Statisztikus Fizikai Szemináriumok
Seminars in Statistical Physics
Előadások 2005-ben --- Lectures 2005
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
aktuális
2005. január 5.
Department of Physics, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, USA
Extrém ingadozások "kis világ" hálózatokban
Synchronization is a fundamental problem in natural and artificial coupled multi-component systems. We investigate to what extent small-world couplings (extending the original local relaxational dynamics through the random links) lead to the suppression of extreme fluctuations in the synchronization landscape of such systems. In the absence of the random links, the steady-state landscape is "rough" (strongly de-synchronized state) and the average and the extreme height fluctuations diverge in the same power-law fashion with the system size (number of nodes). With small-world links present, the average size of the fluctuations becomes finite (synchronized state). For exponential-like noise the extreme heights diverge only logarithmically with the number of nodes, while for power-law noise they diverge in a power-law fashion. The statistics of the extreme heights are governed by the Fisher-Tippett-Gumbel and the Fréchet distribution, respectively.
H. Guclu and G. Korniss, Phys. Rev. E 69, 065104(R) (2004)
2005. február 23.
Boschán Péter
Münsteri Egyetem, Németország
Szupernehéz fekete lyukak
February 25, 2005.
School of Physics and Astronomy, University of Manchester
Reaction-diffusion processes and the non perturbative renormalisation group
We demonstrate the full power of nonperturbative renormalisation group methods for nonequilibrium situations by calculating the quantitative phase diagrams of simple branching and annihilating random walks and checking these results against careful numerical simulations. Specifically, we show, for the 2A->0, A->2A case, that an absorbing phase transition exists in dimensions d=1 to 6, and argue that mean field theory is restored not in d=3, as suggested by previous analyses, but only in the large d limit.
KVANTUMOPTIKA ÉS -INFORMATIKA SOROZAT
SERIES IN QUANTUM OPTICS AND INFORMATICS
2005. MáRCIUS 2., 9., 16., 24., 30.
2005. március 2.
MTA, SzFKI
Robusztus koherens kontroll degenerált atomi rendszerekben
A koherens fényforrások (lézerek) megjelenését követően a kvantumos jelenségeket nem csak megfigyelni, hanem tudatosan kontrollálni is lehetségessé vált az atomfizikában. A lézerekkel történő gerjesztés során ugyanis a kvantumos rendszer dinamikáját unitér időfejlesztő transzformációkkal lehet leírni. A technológia fejlődése lehetővé tette, hogy mind összetetteb rendszerek kvantumállapotát kontrollálni lehessen, kiindulva egy effektív kétállapotú rendszertől egészen a komplex, soknívós molekulákig. Azonban bármilyen kifinomult módszerek is állnak rendelkezésre a lézerimpulzusok alakjának "szabására", a kontroll folyamatoknak figyelembe kell venni az elkerülhetetlen disszipációs mechanizmusokat, továbbá a kontroll paraméterek fluktuációját. Az előadásban olyan kvantumkontroll eljárást mutatok be, amely robusztus a kísérleti paraméterek ingadozásával szemben, továbbá általa kivédhető a disszipációs folyamatok egy része, végül soknívós, degenerált rendszerekben is alkalmazható. A módszer hatékonyságát demonstrálom atomokban, molekulákban és nanostruktúrákban, továbbá bemutatok néhány kvantuminformatikai alkalmazást is, nevezetesen összefonódott állapot keltését nanostruktúrák között, továbbá egybites univerzális forgatás és kétbites kontrollált nem-kapu robusztus megvalósítását.
2005. március 9. és 16.
MTA, SzFKI
Bevezetés a kvantuminformatikába I-II.
A kvantumrendszerek közvetlen informatikai alkalmazásának ötlete mintegy két évtizede merült fel. Napjainkra az ötlet egy önálló kutatási területté nőtte ki magát, amely magában foglalja a kvantumszámítás, kvantumkommunikáció, kvantumkriptográfia elméletét és ezek fizikai megvalósításának kutatását, valamint a kvantuminformáció elméletét. Az előadás a legfontosabb alapfogalmak ismertetése mellett áttekinti a terület kialakulásának rövid történetét, a napjainkban kutatott legfontosabb problémaköröket, az elméleti és kísérleti eredményeket.
