Statisztikus Fizikai Szemináriumok
Seminars in Statistical Physics

Előadások 2013-ban --- Lectures 2013

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
2010 2011 2012 2013 2014 aktuális

2013. január 16.

Gerhard Wotawa

Central Institute for Meteorology and Geodynamics (ZAMG), Austria

FLEXPART development and application at the Austrian Meteorological Service (ZAMG)

The FLEXPART model is used at ZAMG in various operational applications as well as research projects. The operational applications include Nuclear Emergency Response modelling, volcanic ash modelling, and the verification of the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty (CTBT). For CTBT verification, FLEXPART is applied not only in forward mode to predict transport from known events, but also in backward mode to analyse and interpret relevant radionuclide detections at CTBTO monitoring stations. As further application, the FLEXPART model is used to interpret environmental measurements of trace gases at background monitoring stations in Europe.

On the research side, ZAMG works on the analysis of the FLEXPART model performance during the Fukushima nuclear accident, and in particular on the improvement of the deposition parameterization of the model. Furthermore, a web portal flexpart.eu is currently under development, which will provide the FLEXPART software to the scientific community together with better documentation, improved pre- and post-processing routines and a better version control system.

2013. január 22-24.

Professor Antonello Provenzale

Institute of Atmospheric Sciences and Climate (ISAC), CNR, Torino

Mini-course on climate and fluid dynamics

The mini-course is composed of four lectures, each of 2 hr + 1 hr appendix

Tuesday, January 22, 16:00
Lecture 1: Introduction and Energy Balance Models
Climate as a complex dynamical system. Type of models: from Energy Balance Models (EBM), to Models of Intermediate Complexity (MIC) to Global Climate Models (GCM). Energy Balance Models: zero-dimensional, one-dimensional. Ice-albedo feedback.Stochastic resonance. Parameterization of meridional transport.
Appendix: The issue of planetary habitability

Wednesday, January 23, 10:00
Lecture 2: Climate in the air column
Soil-vegetation-atmosphere interactions. Summer droughts at continental midlatitudes. The dynamics of Planet Dune. Radiative-convective models.
Appendix: Small and large scales in vegetation-climate interaction

Wednesday, January 23, 16:00
Lecture 3: Global climate models
Wind-driven circulation and thermohaline circulation in the ocean. Structure of the general circulation of the atmosphere. The Lorenz 1984 model for midlatitude dynamics. Global climate models and climate scenarios: PLASIM and EC-Earth.
Appendix: Discussions on global climate models

Thursday, January 24, 10:00
Lecture 4: Regional climate dynamics
Hotspots of climate variability: Arctic, HKKH, Mediterranean. The climate of the Himalaya-Karakoram area: Monsoons and Western Weather Patterns. Regional models and downscaling.
Appendix: Discussions on climate downscaling and impact studies

ecearth_tp_new copia.avi

2013. február 20.

Szabó György

MTA TTK MFA

Evolúciós potenciál játékok

A sokszereplős játékok elemzését az nehezíti, hogy minden játékos a saját eredményét kívánja maximálni, ami függ a saját, illetve a társak döntésétől. A potenciál játékoknál azonban az egyszemélyi motiváltságból felépíthetünk egy potenciált, ami leegyszerűsíti a tiszta Nash-egyensúlyok megtalálását. Glauber-típusú dinamika esetén a potenciál játékok Boltzmann-eloszlásba fejlődnek, és érvényes lesz a termodinamika. Az előadásban elemezzük a párkölcsönhatásra épülő potenciál játékokat és kapcsolatukat az Ising-típusú modellekkel. A tisztábban látás érdekében néhány ellenpéldát is elemzünk.

2013. március 6.

