az empirikusan meghatározott tulajdonságokat összehasonlitottuk a véletlen (Erdős-Rényi) gráf megfelelö sajátosságaival. Azt találtuk, hogy a cikluskeltő módus a mérésekre alapozott gráfnál sokkal előbb jelentkezik, mint a véletlen gráfnál,ami piac erős hálózatosodási hajlamát mutatja. A véletlen gráf perkolációs átmenetet mutat és ennek megfelelöen a küszöb környékén a fürtök száma jelentősen megnövekszik; ezzel szemben a részvény-gráfon ilyen változás nem mutatkozik. A kétféle gráfon az átlagos csomósodási együttható viselkedésében tapasztalható eltérések arra engednek következtetni, hogy az információ nagy részét az élek mintegy 10%-a hordozza. Egy további, ú.n. befolyásolási hálózatot az időfüggő keresztkorrelációk segitségével lehet feltérképezni. Ellentétben az egyensúlyi fizikai rendszerekkel, ezek a korrelációs függvények nem szimmetrikusak és az eltérésböl megállapitható, hogy melyik a meghatarozó, ill. alárendelt részvény. Az effektus, korlátozott mérete révén, nem sérti erősen a hatékony piac hipotézist.
Cikkek az előadás témaköréből:
http://xxx.sissa.it/abs/cond-mat/0002238
http://xxx.sissa.it/abs/cond-mat/0203256
http://xxx.sissa.it/abs/cond-mat/0302546
http://xxx.sissa.it/abs/cond-mat/0312682
2004. március 24.
ELTE, Elméleti Fizikai Tanszék
Sine-Gordon modell véges térfogatban
Áttekintem az elmúlt évek azon eredményeit, melyek a Sine-Gordon modellt vizsgálták véges térfogatban, a legáltalánosabb integrálható peremfeltételek esetén. Ezek magukban foglalják a periodikus, vagy csavart periodikus peremfeltételt a hengeren, valamint két, egyenként kétparaméteres peremes potenciált, melyet a szalag két szélén alkalmazunk. Az elméletet egzaktul megoldjuk a renormalizációs csoport fix pontokban: extra kicsi és extra nagy térfogatra. A véges méret effektusokat termodinamikai Bethe ansatz, csonkolt konform tér közelitésben vizsgáljuk, leírva ezzel az alacsony energiás skálafüggvényeket. A hangsúly az eredmények elvi származtatásán, s nem a technikai részleteken lesz.
2004. március 31.
Liszt Ferenc Zeneművészeti Egyetem
Akusztikai jazz
Nemlineáris jelenségek és káosz a zenei akusztikában
A muzsikusok már a kezdetek kezdete óta tisztában vannak azzal, hogy a zenei történések nem minden esetben jósolhatók meg 100%-os biztonsággal; hangszereik olykor a maguk életét élik. Azzal azonban ők is mindig tisztában voltak és vannak, hogy nagy valószínűséggel mi történhet. A hangszerek világa kimeríthetetlen forrása lehet nem csak a hangok szerelmeseinek, hanem a nemlineáris problémákkal foglalkozó fizikusoknak is.
April 2, 2004
9:00-12:00
9:00
Research Center Jülich, Germany
Phase separation in one-dimensional driven systems
Some mechanism for phase separation in driven one-species systems in one dimension are discussed. For systems with two conserved species a general criterion for the existence of phase separation in It is suggested that phase separation is related to the size dependence of the steady-state currents of domains in the system. A quantitative criterion for the existence of phase separation is conjectured using a correspondence made between driven diffusive models and zero-range processes. The criterion is verified in all cases where analytical results are available, and predictions for other models are provided.
10:00
Laboratoire de Physique Théorique, Université Paris-Sud, Orsay, France
Effective interactions in the steady state of a driven lattice gas
A one dimensional lattice gas of weakly interacting particles is considered. The ends of the system are in contact with particle reservoirs at different chemical potentials, thus driving the gas out of equilibrium. We show that the microscopic dynamics plays a central role in determining the density profile, the correlations, and in more general terms, the effective interactions between particles. The particle-current distribution itself, which is non Gaussian, strongly depends on the microscopic interactions with however some emerging universal features. We compare our results with those of Derrida, Speer and Lebowitz obtained for a hard-core lattice gas.