2005. március 24.
(egyetemi tanóra szintű előadás)
MTA, SzFKI
Kvantumalgoritmusok
A kvantumszámítás alapvető kérdése, hogy létezik-e olyan számítási feladat, amely hatékonyabban oldható meg kvantumszámítógépen, mint ahogyan azt klasszikusan tehetnénk. Az előadásban áttekintem az eddig talált olyan kvantumalgoritmusokat, amelyek ilyen problémákat oldanak meg. A kvantumalgoritmusok hatékonyságának mélyebb megismerésének érdekében kísérletet teszek arra, hogy egy egyetemi előadás részletességével ismertessem a Shor-féle faktorizációs algoritmust. A Shor-algoritmus segitségével nagy egész számok prímtényezős felbontását végezhetnénk el kvantumszámítógépen a klasszikus algoritmusoknál exponenciálisan gyorsabban. Mivel a ma használatos titkosítási eljárások egy jelentős része a faktorizációs probléma bonyolultságán alapul, az algoritmust komoly figyelem kíséri.
2005. március 30.
MTA, SzFKI
Kommunikációs sémák a kvantuminformatikában
A kvantummechanikai összefonódás új és izgalmas területeket nyit meg az információelméletben. általa olyan klasszikusan nem magyarázható korrelációk jelennek meg, amelyek más erőforrásokkal együtt a kommunikáció alapjául szolgálnak. így például egy összefonódott pár felhasználásával és néhány bit átvitelével olyan kvantumállapotokat továbbíthatunk egyik helyről a másikra, amelyeket egyébként végtelen sok bitnyi klasszikus adattal lehetne meghatározni, és ezért az összefonódott erőforrás híján csak végtelen sok bit átvitelével továbbíthatnánk. A legismertebb kvantumkommunikációs sémán, a teleportáción túl bemutatásra kerülnek további módszerek, amelyek a rendelkezésre álló erőforrásokat különböző arányban használják fel a kvantuminformáció továbbítására.
2005. április 13.
BME, Elméleti Fizikai Tanszék
Fluktuációk komplex rendszerek dinamikájában
Gyakorlati szempontból fontos komplex rendszerek az Internet, az emberi agy, vagy akár szociológiai rendszerek mint a járműforgalom vagy a tőzsde. Ilyen "egzotikus" rendszerek aktivitását megfigyelve modellfüggetlen következtetéseket vonhatunk le a mikroszkopikus folyamatok jellegére nézve. Az eljárás egy empirikus skálatörvényen alapul, mely szerint az aktivitás szórása és várható értéke a rendszer különböző i elemei között σi ~ <fi>α módon skáláz. Az α exponens alapján lehetséges a dinamika osztályokba - esetenként univerzalitási osztályokba - sorolása.
Publikációk:
[1] Z. Eisler, J. Kertész, S.-H.
Yook, A.-L. Barabási:
Multiscaling and non-universality in fluctuations of driven complex
systems, Europhys. Lett. vol. 69,
664-670 (2005) (vagy
arXiv:cond-mat/0408409)
[2] Z. Eisler, J. Kertész: Inhomogeneous dynamics on complex
networks, arXiv:cond-mat/0501391 (2005)
[3] J. Kertész, Z. Eisler: Non-trivial scaling of fluctuations
in the trading activity of the NYSE, arXiv:physics/0503139, megjelenik:
Proceedings of Nikkei Econophysics III (2005)
April 20, 2005
University of Pécs, Institute of Geography
Numerical simulation of physical processes occurring in clouds
The processes occurring in clouds strongly affect the weather and the climate as well. The appropriate simulation of these processes is important for the accurate weather forecast and for estimation of possible climate change. After overview of microphysical processes, description of two different methods applied in numerical weather prediction models will be presented. Although the bulk parametrization method has a number of disadvantages, it is widely used in the numerical weather prediction models, because it needs relatively low computer capacity. The detailed microphysical description allows us a more correct simulation of precipitation formation. Unfortunately this type of scheme is much more complex and it needs about two order larger computer memory, than the bulk scheme. This is the reason why this method is mostly used in research areas. Some results calculated by the detailed description will be shown.