Herein Mátyás, Galsa Attila, Lenkey László

ELTE TTK, Geofizikai és Űrtudományi Tanszék

A köpenydinamika és a 660 km mélyen található endoterm fázisátmenet kapcsolata

A földköpenyben 660 km-es mélységében elhelyezkedő endoterm ásványtani fázisátmenet évtizedek óta kiemelten vizsgált terület. Jelen tanulmányban numerikus modellezés segítségével vizsgáltuk a fázisátmenet termikus köpenykonvekcióra gyakorolt hatását. Különböző Rayleigh-számok (Ra) és fázisátment erősség (γ) mellett vizsgáltuk a kialakuló áramlást. Alapvető cél volt annak eldöntése, hogy a konvekció egy vagy két rétegben zajlik-e, illetve kialakul-e lavinajelenségekkel kísért átmeneti állapot, melynek során az egy- és kétréteges konvekció keveredik. A szisztematikus modellszámítások után alapvető eredmény, hogy a Rayleigh-szám nagymértékben befolyásolja az áramlást. Azonos erősségű fázisátmenet esetében a nagyobb Rayliegh-számok felé haladva az áramlás egyre jobban ?érzi? a fázisátmenet hatását, egyre inkább a két rétegben zajló áramlási forma jelenik meg. Kiszámítottuk a fázishatáron átáramló köpenyanyag tömegfluxusát és vizsgáltuk a tömegfluxus idősorait. Ezen módszer segítségével egyértelműen megállapítható a földköpeny rétegzettségének mértéke, ami alapján három típus különíthető el. Az első az egyréteges konvekció esete, mely a fázisátmenet erősségétől (γ-tól) függetlenül 105-es Ra alatt minden esetben kialakul. A második típus a kevert, átmenetileg rétegződő konvekció esete, mely jól lehatárolhatóan Ra=5⋅105-től γ = -3, -4.5, -6 MPa/K feltételek mellett alakul ki. Ez az áramlási forma hirtelen meginduló nagy anyagmennyiséget szállító ún. köpenylavinákkal jár. A harmadik konvekciós típus a tisztán kétréteges áramlás, mely γ = -9 MPa/K-nél és 105-nél nagyobb Rayleigh-számoknál alakul ki. Ebben az esetben az alsó és a felső köpeny között nincs anyagtranszport. Részletesen a lavinajelenségeket mutató, második típusú konvekció dinamikáját vizsgáltuk. 12 modell esetében mutatható ki egyértelműen lavinatevékenység. A lavinák tömegfluxus-idősorainak amplitúdó spektrumát elemezve kirajzolódik egy hosszú időperiódus és egy dinamika (Ra) függő rövidebb periódus. A hosszú periódus 580 millió évnek adódott mely igen jól összeegyeztethető a nagy köpenyátfordulások karakterisztikus idejével. A rövidebb periódusú lavinajelenség szisztematikus elemzésével létrejött kiemelendő eredmény, hogy a lavinák karakterisztikus ideje nem függ a fázisátmenet erősségétől, kizárólag csak a Rayleigh-számtól. A kapcsolat jól leírható hatványfüggvénnyel: nagyobb Ra felé haladva a karakterisztikus idők csökkennek. Valós földköpeny-szerű esetet modellezve (Ra ~ 107) a lavinák kvázi-periodicitása (80-150 millió év) jól összeegyeztethető a geológiából ismert trapp (plató) bazaltok megjelenésével.

2013. március 13.

Nick Moloney

London Mathematical Laboratory

An information-theoretic model for communication

We examine the cost-minimization problem posed by Ferrer i Cancho and Solé in their information-theory based communication model (R. Ferrer i Cancho and R. V. Solé, PNAS 100, 788 (2003)), proposed in efforts to explain Zipf’s Law (power law frequency-rank relation for words in written texts). We obtain the exact minimum-cost solutions as obtained previously via other methods. The model exhibits three qualitatively different behaviors according to the relative importance of speaker and listener costs. At the phase transition, the minimum-cost solutions do not correspond to a power law except for a vanishingly small subset.

2013. március 20.

Vukov Jeromos

MTA-TTK-MFA

A zsarolás tudománya – avagy zéró-determináns stratégiák

Az előadás során a kétszereplős ismételt fogolydilemma-játékban nemrégiben felfedezett meglepő, új stratégiákat fogom bemutatni. Ezen stratégiák segítségével a játékosok (i) fixálhatják partnerük nyereményét a partner döntéseitől függetlenül, vagy (ii) egyenlőtlen lineáris összefüggést kényszeríthetnek ki a két résztvevő nyereménye között. Az stratégiák új megvilágításba helyezik és átalakítják a szociális dilemmahelyzetet. A kétszereplős játék elemzése után megvizsgáljuk a stratégiák populációdinamikai hatásait is.

2013. március 27.

Beke Tamás

ELTE, Fizika Tanítása PhD Program
Nagyasszonyunk Katolikus Általános Iskola és Gimnázium, Kalocsa

Termoakusztikus jelenségek vizsgálata iskolai projektfeladatban

Az előadásom a termoakusztikához kapcsolódik. A termoakusztika a hő hatására létrejövő hanghatás vizsgálatával foglalkozik. Termoakusztikai instabilitásnak nevezzük, ha egy termodinamikai rendszerben a nyomás oszcillációja párosul az egyenetlen hőátadással.

A termoakusztikus folyamatok modellezésére a kutatók gyakran Rijke csövet használnak. Ez egy viszonylag egyszerű kísérleti eszköznek számít: általában egy hengeres cső szokott lenni, amelybe egy gázzal, vagy árammal fűtött dróthálót helyeznek el. A Rijke cső bizonyos esetekben hangot bocsát ki, a valós technikai berendezésekhez hasonlóan. A Rijke cső az egyik legegyszerűbb termoakusztikus eszköz, amely a hőt akusztikus energiává alakítja.

Az előadásban szeretném bemutatni, hogy a Rijke cső paraméterei hogyan befolyásolják az instabilitás kialakulását a termodinamikai rendszerben. A kísérleti adatok alapján bemutatok egy matematikai modellt, amely a Rijke csőben lejátszódó termoakusztikus folyamatokat jellemzi.

2013. április 3.

Domokos Gábor

BME, Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

Kavics formák evolúciója térben és időben

Kavicsok kollektív alakfejlődését leíró modellt állítottunk fel, mely az egzakt geometria parciális differenciálegyenlet heurisztikus közelítésén alapszik és alacsony dimenziós dinamikára vezet. A modell azt sugallja, hogy a kavics formákkal kapcsolatos meghatározó geológiai megfigyelések (erős méret szerinti szegregáció és domináns tengely-arányok megjelenése) között ok-okozati összefüggés van. A modell előrejelzéseit numerikus és labor kísérletekkel valamint terepi mérésekkel is összevetjük és a modell egyszerűségéhez képest meglepően jó egyezést tapasztalunk.