11:00
Research Center Jülich, Germany
Hysteresis in one-dimensional driven systems
We introduce a simple nonequilibrium model for a driven diffusive system with nonconservative reaction kinetics in one dimension. The steady state exhibits a phase with broken ergodicity and hysteresis which has no analog in systems investigated previously. We identify the main dynamical mode, viz., the random motion of a shock in an effective potential, which provides a unified framework for understanding phase coexistence as well as ergodicity breaking. This picture also leads to the exact phase diagram of the system.
2004. április 21.
Mátyás László
Brüsszeli Szabad Egyetem
Entrópiaprodukció reaktív transzport folyamatokban
2004. május 26.
ELTE, Atomfizikai Tanszék
A gazdasági növekedési egyenletek numerikus megoldásai
Egy ágens alapú dinamikus gazdaság növekedési modell numerikus megoldását ismertetem. A szereplők döntést hoznak a termelés volumenére, a kereskedelemben az árakban és a cserélt mennyiségben megegyeznek. A rendszer működését a teljes termelés idősorával jellemezzük. Ez kezdetben kaotikusnak tűnik, majd ,,rendeződik'', kvázi-periodikus oszcillációk után a rendszer megtalálja az exponenciális növekedési pályát, amely viszonylag hosszú idő múlva veszti el stabilitását.
June 9, 2004
Department of the Geophysical Sciences, The University of Chicago and
Laboratoire de Meteorologie Dynamique, ENS, Paris
Global path statistics on random walks with applications to some nonlinear fluid mixing problems
We consider the problem of the evolution of the concentration of an active scalar subject to fluid advection, diffusion, and nonlinear source-sink processes. The archetype for this class of problems is that of the evolution of a condensible substance, such as water vapor. The water vapor problem itself has profound importance for the physics of climate change. In the class of problems under discussion, the probability distribution of the tracer depends on statistics of the past particle paths that are global, in the sense that they depend on the entire path history and not just its final positions. Such problems present novel challenges, not the least of which is the non-commutativity of mixing and condensation, and also the difficulty of deriving a bulk transport equation (analogous to the diffusion equation derived from a microscopic random walk). Simulations and theoretical results exploring the behavior of nonlinear active scalar mixing systems will be presented. The exploration of this problem is also used as an opportunity to illustrate the virtue of using the computer language Python as a tool to explore the behavior of dynamical systems.
June 16, 2004
University of Geneva, Switzerland
Temperature Profiles in Hamiltonian Heat Conduction
We study heat transport in the context of Hamiltonian and related stochastic models with nearest-neighbor coupling, and derive a universal law for the temperature profiles of a large class of such models. This law contains a parameter "a", and is linear only when a=1. The value of "a" depends on energy-exchange mechanisms, including the range of motion of tracer particles and their times of flight (cond-mat/0401320).
2004. június 23.
MTA KFKI RMKI
A Tsallis-eloszlás
Megmutatjuk, hogy a lineáris Langevin-egyenlet egyszerre jelenlevő additív és multiplikatív zajjal egzakt stacionárius megoldásként a Tsallis-eloszláshoz vezet. Ezt követően részecskefizikai fenomenologikus és módszertani ötleteket beszélünk meg a Gibbs-féle helyett az általánosabb Tsallis-eloszláson alapuló termikus számításokhoz. Mérhető következmények és esetleges kapcsolatok az inhomogén, valamint a fraktális diffúzióval, extenzív és nem-extenzív termodinamikával, illetve a kvarkanyag termikus állapotegyenletével adnak végül egy ízelítőt a gazdag alkalmazási lehetőségekből (hep-ph/0405202).
July 14, 2004
Department of General Physics, University of São Paulo, Brazil
Chaotic scattering and active chaos in 3D flow
In this talk, I will report recent results concerning the chaotic dynamics of open 3D incompressible flows, and also the dynamics of active processes (e.g. chemical reactions) taking place in these flows. We introduce a discrete-time idealized model of 3D incompressible flows, which is a generalization of the baker map for 3 dimensions. We argue that this model embodies all fundamental features of the dynamics of hyperbolic 3D flows. Using this model, we show that 3D flows show many qualitative dynamical differences with respect to 2D flows, which are reflected in the behavior of the corresponding reaction dynamics.
July 19, 2004
Los Alamos National Laboratory, USA
Gradient Networks: Why do Scale-free Networks Emerge in Nature?