April 27, 2005
University of São Paulo, Brazil
Finite-size effects on open chaotic advection
We study the effects of finite-sizeness on small, neutrally buoyant, spherical particles advected by open chaotic flows. We show that, when projected onto configuration space, the advected finite-size particles disperse about the unstable manifold of the chaotic saddle that governs the passive advection. Using a discrete-time system for the dynamics, we obtain an expression predicting the dispersion of the finite-size particles in terms of their Stokes parameter. We test our theory in a system derived from a flow and find remarkable agreement between our expression and the numerically measured dispersion.
May 25, 2005
Université Paris-Sud, Orsay
Injected power and entropy flow in granular gases
Granular materials are paradigmatic nonequilibrium systems, and as such they serve as a useful testbench for new theoretical proposals in the field. We focus on a granular gas maintained in a stationary state by some heating mechanism. There is one macroscopic observable, namely the power injected into the system, that plays a central role, both experimentally and theoretically. It has been endowed with the meaning of an entropy flow and it has been experimentally verified to fulfill the fluctuation theorem of Gallavotti and Cohen. We shall 1) explain the physical reasons why the power injected cannot be interpreted in terms of entropy flow, 2) show that the injected power distribution can be fully characterized analytically and 3) describe the complete change of viewpoint that is required should one pursue the quest of a valid and physically measurable entropy flow.
Work done in collaboration with P. Visco, A. Puglisi, A. Barrat and E. Trizac.
2005.június 17.
Texas A&M University, Department of Electrical Engineering
Baktériumok Prompt Detektálása és Azonosítása
SEPTIC: SEnsing of Phage-Triggered Ion Cascade
A baktériumok természetes ellenségeit, a fágokat használva azonosításra, mikroszkopikus antennák segítségével a baktériumok 5 perces időtartamon belül azonosíthatók az antennán fellépő feszültségfluktuációk azonosításával. A baktériumok a fág fertőzés után karakterisztikus "halálsikolyt" bocsátanak ki, melyet az antenna detektál.
JÁTÉKELMÉLETI SOROZAT - SERIES IN GAME THEORY
2005. június 1., 8.
SzFKI
Játékelméleti alapvetés I-II.
A StatFiz Napon március 23-án elhangzott 25 perces előadás bővített változata.
A játékelmélet számos tudományterület alapvető paradigmája. Az előadás megpróbál áttekintést nyújtani a klasszikus (racionális) és evolúciós játékelmélet legfontosabb elemeit illetően. Külön kiemeli a fizikától eltérő kérdésfelvetési és megközelítési módokat, ugyanakkor igyekszik azonosítani azon területeket, ahol a statisztikus fizika eszköztára sikerrel alkalmazható.
2005. június 15.
ELTE TTK Növényrendszertani és Ökológiai Tanszék
Játékelméleti modellek a biológiában
Az előadás célja általános áttekintést adni az evolúciós játékelmélet biológiai alkalmazási területeiről. Ezen belül kicsit részletesebben az állati kommunikáció vizsgálatában használt játékelméleti modellekről és ezen modellek által magyarázni kívánt problémákról lesz szó, példákkal illusztrálva.
2005. június 22.
ELTE TTK Biológiai Fizika Tanszék
Fogolydilemma játék és egyéb szociális dilemmák
Az előadás anyaga alapvetően az evolúciós fogolydilemma játék történetének, alkalmazásának bemutatása. Ezen kívül szó lesz még más szociális dilemmák kísérleti vizsgálatának eredményeiről is.
2005. június 29.