A kollektív alakfejlődést jellemző sűrűségfüggvény időbeli változását egy, a Boltzmann-egyenlettel analóg, de annál bonyolultabb egyenlet írja le, melyet ugyan tudunk szimulálni, de mindeddig nem sikerült felírnunk.

2013. április 10.
szerda, 11 óra

Széchenyi Gábor

ELTE, Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék, Anyagfizikai Tanszék

Csempézés elektromos ellenállásokkal

Végtelen, periodikus ellenálláshálózat eredő ellenállását határozzuk meg két tetszőleges pont között. A hálózatok Green-függvényes technikáját alkalmazva vizsgáljuk speciális rácsok ellenállását: Kagomé-rács, hatszög-rács, stb. Megmutatjuk munkánk kapcsolatát a rácson vett végtelen bolyongással.

Az előadás diái.

2013. április 17.

Somfai Ellák

University of Warwick
Wigner FK SZFI

Skálainvariáns dinamika táguló térben

Növekedési folyamatokat gyakran leírhatunk kölcsönható sztochasztikus részecskék tér-idő trajektóriáinak segítségével. Például Petri-csészében növekedő baktériumtelepek mikrotörzsei közötti doménfalak visszavezethetőek egydimenziós, táguló térben bolyongó, páronként annihilálódó részecskék trajektóriáira. Míg 1 dimenziós konstans térben bolyongó részecskék mindig találkoznak, táguló térben ez nem igaz. Ez meghatározza a rendszer aszimptotikus állapotát, ami baktériumtelepek esetén a biológiai diverzitás fennmaradását eredményezi. Az előadásban azt vizsgáljuk, hogy ilyen skálainvariáns folyamatok táguló térben hogyan kezelhetőek egyszerűen, és visszavezetjük a táguló térbeli rendszerek aszimptotikus állapotát nem-táguló térbeli rendszerek véges időbeli állapotára.

Az előadás diái.

2013. április 24.

Nagy Márton

ELTE Atomfizikai Tanszék

Hidrodinamikai leírásmód a nagyenergiás nehézionfizikában

A nehézionfizikai kutatás célja az erősen kölcsönható anyag kollektív tulajdonságainak, fázisszerkezetének vizsgálata. Előadásomban bemutatom azokat az alapvető (jórészt a brookhaveni RHIC gyorsítóból származó, majd az LHC-nál megerősített) kísérleti eredményeket, amelyek alapján arra következtetünk, hogy az ütközésekben erősen csatolt tökéletes kvarkfolyadék jön létre. Áttekintem a fenomenológiában használt hidrodinamikai modellezés módszerét, és azt, hogy az ilyen modelleken alapuló leírásból milyen következtetések vonhatók le a létrejött anyagra.

Az előadás diái.

2013. május 8.

Nógrádi Dániel

ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Renormálási csoport és univerzalitás nem-ábeli mértékelméletekben

4 dimenziós, fermionokkal kölcsönható SU(N) mértékelméletek béta-függvényeit fogjuk vizsgálni. Az ilyenek legközismertebb példája a QCD. Ebben a béta-függvény negatív, csak a g=0 fixpont létezik, ami egy UV fixpont. Ha a fermionok számát növeljük vagy a flavor növelésével vagy a mértékcsoport reprezentációjának dimenziójának növelésével, a béta-függvénynek lehet nem-triviális fixpontja nem-nulla csatolásnál. Ezek IR fixpontok, amikhez kölcsönható nem-triviális konform térelmélet tartozik. Áttekintjük a perturbatív számolásokat és röviden vázolni fogom, hogy nem-perturbatív rácstérelméleti szimulációkkal milyen kérdéseket próbálunk megválaszolni.

Az előadás diái.

2013. május 15.

Csörgő Tamás

MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont
Részecske- és Magfizikai Intézet

A QCD kritikus pont kísérleti kutatása - a RHIC ütközési energia pásztázási program első eredményei

Előadásomban bevezetésként áttekintem a RHIC gyorsító eredményeinek főbb mérföldköveit, melyek az erősen kölcsönható és szinte tökéletesen folyó kvarkanyag, azaz az sQGP kísérleti felfedezéséhez vezettek. Kritikus, de egyben áttekintő képet nyújtok azon kísérleti eredményekről is, amelyek a termodinamikai és a hidrodinamikai kép érvényességét alátámasztó, elméletileg is megjósolt és kísérletileg is felfedezett skálaviselkedéseket mutatják, megmutatva a hidrodinamikai kép értelmezési tartományának határait, kísérletileg igazolt korlátait is. A kibontakozó kép alapján természetesen vetődik fel a QCD kritikus pont keresésének lehetősége a RHIC STAR és PHENIX kísérleteinek adataiban, jelenlegi ismereteink szerint az sqrt(s(NN)) = 14 - 60 GeV -es tartományban. Előadásom második felében összefoglalom a RHIC nyalábenergia pásztázási program stratégiáját, és első két évének publikált eredményeit.

További részletek:
T. Csörgő: First results from the PHENIX and STAR energy scan program, Zimányi Winter School on Heavy Ion Physics, 2012 December, Budapest

Csörgő T: Kvarkanyag: A kvarkok folyadékának meglepő tulajdonságai

2013. május 22.