We define gradient networks as directed graphs formed by local gradients of a scalar field distributed on the nodes of a substrate network G. We derive an exact expression for the in-degree distribution of the gradient network when the substrate is a binomial (Erdős-Rényi) random graph, G(N,p). Using this expression we show that the in-degree distribution R(l) of gradient graphs on G(N,p) obeys the power law 1/l for i.i.d. random scalar fields. We then relate gradient graphs to congestion tendency in network flows and show that while random graphs become maximally congested in the large network size limit, scale-free networks are not, forming fairly efficient substrates for transport. Combining this with other constraints, such uniform edge cost, we obtain a natural argument in form of a selection principle, for why a number of spontaneously evolved massive networks are scale-free.
The related paper can be downloaded from http://cnls.lanl.gov/~toro.
July 28, 2004
Forschungszentrum Jülich, IFF, Germany
Can we determine soil properties by using electrical impedance tomography?
When applied to determining soil properties a major difficulty of electrical impedance tomography (EIT) is the large number of unknowns and the relative small number of equations obtained from measurements. In principle this difficulty can be removed by measuring not only the d-c conductivities of the soil but the a-c conductivities at various frequencies as well. However, as it will be shown in this talk, these additional measurements turn an underdetermined problem into an ill-posed problem. What is really gained from measurements at various frequencies will be discussed as well as the various recipes for overcoming the ill-posed problem. These are a) smoothing, b) maximum entropy, c) simulated annealing by mapping the problem onto an Ising like model with long range interactions.
2004. szeptember 29.
Université Louis Pasteur, Strasbourg
Kvantum folyadékok hidrodinamikája
A sűrűség- és áramoperátorokra levezethető effektív hatás jó kiindulópont a hidrodinamikai egyenletek variációs módszerrel történő levezetésére. Az elemi fermionikus szabadságfokokat nem-kölcsönhatónak tartva, a hőfürdővel, illetve a falon levő mikroszkopikus rendezetlenséggel való kölcsönhatást csupán az elemi fermionikus gerjesztések véges élettartamának bevezetésével számon tartva olyan effektív hatáshoz jutunk, amelyből effektív Lagrange-sűrűség és általánosított Euler-Lagrange mozgásegyenletek származtathatók. Az egy-hurok kozelítésben kiszámolt effektív hatás azt mutatja, hogy a disszipatív folyamatokat meg lehet őrizni a variációs egyenletekben az időderivált definíciójának némi módosításával. Az alapállapottól való eltérés vezető rendjében visszakapjuk a Navier-Stokes egyenletet. Ez a módszer lehetőve teszi a renormalizációs csoport módszeres alkalmazasát a hidrodinamikai egyenletek problémakörében.
2004. október 6.
KFKI RMKI
Befolyásolhatják-e éghajlatunkat szoláris és kozmikus eredetű nagy energiájú részecskefluxusok?
Földünk légkörét bizonyos magasságtartományban elsősorban a kozmikus részecskesugárzás ionizálja. Bár a kozmikus sugárzás által szállított energiafluxus, s különösen annak légkörünkbe jutó része jelenleg rendkívül kicsi a Napból származó elektromágneses sugárzáshoz képest, közvetett hatása több kutató szerint igen jelentős, sőt esetleg domináns járulékot is adhat az éghajlat jelenleg is zajló változásaihoz. E hatásoknak az antropogén hatásokkal való szembeállítása az utóbbi években erősen politikai töltetű vitákra vezetett. Igyekszem a témakört elfogulatlanul, a Nap működésével és a kozmikus sugárzással kapcsolatos mai ismereteink alapján áttekinteni. Emellett kitérek a földtörténet korábbi időszakaiban feltételezhető hasonló, esetleg jóval nagyobb Nap-eredetű és kozmikus hatások tárgyalására is.
Kapcsolódó cikk: Fizikai Szemle, 1999 augusztus
2004. október 13.