KFKI MFA
Dinamikus klaszter módszer az evolúciós játékelméletben
A dinamikus klaszter módszer lehetőséget kínál arra, hogy egy rács néhány pontból alló kompakt fürtjén meghatározzuk az összes lehetséges konfiguráció valószínûségét azoknál a dinamikai modelleknél, ahol az azonos rácspontokban csak kevés számú állapot lehetséges. Az előadásban (táblán krétával) felvázolom a módszer lényegét, lehetőségeit, korlátait, és néhány példán keresztül megmutatom, hogy a játékelmélet milyen módszertani kiterjesztéseket serkentett sikeresen.
August 24, 2005
Department of Physics of Complex Systems
Weizmann Institute of Science
Current distributions in one-dimensional driven diffusive systems and random matrix ensembles
Reference: Rákos A, Schütz GM, Current Distribution and Random Matrix Ensembles for an Integrable Asymmetric Fragmentation Process J.~Stat.~Phys. vol. 118 (3-4): 511 - 530 (2005).
Due to the presence of several guest researchers, we shall hold an informal short workshop, practically a discussion day. Anyone interested is welcome.
Main topics: Physical applications of extreme value statistics and far from equilibrium processes.
Preliminary Program:
11 am. Discussion on physical applications of extreme value statistics
Noon: Off to lunch
3 pm. Lecture by G. Schütz
4 pm. Lecture by M. Droz
October 5, 2005
Philipps Universität, Marburg
Vortex formation by active agents as a model for Daphnia swarming
We propose a self-propelled particle model for the swarming of Daphnia that takes mutual repulsion and attraction to a center into account. For sufficiently strong propulsion a vortex is formed. Various key parameters are identified and the phase diagram and the transitions between the states with and without a vortex are analyzed.
October 12, 2005
Research Institute for Solid State Physics and Optics, HAS
Fluctuations of the injected electric power in electroconvection
Global fluctuations of the injected electric power in electroconvection (EC) of nematic liquid crystals will be discussed in both the conductive and the dielectric regime of convection. The amplitude and the frequency of the fluctuations have been compared in these two regimes and substantial differences have been found both in defect turbulence (DT) of EC and at the DSM1 ? DSM2 transition (DSM stands for the dynamic scattering mode of turbulence). A similar scaling relation has been found for DT of EC as that for thermal plumes in Rayleigh-Bnard convection. The probability distribution functions (PDFs) of the fluctuations have been determined in a wide range of imposed stress both for unconfined and confined flow geometries. These spectra are compared to those found in other systems held far from the equilibrium, and find that in certain conditions we obtain the universal PDF form reported by S.T. Bramwell et al. [Phys.Rev.Lett. 84, 3744 (2000)]. Moreover, the PDF approaches this universal form via an interesting mechanism through a 'hybrid' distribution.
October 19, 2005
Center for Materials Science and Engineering, University of Edinburgh
Scale invariance in plastic flow of crystalline solids
From the traditional viewpoint of continuum plasticity, plastic deformation of crystalline solids is, at least in the absence of so-called plastic instabilities, envisaged as a smooth and quasi laminar flow process. Recent theoretical and experimental investigations, however, demonstrate that crystal plasticity is characterized by large intrinsic spatio-temporal fluctuations with scale-invariant characteristics: In time, deformation proceeds through intermittent bursts with power-law size distributions; in space, deformation patterns and deformation-induced surface morphology are characterized by long-range correlations, self-similarity and/or self-affine roughness. We discuss this scale-invariant behavior in terms of robust scaling associated with a non-equilibrium critical point ('yielding transition').
November 2, 2005
Physical and Theoretical Chemistry Laboratory, Oxford University
Fluctuations in Highly Correlated Systems - The Paradigm of the 2dXY Model
The two-dimensional XY model serves as a paradigm of highly correlated and critical behaviour due to its continuum of critical fixed points below the Kosterlitz-Thouless-Berezinskii transition. Until recently it was thought that the magnetization of finite 2dXY magnets had a distribution that was independent of both system size and temperature (the so called BHP distribution). Similar probability densities were observed in a number of other highly correlated systems and the apparent spanning of universality classes was hard to explain. I present here a review of the numerical and theoretical develpoment of the BHP function, together with analytical evidence for the existence of a weak temperature dependence in 2dXY magnets. This helps to explain many of the strange properties that had previously been ascribed to the BHP form. A related one-dimensional critical model is introduced which has a Fisher-Tippett-Gumbel 'magnetization' distribution and can be related to Gaussian 1/f noise. This is discussed togehter with the implied link to the field of extreme value statistics.