Nagy Márton

ELTE Atomfizikai Tanszék

Hidrodinamikai leírásmód a nagyenergiás nehézionfizikában II.

Az április 24-i előadás folytatása.

A nehézionfizikai kutatás célja az erősen kölcsönható anyag kollektív tulajdonságainak, fázisszerkezetének vizsgálata. Előadásomban bemutatom azokat az alapvető (jórészt a brookhaveni RHIC gyorsítóból származó, majd az LHC-nál megerősített) kísérleti eredményeket, amelyek alapján arra következtetünk, hogy az ütközésekben erősen csatolt tökéletes kvarkfolyadék jön létre. Áttekintem a fenomenológiában használt hidrodinamikai modellezés módszerét, és azt, hogy az ilyen modelleken alapuló leírásból milyen következtetések vonhatók le a létrejött anyagra.

Az előadás diái (megegyezik az április 24-ei előadáshoz feltöltött fájllal).

2013. május 29.

Horváth Ferenc

ELTE TTK Geofizikai és Űrtudományi Tanszék

A lemeztektonikától az új globális geodinamikáig

A földtudományokat forradalmasító lemeztektonikai elmélet 50 évvel ezelőtt általánosan elfogadottá vált, mert nagytömegű megfigyelést egységes elmélettel volt képes magyarázni. Az előadás összefoglalja a részlegesen olvadt asztenoszférán mozgó és egymással kölcsönhatásban lévő kőzetlemezek koncepcióját, és az azt bizonyító földmágneses, szeizmológiai és vulkanológiai adatokat. Ezt követően a Föld finomszerkezetét leképező szeizmikus tomográfia új eredményeit tekintem át. Az új adatok, a jobb fizikai modellek és a számítástechnika fejlődése lehetővé teszi a Föld belsejében zajló termikus konvekciók szimulálását, és annak megértését, hogy a lemezek mozgása csak felszíni megnyilvánulása a globális földi energia- és anyagáramlásnak. A jövő nagy kihívása egy a teljes Földre és a földtörténet minél hosszabb időszakára érvényes dinamikus modell kifejlesztése, amelynek eddigi eredményeit és fő dilemmáit foglalom össze befejezésként.

Összefoglaló cikk

Az előadás diái.

2013. június 5.

Eisler Viktor

ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Univerzális struktúrák kvantumfrontokban

Egydimenziós kvantumrendszerekben nemegyensúlyi kezdőfeltétel hatására kialakuló frontokban érdekes struktúrák alakulhatnak ki. Az előadásban bemutatom, hogy szabad fermionok esetében hogyan lehet a frontstruktúrákat leírni és értelmezni. Ezek után megmutatom, hogy ugyanezek a finomstruktúrák jelennek meg a sűrűségprofilban egy nulla hőmérsékletű, csapdázott Fermi-gázban is, tetszőleges csapdapotenciál esetén.

2013. június 19.

Kórádi Zoltán

ELTE, BSc hallgató (Témavezető: Pályi András, ELTE, Anyagfizikai Tanszék)

Elektronállapotok szén nanoszerkezetekben
(szakdolgozati előadás próbája)

Szakdolgozatomban a grafén elektronszerkezetének elméleti leírását fogjuk tárgyalni szoros kötés (tight binding) közelítésben. A módszer rövid ismertetése után az irodalomban is megtalálható sávszerkezeti eredményeket reprodukáljuk tömbi grafénre és nanoszalagokra (armchair, zigzag), majd a spin-pálya kölcsönhatással kiegészített modellel leírjuk az élállapotok megjelenését szalagokban, és röviden tárgyaljuk azok jelentőségét.

Az előadás anyaga.

2013. június 26.

Kern Zoltán

MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont, Földtani és Geokémiai Intézet

Hőmérsékleti változások lenyomata illetve annak visszafejtése földtani képződményekből: elméleti megközelítések és gyakorlati problémák

A Föld éghajlatában 106 éves skálán a tektonikai folyamatok szerepe meghatározó, míg 104 éves ingadozásokban már a pályaelemek változásai miatt bekövetkező energia-eloszlásbeli különbségek játsszák a fő szerepet. Üledékes geológiai képződményekben sokféleképp rögzülhet a felszínközeli hőmérsékleti viszonyokra vonatkozó információ. Az előadásban két olyan képződménytípust tárgyal, melyek igen sokat emlegetett adatforrásai az utóbbi évezredek éghajlatváltozásait tárgyaló munkáknak. A sarkvidéki jégtakarókból kiemelt jégfuratok és a barlangi cseppkő-képződmények is rögzítik a képződési hőmérsékletet. Az előadás kitér majd a hőmérsékleti jelet rögzítő geokémiai folyamatokra, a képződmények korolására, a rekonstrukciós technikákra és ezek terhelő leggyakoribb bizonytalansági tényezőkre is.

Az előadás diái.

2013. július 3.