MTA TKI Biológiai Fizika Kutatócsoport
Hálózatok statisztikus termodinamikája
Komplex rendszerek vizsgálatának egy új és egyre népszerűbbé váló módszere a rendszert meghatározó kölcsönhatások/kapcsolatok hálózati struktúrájának elemzése. A rendszer alkotórészeinek és a köztük lévő kapcsolatoknak természetes modellje egy gráf: a részeket csúcspontok jelölik, a kapcsolatokat élek. Jó példát nyújt ilyen rendszerre az Internet, a tudományos együttműködések hálózata vagy akár az élő sejtekben lezajló biokémiai folyamatok rendszere. A hálózatokban lezajló érdekes jelenségek között több olyan is akad, melyek jól interpretálhatók analógiák alapján statisztikus fizikában tárgyalt jelenségekkel. Ilyen például az Erdős-Rényi-féle véletlen gráf perkolációs átalakulása, vagy egyes növekedési hálózat modellekben fellépő, a Bose-Einstein kondenzációval analóg jelenség. Az előadás célja bemutatni, hogy miként lehet a hálózatok elméletét még szorosabban összekapcsolni a statisztikus fizikával azáltal, hogy megkonstruáljuk a gráfok statisztikus sokaságait. Ezek segítségével a hálózatok átrendeződési folyamatait egy statisztikus fizikai formalizmus keretein belül lehet tárgyalni. Ebben a megközelítésben a hálózat különböző lehetséges konfigurációihoz energiafüggvényt rendelünk, mely meghatározza a konfigurációk közti átmeneti rátákat. Megfelelő energiafüggvény mellett a hőmérsékletet változtatva topologikus fázisátalakulások lépnek fel, melyek során a hálózat struktúrája alapvető változáson megy keresztül.
Kapcsolódó cikkek:
cond-mat/0309556
cond-mat/0401640
Az előadás anyaga PDF-ben.
October 20, 2004
Institute of Chemistry and Dynamics of the Geosphere, ICG-I: Stratosphere, Research Centre Jülich, Germany
Stratospheric research in Jülich: The combination of field campaigns, remote sensing and model simulations.
In this talk an overview will be given on the variety of stratospheric research activities at the ICG I in the Research Centre Juelich. The group has a long tradition of field measurements with in-situ instruments on air-craft and on stratospheric balloons. A more recent aspect is the foundation of a satellite group that is focusing on high spatial resolution measurements in the stratosphere. The modelling activities, centred around the transport model CLaMS (Chemical Lagrangian model of the stratosphere) are strongly linked with the measurement activities.
November 3, 2004
University of Barcelone, Spain
Statistical dynamics of dislocations in simple models of plastic deformation: Phase transitions and related phenomena
Statistical dynamics of dislocations in simple models of plastic deformation: Phase transitions and related phenomena Dislocation assemblies in crystalline substrates are a beautiful example of the broad class of systems that are governed by the presence of kinematical constraints induced by interactions, geometry, and/or disorder. The interactions between dislocation lines of different type together with the dynamic constraints which tie the motion of the dislocations to their slip planes lead to the possibility of forming metastable jammed configurations even in the absence of any disorder in the material. However, general dislocation assemblies will also be affected by the presence of disorder-induced pinning forces. In this talk, we review several aspects concerning the dynamics of dislocation assemblies in simple models of plastic deformation. In particular, we discuss the yielding (or jamming) transition between stationary and moving states in these models, the intermittent and globally slow relaxations observed around this transition, and the stress-strain relationships measured in the steady regime of deformation. We also briefly describe the main implications of sample geometry and of quenched disorder in dislocation assemblies present in the vortex lattice of type II superconductors, where we obtain some of the statistical dynamic properties of experimental interest.
2004. november 10.
MTA-ELTE Biológiai Fizika Kutatócsoport
Időfejlődés és csoportosulások társszerzőségi, szó-asszociációs és fehérje-fehérje kölcsönhatási hálózatokban
Az előadás célja néhány komplex rendszer vizsgálata a rendszert leíró hálózat segítségével. Társszerzőségi hálózatok időfejlődésének elemzésekor feltételeztük, hogy a hálózathoz rendelhető energia-függvény az egyes csúcsok fokszámától függő tagok összege. A numerikusan kapott egycsúcs energia-függvény legjobban a k fokszámú csúcshoz rendelt C k log(k) alakkal írható le. Az előadás második felében hálózatokban található csoportosulások - "sűrű" részgráfok, community-k - kereséséről lesz szó társszerzőségi, szó-asszociációs és fehérje-fehérje kölcsönhatási hálózatokban. A jelenleg széles körben használt csoportkeresési módszerek alapelve a hálózat szétvágása részgráfok hierarchikus sorozatára egymás utáni lépésekben. Az általunk használt algoritmus megenged egymással átfedő csoportokat.
November 17, 2004
Mediterranean
Institute of Advanced Studies (IMEDEA) of the
CSIG-University of Balearic Islands, Palma de Mallorca, Spain
Bugs that live, reproduce, die, and the patterns they form
Motivated by a very basic mechanism that leads to clustering of reproducing individuals (Young et al., Nature 412, 328 (2001)), we introduce a simple model of population dynamics which considers birth and death rates for individual bugs that depend on the number of other bugs in their neighbourhoods. The model leads to inhomogeneous quasistationary distributions with many different clusters of bugs coming from different lineages and arranged periodically. This phenomenon is investigated by deriving the equation for the macroscopic density of particles, and performing a linear stability analysis on it.