2005. november 16.
ELTE, Biológiai Fizikai Tanszék
http://www.angel.elte.hu/~idaruka
Felületi ötvözetek, mintázatok és anyaghullámok
Az előadás a felületeken és a felületnövekedés során kialakuló lehetséges mintázatokból mutat be két típust. Egy megfelelően megválasztott kétkomponensű felületen a rugalmas kölcsönhatás és spinodális dekompozició együttes jelenlétében olyan ötvözetek jöhetnek létre, amelyek a térfogati fázisban egyáltalán nem léteznek. Más esetekben sávos felületi mintázatok és dekorált diszlokációk alakulhatnak ki. Ezeket a jelenségeket vizsgáltuk egy kétkomponensű Frenkel-Kontorova modell segitségével [1]. A felületnövekedés során, a spinodális dekompozició és a térfogati diffuzió összjátékaként periodikus struktúrák, anyaghullámok jelenhetnek meg, amelyeket egy általánositott Cahn-Hilliard tipusú modell keretében tanulmányoztunk [2].
[2] I. Daruka and J. Tersoff, Self-assembled Superlattice by Spinodal Decomposition during Growth, Phys. Rev. Lett. 95, 076102 (2005).
STATISZTIKUS FIZIKA ÉS TERMODINAMIKA A RÉSZECSKEFIZIKÁBAN
CÍMŰ SOROZAT 2005. ŐSZI ELŐADÁSAI
folytatás 2006 tavaszán
1. előadás
2005. november 23.
ELTE, Elméleti Fizikai Tanszék
A részecskefizika standard modelljének kialakulása
A részecskefizika manapság abban a szerencsés helyzetben van, hogy ismerni véli az alapvető elméletet, amit - kissé szerényen - standard modellnek hivunk. Természetesen a standard modell eddig ki nem aknázott energia tartományokban nagy valószínűséggel kibővitésre szorul. Azonban már eddig is alapjául szolgál nemcsak a jelenlegi részecskefizikai kisérletek megértésének, hanem az asztrofizikában és kozmológiában is igen sok megfigyelés értelmezésének is. Az előadás megkísérli a részecskefizika standard modelljének felépitését a kezdetektől.
STATISZTIKUS FIZIKA ÉS TERMODINAMIKA A RÉSZECSKEFIZIKÁBAN
CÍMŰ SOROZAT 2005. ŐSZI ELŐADÁSAI
2-3. előadás
2005. november 30., december 7.
ELTE, Elméleti Fizikai Tanszék
Bevezetés a rácstérelméletbe I-II.
A rácstérelmélet legalább két szempontból alapvető fontosságú a részecskefizikában. Egyrészt ez a legszisztematikusabb nem-perturbatív módszer, mellyel például az erős kölcsönhatás alacsony energiájú viselkedését tanulmányozni lehet, másrészt ez az egyik legígéretesebb lehetőség a térelmélet pontos definíciójára. A rácstérelmélet, mivel egy diszkrét rácson dolgozik, több hasonlóságot is mutat statisztikus fizikai rendszerekkel. Az előadás röviden ismerteti a térelméletek megfogalmazását rácson, külön hangsúlyt fektetve a statisztikus fizikai analógiákra.
STATISZTIKUS FIZIKA ÉS TERMODINAMIKA A RÉSZECSKEFIZIKÁBAN
CÍMŰ SOROZAT 2005. ŐSZI ELŐADÁSAI
4. előadás
2005. december 14.