Christof Jung

Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuernavaca

The decay of a NHIM to dust

We study a prototypical 3-degrees-of-freedom chaotic scattering system depending on a perturbation parameter. For one limiting case the system has a conserved quantity and can be reduced to a 2-degrees-of-freedom system. For the other limiting case it is completely hyperbolic. For the reducible case the dynamics is directed by a NHIM and the 4D Poincaré map can be understood as a stack of reduced 2D maps. As the perturbation sets in, for small values of the perturbation parameter the NHIM persists, and for large perturbations it decays to dust.

2013. szeptember 4.

Paul Pearce

Department of Mathematics and Statistics, University of Melbourne

Polymers, Percolation and Logarithmic Minimal Models

Polymers and percolation in two dimensions are examples of fundamental statistical systems exhibiting nonlocal degrees of freedom. This non-locality has profound effects on the statistical behaviour of these systems compared to simple theories with local degrees of freedom. An overview is given of the description of critical dense polymers and critical percolation both as statistical systems and as logarithmic Conformal Field Theories with an emphasis on critical exponents and conformal dimensions. In addition, generalized models of polymers and percolation in the form of logarithmic minimal models are described which can be solved exactly off-criticality.

Az előadás diái.

2013. szeptember 23-27.

Éghajlatdinamikai problémák előadássorozat

Valerio Lucarini

Klimacampus, Institute of Meteorology, University of Hamburg, Germany
Department of Mathematics and Statistics, University of Reading, UK

Mini course on Statistical Mechanics and Thermodynamics for Geophysical Fluid Dynamics

1. Sept. 23 (Monday), 12:15-13:45, É 1.125
Macroscopic Thermodynamics: Efficiency, Irreversibility, Tipping Points

The climate is a perfect example of a non-equilibrium system which keeps a steady state by suitably regulating the fluxes of entropy and energy with the surrounding environment. The differential radiation fuels the global circulation of the atmosphere and of the ocean, which in turn contributes to reducing the temperature gradients across the globe and in generating entropy through a variety of processes. In this seminar we will present a comprehensive theory of the thermodynamics of our planet able to treat comprehensively the Lorenz energy cycle as well as the generation of entropy through irreversible processes and we will argue that such theory allows for introducing robust, fundamental observables of the climate system and can be used for studying more general planetary atmospheres. We will show our these thermodynamical tools can be used for studying tipping points and addressing issues like the habitability of planets.

References
Lucarini, V., 2009: Thermodynamic Efficiency and Entropy Production in the Climate System. Phys Rev. E, 80, 021118
Lucarini, V., and F. Ragone, 2011: Energetics of Climate Models: Net Energy Balance and Meridional Enthalpy Transport. Rev. Geophys., 49, RG1001, doi:10.1029/2009RG00032
Boschi, R., V. Lucarini, and S. Pascale, 2012: Bistability of the climate around the habitable zone: a thermodynamic investigation. Icarus, doi:10.1016/j.icarus.2013.03.017
Lucarini, V., S. Pascale, R. Boschi, E. Kirk, and N. Iro, 2013: Habitability and multistablility in earth-like plantets. Astron. Nachr. 334, No. 6, 576–588


2. Sept. 24 (Tuesday), 12:15-13:45, É 3.67
Response, Noise, and Parametrizations

Recent advances of non-equilibrium statistical mechanics provide powerful tools for studying basic properties of turbulent geophysical fluids. In particular, the response theory developed by Ruelle allows for framing in a unified context problems which have been traditionally been dealt with along rather separate paths. First, we will discuss the applicability of the fluctuation-dissipation theorem in a GFD context and show how response theory allows for computing how the statistical properties of a system are altered as its parameters are changed, at finite and infinite time horizon. Then, we will show how it is possible to derive very general expressions for the impact of adding noise (of general form) on an otherwise chaotic deterministic system. Finally, we will provide a new framework for the construction of parametrizations of unresolved processes in many non-equilibrium systems, and most notably in geophysical fluid dynamics. In this last effort, we draw a line between the Ruelle response theory and the Mori-Zwanzig theory. These results generalize various recently proposed methods for constructing a surrogate dynamics for the relevant variables, and allows for deriving explicitly expressions for stochastic parametrizations.

References
Lucarini, V., S. Sarno, 2011: A Statistical Mechanical Approach for the Computation of the Climatic Response to General Forcings. Nonlin. Processes Geophys., 18, 7-28
Lucarini, V., 2012: Stochastic perturbations to dynamical systems: a response theory approach. J Stat Phys, 146, 774-786
Wouters J. and Lucarini, V., 2012: Disentangling multi-level systems: averaging, correlations and memory, J. Stat. Mech. P03003 doi:10.1088/1742-5468/2012/03/P03003
Wouters, J., V. Lucarini, 2013: Multi-level dynamical systems: Connecting the Ruelle response theory and the Mori-Zwanzig approach. J Stat Phys, DOI: 10.1007/s10955-013-0726-8


3. Sept. 26 (Thursday), 10:15-11:45, É 7.14
Extreme Events

Extreme Value theory provides a very general mathematical setting for studying rare and large fluctuations in time series. While originally the theory has been developed in the context of stochastic processes and iid variables, recently it has been shown that the extremes of observables of chaotic dynamical systems obey the Generalized Extreme Value (GEV) laws introduced by Gnedenko. We first consider the case of observables describing the recurrence properties of the dynamical system, and show that, given the functional form of the observable, we can predict whether its extremes are distributed according to Weibull, Gumbel or Frechet statistics. The theoretical results are supported by extensive numerical investigations. We then treat the case of the so-called physical observables. We prove that their extremes are distributed according to the Weibull law and derive explicit expressions for the scaling parameter and the shape parameter ξ. In particular, we show that ξ<0 has a universal expression which does not depend on the chosen observables. The shape parameter is negative and is close to zero when high-dimensional systems are considered.