Mediterranean
Institute of Advanced Studies (IMEDEA) of the
CSIG-University of Balearic Islands, Palma de Mallorca, Spain
Transport and mixing in the Mediterranean Sea by finite size Lyapunov exponents calculation
In chlorophyll and temperature patterns taken from satellite pictures one can easily recognise convoluted filaments typical of passive tracers in advection systems. In this talk I will discuss a technique, the Finite Size Lyapunov Exponents (FSLEs), that allows to locate manifolds of hyperbolic points from a velocity field. I will first discuss the technique on ideal systems, like the von Karman model, and then apply it to both simulation and satellite data of the Mediterranean surface velocity field. I will show that the FSLEs not only predict thermal and chlorophyll patterns, but can also be used to quantify mixing and seasonal oscillations.
2004. november 24.
ELTE fizikus hallgató
A kvázikoherens módus vizsgálata az Alcator C-MOD plazmában
Mágnesesen egyben tartott plazmák esetében különösen fontos paraméter az energia- illetve a részecske-összetartási idő. Ezek speciális jelentősége főként az olyan tokamak vagy stellarátor konfigurációkban működő üzemmódok esetében nyilvánvaló, amelyek a magfúziós energiatermelésre megfelelőek lehetnek. Ilyen a C-MOD plazma magas Dα sugárzású közege (EDA H-Mode), melyben az erős energia-összetartás mellett valószínűleg a plazma szélén felbukkanó instabilitások következtében lecsökkenő részecske-összetartás jelenik meg. Az EDA típust folytonos, nagyfrekvenciás ,,kvázikoherens'' instabilitás kíséri, mely kulcsszerepet játszhat a mágneses indukcióvonalakra merőleges anyagtranszport kialakításában. Az előadás fő témája a módus detektáláshoz szükséges diagnosztika rövid bemutatásán túl a módus lényeges tulajdonságainak ismertetése.
December 8, 2004
Forschungszentrum Jülich, IFF, Germany
The inverse problem of the electrical impedance tomography
The electrical resistivity tomography (ERT) is a tool for determining (not only but in particular) the structure of soils by locating their various layers. As in all tomographic applications the real difficulty consists of solving the inverse problem i.e. of finding the soil structure from data measured at electrodes being partly distributed close to the surface, partly along cables reaching a depth of 20 to 500 m.
In this talk the difficulty of the problem is analyzed using singular value decompositions. This analysis proves (1) the inverse problem is in fact ill posed in spite of the many measurements that can be done (variation of injection positions and frequencies) (2) How relevant the data are depends sensitively on the precision of the measurements. Ill posed problems can be dealt with by applying regularization methods. Apart from the the standard methods two other ones will be suggested: i) simulated annealing by mapping the problem onto an Ising like model with long range interactions, ii) a method using the generalized entropies of information theory introduced by A. Rényi.
2004. december 22.
Boston University, USA
Süteményekkel hajtott séta
Egydimenziós rács minden rácspontján egy sütemény van. Valaki sétál a rácson, és ha talál egy süteményt, azt megeszi, majd p valószinüséggel jobbra, különben balra lép. Ha nem talál süteményt, 1/2 eséllyel lép jobbra is és balra is (cookie walk or excited walk). Bár a modell csak az először látogatott rácspontokon különbözik egy hagyományos véletlen bolyongástól, mégis meglepő dolgokat produkál. Általánosabban, egy d dimenziós rács minden rácspontján k sütemény van, amelyekből a sétáló egyszerre egyet fogyaszt el, és egy adott irányba szívesebben lép, amennyiben talált süteményt.Vajon a sétáló biztosan visszatér-e a kiindulópontba, és ha igen, mikor? Esetleg állandó sebességgel távolodik? Mennyi sütemény fogy? És honnan? Ezekre és ezekhez hasonló kérdésekre próbálok válaszolni.
Ünnepi posztulátum: Tegyük fel, hogy a rácsponthoz rendelt sütemény egy szelet bejgli, melyben a töltelék tetszőleges.
VISSZA AZ AKTUÁLIS PROGRAMHOZ --- BACK TO CURRENT PROGRAM
További előadások:
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