ELTE, Elméleti Fizikai Tanszék
A hadronanyag véges hőmérsékletű fázisátalakulásai
A hadronanyag véges hőmérsékletű fázisátalakulásainak elméleti vizsgálata régóta folyik. Különböző egyszerűsítő feltételezéseket téve sikerült konkrét eredményeket elérni. Az előadás az eredmények áttekintését tűzi ki célul, kitérve a használt módszerek rövid ismertetésére is, támaszkodva az előadás sorozat korábbi előadásaira. A tervezett témák: Véges hőmérsékletű QCD a kontinuumban és rácson. Tiszta mértékelmélet véges hőmérsékleten. Véges méret skálázás alkalmazása tiszta SU(N) mértékelmélet felszabadító fázisátmenetére. QCD dinamikai kvarkokkal. QCD termodinamika zérus és véges kémiai potenciál esetén.
Az előadás anyaga PDF formátumban.
2005. december 29.
Karácsonyi Miniworkshop
10:00
ELTE, Elméleti Fizikai Tanszék
összefonódottsag nemegyensúlyi stacionárius állapotokban
Az összefonódottság (entanglemet) jelensége fontos szerepet játszik az egydimenziós kvantum spinláncok tanulmányozásánál. Az XX lánc egy egyszerű nemegyensúlyi kiterjesztésen keresztül megvizsgáljuk az áramok hatását az összefonódottságra.
10:30
Weizmann Institute of Science, Department of Physics of Complex Systems
A Gallavotti-Cohen fluktuációs tétel sérülése sztochasztikus rendszerekben
Az egydimenziós "zero range process" áram-fluktuációit vizsgáljuk nyílt határfeltételekkel. Megmutatjuk, hogy a fluktuációk eloszlásának aszimptotikus alakja sértheti a Gallavotti-Cohen fluktuációs tételt, és hogy hasonló jelenség bármely végtelen dimenziós állapottérrel leírható sztochasztikus rendszerben előfordulhat. érdekes továbbá, hogy az aszimptotikus árameloszlás a rendszer kezdeti állapotától is függ.
11:00
Boston University, Physics Department
Evolúciós dinamika gráfokon"
Az előadás anyaga PDF-ben.
Kapcsolódó közlemény :
http://www.arxiv.org/abs/q-bio.PE/0601031
11:30 Kávészünet
11:40
Rensselaer Polytechnic Institute, Department of Physics, Applied Physics, and Astronomy
Diffusion Processes on Power-Law Small-World Networks
(Rehearsal for an interview talk, to be given in English)
Static properties of complex networks are intensely investigated in the
literature but much less is understood about processes on them. One of
the most basic processes is diffusion. We studied diffusion processes,
like random walk, on power-law small-world networks. Such networks
consist of two parts: a regular d-dimensional lattice and random links
between arbitrary nodes of the lattice where the probability of a
random link decays with the distance of these nodes.
Analytical and numerical results will be shown in two limiting cases:
the annealed case, when the rearrangement of the random links is fast
and the quenched
case, when the link rearrangement is slow
compared to the motion of the random walker. Our results can be
summarized in a phase diagram changing the distance distribution of the
random links. As it will be discussed, this approach can be applied to
study the random walk of a macromolecule along a randomly folded
polymer chain.
"Diffusion Processes on Power-Law Small-World Networks" B. Kozma, M. B.
Hastings, and G. Korniss, Physical Review Letters 95, 018701 (2005).
"Roughness Scaling for Edwards-Wilkinson Relaxation in Small-World
Networks" B. Kozma, M. B. Hastings, and G. Korniss, Physical Review
Letters 92, 058701 (2004).
12:30 Ebédszünet
14:30
Rensselaer Polytechnic Institute, Department of Physics, Applied Physics, and Astronomy
Invasive Spread of an Advantageous Mutation under Preemptive Competition
"Spatial Dynamics of Invasion: The Geometry of Introduced Species", G. Korniss and T. Caraco, Journal of Theoretical Biology 233, 137-150 (2005); http://dx.doi.org/10.1016/j.jtbi.2004.09.018; http://arxiv.org/abs/cond-mat/0501512.
15:00
ELTE, Elméleti Fizikai Tanszék
Klímaváltozások fizikus szemmel
Az előadás előzetes anyaga PDF formátumban.
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