References
Felici, M., R. Vitolo, V. Lucarini, and A. Speranza, 2007: Extreme Values Statistics of the Energy in a Model of Intermediate Complexity Model of the Mid-Latitudes Atmospheric jet. Part II: Trend detection and assessment. Journal of Atmospheric Sciences, 64, 2159-2175
Faranda, D., V. Lucarini, G. Turchetti, and S. Vaienti, 2011: Numerical convergence of the Block-Maxima approach to the generalized extreme value distribution. J. Stat. Phys., DOI 10.1007/s10955-011-0234-7
Lucarini, V., D. Faranda, and J. Wouters, 2012: Universal behavior of extreme value statistics for selected observables of dynamical systems. J Stat Phys, 147, 63-73
Lucarini, V., T. Kuna, D. Faranda, and J. Wouters, 2012: Towards a General Theory of Extremes for Observables of Chaotic Dynamical Systems, arXiv:1301.0733 [cond-mat.stat-mech]



MTA-ELTE Összehasonlító Társadalmi Dinamika (Peripato) kutatócsoporttal közös szervezésben:

Giovanna Gioli

Research Group Climate Change and Security (CLISEC) Institute of Geography, KlimaCampus, University of Hamburg

4. Sept. 26 (Thursday), 16:15-17:45, É 1.129
Migration as an adaptation strategy to climatic and environmental change in mountain context: a case study from the Upper Indus Basin

Migration in the context of environmental and climatic change is increasingly understood as a possible positive adaptation strategy rather than as a last resort option (Warner et al 2012; Banerjee et al 2012).

Especially in resource-dependent and poverty-stricken communities, migration can be an important livelihood diversification strategy for reducing vulnerability to different sources of (environmental) stress. Many studies (e. g. Adger et al. 2002; Tacoli 2009; Banerjee et al 2013) show that labour migration may increase the adaptive capacity via remittances, with significant consequences for the household’s living conditions, social security, education and health care. Often, remittance provides a safety net for the recipient household in times of environmental hazard (Savage and Harvey 2007; World Bank 2009, Tacoli 2009; Gioli et al 2013; World Bank 2009; Tacoli 2009 ).

There is a knowledge gap regarding migration in mountain regions, and the upper Indus basin (UIB) is a white spot in terms of available data and information. The UIB lies within the Hindu–Kush, Karakoram and Himalayan mountains where climate change is already impacting the glacial regime, with important consequences on the environment and on local livelihoods. The communities of the UIB are highly dependent on ecological goods and services and are adapting in various ways to climatic and environmental stressors. Though not a new phenomenon, labour migration has emerged as a key livelihood strategy and as a core response to environmental pressure to be adopted both as an ex ante and ex post adaptive strategy.

In this contribution, we will present some key results of a study recently conducted in the Hindu–Kush/Karakoram region of Pakistan and we will try to assess under which circumstances migration can be a positive adaptation strategy to environmental pressure. We will also propose and discuss a methodological framework of analysis.

2013. október 2.

Halász Gábor

Kavli Institute for Theoretical Physics, Santa Barbara, USA
Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Oxford, UK

Weyl semimetals from topological insulators

Topological phases of matter have recently become the objects of intense study in condensed matter physics. Among these novel phases are topological insulators, which have a band gap in the bulk like normal insulators, but support topologically-protected surface states in the gap. At the transition point between the normal and the topological insulator phases, the band gap in the bulk vanishes. If the time-reversal or the inversion symmetry is broken, this transition point can be turned into a transition phase – the Weyl semimetal phase – that is characterized by band touching points at the Fermi level. In our research, we proposed a time-reversal-invariant realization of the Weyl semimetal phase, using both a simplified superlattice model and a realistic tight-binding model describing a concrete heterostructure. The most important physical properties of this phase are a strongly anisotropic conductivity and partially-present surface states.

2013. október 9.

Francisco Gonzalez Montoya

Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuernavaca

Scattering of an electric charge off a perturbed magnetic dipole

We take the scattering of electrons off a perturbed magnetic dipole as an example for demonstrating chaotic scattering systems with 3 open degrees of freedom. We explain the connection between the chaotic invariant set, the scattering functions and the doubly differential cross section. The ideal magnetic dipole has rotational symmetry; therefore, the dynamics has a conserved angular momentum, and the chaotic set of the 3 degrees of freedom system can be represented as a stack of chaotic sets of the reduced 2 degrees of freedom system where the value of the conserved angular momentum serves as stack parameter. Any real magnet deviates from a perfect dipole, but it is possible to explain why the qualitative properties of the cross section are robust against perturbations of the system.

2013. november 6.

Ákos Horváth

Leibniz Institute for Tropospheric Research, Leipzig, Germany

Application of MISR observations in earth remote sensing

The Multiangle Imaging SpectroRadiometer (MISR) has been operating aboard NASA's Terra satellite for more than a decade. Unlike traditional single-view sensors, MISR measures reflected sunlight in nine separate directions within a seven-minute interval. This near-simultaneous multi-stereo dataset allows retrieval of certain geophysical parameters of the reflecting surface (clouds, aerosol layers, land/vegetation, ice sheets, or the ocean). This talk presents a technical overview of the instrument and demonstrates its use in earth remote sensing with emphasis on cloud studies, including analysis of the fine structure of Kármán vortex street flows.

Az előadás anyaga pptx-ben.

2013. november 13.

Czirók András

ELTE, Biológiai Fizikai Tanszék és University of Kansas
Medical Center, Dept of Anatomy and Cell Biology

Érhálózatok kialakulása

Napjaink interdiszciplináris kutatásainak egyik nagy kihívását jelenti annak megértése, hogy hogyan alakul ki biológiai funkció a molekuláris vagy sejtes összetevők önszerveződéséből. A genetikai állomány nem egy tervrajzhoz hasonlóan kódolja az organizmus térbeli szerkezetét – forma és funkció valamilyen módon a sejtek kölcsönhatásai következtében jön létre.

Az önszervező mintázatképződés talán egyik legjobb példája a melegvérű gerincesekben megjelenő korai érhálózat, amit pár száz endotél (a későbbi érfalat alkotó) sejt alakít ki az embriófejlődés korai szakaszában, még a szívműködés kezdete előtt. A mechanizmus önszervező jellegét a következő tapasztalatok támasztják alá. Egyrészt, az egyes érszegmensek elhelyezkedése nagyfokú egyedi változatosságot mutat, és kialakulása során a hálózat topológiája többször átalakul. Másrészt, izolált érsejtek hasonló hálózatokat hoznak létre olyan mesterséges körülmények között, ahol nincs jelen a feltételezhetően pozicionális irányítást adó természetes szöveti környezet. Harmadrészt, melegvérű gerincesekben eddig nem azonosítottak a korai érhálózat egyes szegmenseinek jelenlétével vagy hiányával korreláló genetikai mutációkat.

Már jelenleg is számos kísérleti terápia tűzi ki céljául az érhálózat növekedésének stimulálását, illetve visszaszorítását. Az érfalakat felépítő sejtek önszervező viselkedésének megértése – elméleti jelentőségén túl – számottevően segítheti ezeket a próbálkozásokat, valamint megkerülhetetlen része a mesterséges szövetek előállítására tett erőfeszítéseknek is. A szeminárium során először röviden összefoglaljuk a folyamatra vonakozó empirikus adatainkat, majd ismertetjük a mintázatképződést magyarázó biofizikai modelleket.

Az előadás anyaga pdf-ben.

2013. november 20.

Leelőssy Ádám

ELTE, Meteorológiai Tanszék

A PyTREX kontinentális skálájú légköri trajektóriamodell fejlesztése és optimalizálása

A PyTREX légköri trajektóriamodell elsődleges célja egy baleseti szennyezőanyag-kibocsátás után a terjedési irányok és a felszínen kialakuló koncentrációk előrejelzése. Baleset esetén a számítási kapacitás és a rendelkezésre álló idő erősen korlátozott, azonban a turbulencia helyes leírásához minél kisebb időlépés, a koncentrációmező pontos becsléséhez pedig a lehető legtöbb egyedi trajektória kiszámítása szükséges. A gyakorlati alkalmazások során a gyorsaság és a pontosság mellett további elvárás a rugalmas, több méretskálán és különböző típusú források mellett is megvalósítható modellezés. Az előadásban bemutatjuk a modell felépítését, a számítási teljesítmény optimalizálásához felhasznált módszereket, valamint néhány múltbeli kibocsátás során kapott eredményeket és a mérésekkel való összevetést.

Az előadás anyaga ppt-ben.

2013. november 27.

Meszéna Géza

ELTE, Biológiai Fizika Tanszék

Fajok eredete és Darwin igaza

Amilyen híres ügy a "fajok eredete" a tudomány berkein kívül is, olyan kevesen tudják, hogy a kívülállók által néha "darwinistának" becézett mainstream tudományosság a 20. század közepén megfontolta és voltaképpen elvetette Darwin elméletét a fajok eredetéről. Ez az előadás arról szól, hogy egyre inkább úgy néz ki: mégis Darwinnak volt igaza.

Elméleti fizikus szempontból a nehézség lényege egy "egyesítési" probléma. Van egy matematikai elmélete az egy populáción belül zajló (szelekció által hajtott) evolúciónak, és egy másik a kölcsönható populációk csatolt dinamikájának. E két leírásmódot nem lehet triviálisan összekapcsolni úgy, hogy reprezentáljon egy olyan evolúciós folyamatot, amely egyetlen populáción belül indul és végeredménye két különálló, egymással kölcsönhatásban létező populáció. Az előadás alapvető tárgya az egyesített elmélet matematikai szerkezete, azaz az evolúciós állapottér topológiája, illetve a fajkeletkezés ilyen alapokon történő modellezése.

A darwinizmus gyerekkorát lezáró "neo-darwinista szintézis" a szemléleti problémát azzal a feltevéssel oldotta fel, hogy a fajképződés folyamatát egy külső hatásnak kell elindítania, amely a populációt kettévágja és közöttük a géncserét megszünteti. Az elmúlt évtizedben azonban igen komoly empirikus tudásanyag halmozódott fel egyrészt ezzel az "allopatrikus" elmélettel szemben, másrészt a szelekció által hajtott fokozatos átmenet darwini képe mellett. Ezzel megszületett az erős empirikus háttere a fajképződés általunk művelt elméletének.

Az előadás anyaga pdf-ben.

2013. december 4.
szerda, 11 óra

Csabai István

ELTE, Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

Adatintenzív genetika

Sok más tudományhoz hasonlóan a biológiában is forradalmi változások következtek be az elmúlt évtizedben. Míg azelőtt az adatok hiánya volt a legfőbb korlátozó tényező, most a modern műszerek által termelt adattömeg jelenti az egyik legnagyobb kihívást. Röviden áttekintem a genetika területén bekövetkezett változásokat és néhány konkrét saját vizsgálatot mutatok be. Végül szeretném azt a nyitott kérdést megvitatni, hogy a fizika kutatási paradigmája mennyiben alkalmazható ennyire komplex rendszerek megértésére.

Az előadás anyaga pptx-ben.

2013. december 11.

Szabó Péter

Szent István Egyetem, Állatorvos-tudományi Kar, Ökológiai Tanszék

A komplexitás evolúciójának ökológiai értelmezése

Az evolúció során kialakult élőlények közt megfigyelhető a morfológiai, fiziológiai és viselkedésbeli összetettség fokozatos növekedése. Ezen komplexitásbeli növekedés különböző szempontok szerinti tárgyalásakor gyakran visszatérő gondolat, hogy a "bonyolult" jobb, mint az "egyszerű" valamilyen értelemben, holott nem létezik olyan elmélet, amely alátámasztana bármiféle természetes szelekcióval magyarázható tendenciát a komplexitás növekedésére. Az élőlények többsége morfológiai, fiziológiai és viselkedésbeli szempontból is viszonylag egyszerűnek tekinthető, és a törzsfejlődés során ezek a formák is fennmaradtak, tehát a fajok közti versengés értelmében nem tekinthetők kevésbé sikeresnek, illetve fejletlenebbnek.

Az előadásban be szeretném mutatni a komplexitás növekedésének ökológiai szempontok szerinti értelmezését. Bemutatásra kerül az úgynevezett MacArthur-modell, amelynek segítségével összefüggésbe hozható a faji populációk fiziológiai, térbeli és időbeli szerkezete, valamint a populációk demográfiai jellemzői, és ezeken keresztül a fajok közti kompetíció kimenetele. A modell fő következtetése, hogy az evolúció jelensége ökológiai szempontból egy mintázatilleszkedési kérdésnek tekinthető, ahol az összeillesztendő mintázatok a forrásoknak és a különböző fajok forrásfelhasználásainak fiziológiai, térbeli és időbeli eloszlásfüggvényei. A különböző fajok ökológiai szerepei e szerint a leírás szerint egy függvénykifejtés bázisfüggvényeinek tekinthetőek, és értelmet nyer egy függvény leírásának hatékonyságáról, illetve a bázisfüggvények evolúciójáról beszélni evolúciós ökológiai értelemben.

Az előadás anyaga pdf-ben.

Kedves Kollégák!

A hagyományoknak megfelelően idén is megrendezzük a karácsonyi minikonferenciát a nativitás jegyében. Az előadók számának megfelelően 15 perces előadásokat tervezünk.

A konferencia időpontja: 2013. december 27, 9.15–13.15, melyet ebéd követ a Hadik kávéházban.

Helye: ELTE Északi tömb 4.52 (Sas Elemér) terem

Minden érdeklődőt szeretettel várunk:

Györgyi Géza és Tél Tamas
szervezők (Rácz Zoltán távollétében)


Nativitás Minikonferencia 2013 Program


9:15-től belépés az épületbe a Kémia portán
9:30 Megnyitó
9:45 Nosztíciusz Zoltán "Ragadós részecskék statisztikus mechanikája"
10:00 Eisler Viktor "Felületi törvény sérülése nemegyensúlyi stacionárius állapotokban"
10:15 Scheuring István: "Diffúzió és kooperáció 1D rácson"
10:30 Szünet
10:45 Meszéna Balázs "AdS/CFT és alkalmazásai"
11:00 Asbóth János "Kvantumos bolyongás topologikus invariánsai szórási mátrixokkal"
11:15 Kómár Péter "Atom órák kvantum hálózata"
11:30 Halász Gábor "Josephson-átmenetek koherens sugárzása"
11:45 Szünet
12:00 Vincze Miklós "Baroklin hullámok, nehézségi hullámok, mikrogravitációs habkísérlet: cottbusi helyzetkép"
12:15 Bódai Tamás "Instabil stacionárius klímák termodinamikája"
12:30 Drótos Gábor "Egyszerű klímadinamikai modellek: snapshot attraktorok, nem-ergodicitás"
12:45 Herein Mátyás "A klíma válasza a CO_2 szint változására, a PlaSim numerikus modelljeiben"
13:00 Zárszó
13:15 Indulás a Hadik kávéházba.

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

Page maintained by Tímea Haszpra --- Haszpra Tímea tartja karban ezt az oldalt.