Statisztikus Fizikai Szemináriumok
Seminars in Statistical Physics

Előadások 2014-ben --- Lectures 2014

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

2014. február 19.

Rácz Zoltán

MTA–ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport

Chile: Az Atacama sivatagtól a Magellán szorosig

Egy utazás képei, itt-ott tanulságokkal az extrém klímákról.

2014. február 26.

Haszpra Tímea

MTA–ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport

A RePLaT modell és alkalmazása légköri szennyeződések terjedésének vizsgálatára (házivédés)

A PhD munka során a jelölt a légköri aeroszol részecskék (pl. vulkani hamu) terjedésének fizikailag is jól értelmezhető leírására kifejlesztette a Real Particle Lagrangian Trajectory (RePLaT) lagrange-i terjedési modellt. A modell más, ismert, valós sűrűségű és méretű részecskék terjedését leíró lagrange-i terjedési modellekkel szemben magában foglalja a turbulens diffúzió hatását és a csapadék általi ülepedést is. A modell újdonsága az egyedi részecskékre vonatkoztatott nedves ülepedés beépítése, amely egy, a csapadékintenzitástól függő véletlen folyamatként van jelen a modellben. Mivel a RePLaT modell egyedi részecskék mozgását követi, alkalmas a sodródás és az ülepedés folyamatának a kaotikus viselkedés szempontjából történő tanulmányozására is.

Meghívó

Az előadás anyaga pdf-ben.

2014. március 5.

Márfy János

ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Látogatás a Ben Gurion University-n: jégkorszakokról a sivatagban

2014 januárjában látogatást tettem a Ben Gurion University of the Negev-ben. Tartózkodásom során elsősorban a glaciális-interglaciális oszcillációk kapcsán felmerülő ún. "Sea Ice Switch" (SIS) mechanizmussal foglalkoztunk, mely a nagyságrendileg 100 ezer éves ciklikus eljegesedéseket az éghajlati rendszer belső dinamikájából eredezteti. Az elmélet eleganciája, hogy a kiváltó okok tisztán belső eredetűek, így az mentes a Föld pályaelemeiben periodikusan bekövetkező változásoktól, a külső eredetű Milankovitch-ciklusoktól. Előadásomban egy átfogó képet szeretnék adni a SIS mechanizmusról és megosztani BGU-n szerzett egyéb tapasztalataimat is.

Az előadás anyaga pdf-ben.

2014. március 12.

Eisler Viktor

ELTE Elméleti Fizikai Tanszék

Felületi törvény sérülése nemegyensúlyi stacionárius állapotokban

Kvantum-soktestrendszerekben a különböző részrendszerek korreláltságának egy gyakran használt mértéke az ún. kölcsönös információ. Egyensúlyi rendszerek esetén nagy általánosságban érvényes a felületi törvény, amely szerint egymással szomszédos részrendszerek kölcsönös információja a közös felülettel arányos. Az előadásban egy egyszerű egydimenziós példán megmutatom, hogy a felületi törvény sérülhet nemegyensúlyi állapotokban.

Az előadás anyaga pdf-ben.

2014. március 19.

Lohner Roland

ATOMKI, Debrecen

Ion–atom ütközések klasszikus és kvázi-klasszikus vizsgálata

Az 1960-as években a klasszikus pályameghatározáson alapuló módszerek reneszánsza kezdődött az atomfizikában. Az újjászületés legfontosabb alapját a számítógépek elterjedése képezte, ami pályák tízezreinek kiszámítását tette lehetővé. A kidolgozott klasszikus és kvázi-klasszikus atommodellek megkapó egyszerűségük ellenére jelentős sikereket értek el. Az előadásban a kedves érdeklődők erre a területre nyerhetnek betekintést. Áttekintjük a terület történetét, a pályameghatározáson alapuló Monte-Carlo módszerek fejlődését. Bemutatásra kerül két, ütközési hatáskeresztmetszetek kiszámítására alkalmazott szimuláció és ezek eredményei. Az első számítás proton és hidrogén atom ütközésére vonatkozik, míg a másodikban proton és hélium atom ütközést vizsgálunk. Az eredményeket összehasonlítjuk korábbi – hasonló szimulációkban nyert – elméleti, illetve kísérleti adatokkal.

Az előadás anyaga pdf-ben.

2014. március 26.

Christof Jung

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

Coupling of an additional degree of freedom to a chaotic system

We add an additional degree of freedom to an already existing chaotic system. In the domain of the corresponding Poincare map there exist 2 dimensional normally hyperbolic invariant manifolds (NHIMs) on which the Poincare map shows how this additional degree of freedom interacts with the other degrees of freedom. The development scenario of this restricted 2 dimensional map under increasing coupling strength is again the universal scenario of the standard map.

2014. április 23.

Nagy Márton

ELTE Atomfizikai Tanszék

Hidrodinamikai modellezés a nehézionfizikában – áttekintés és újabb eredmények

A nehézionfizikai kutatásban a kvarkanyag kollektív tulajdonságait, fázisátalakulását vizsgáljuk. Röviden bemutatom azokat a kísérleti eredményeket, amelyek a nehézion-ütközésekben létrejövő anyag folyadék-jellegét támasztják alá. Áttekintem a hidrodinamikai modellezés módszerét, a relativisztikus hidrodinamikai egyenleteket. Szót ejtek az egzakt megoldások szerepéről, ilyenek kereséséről. Új eredményként ismertetem a nemrégen talált forogva táguló ellipszoidokat leíró megoldásokat, valamint ezek nehézionfizikai fenomenológiai jelentőségét: ezek segítségével meg lehet határozni az ütközésben létrejövő táguló kvarkanyag forgásának mértékét, elfordulásának szögét. Ezzel pedig az időfejlődésnek, az anyag állapotegyenletének új, eddig kísérletileg nem vizsgált vonatkozásai tárulhatnak fel.

Az előadás anyaga pdf-ben.

2014. április 30.

Tőkési Károly

Magyar Tudományos Akadémia, Atommagkutató Intézet, Debrecen

Többszörös szórások atomi ütközésekben – Fermi típusú gyorsítás

Előadásomban az ionizáció egy olyan speciális esetével foglalkozom, amikor ion-atom ütközésekben az ionizáció soklépcsős folyamat eredménye, azaz az elektron többször szóródik a lövedéken és a célatom magján mielőtt szabaddá válik. Az ionizációnak ezt a formáját tekinthetjük úgy, mint egy mikroszkopikus ping-pong játszmát, ahol a labda szerepét az elektron, az ütőkét pedig a lövedék és a célatom játssza.

Ilyen bonyolult, többszörös szórási folyamatok természetesen csak magasabb rendben, célszerűen nemperturbatív elméleti módszerekkel tárgyalhatók. Ilyen például a klasszikus pályájú Monte Carlo (Classical Trajectory Monte Carlo – CTMC) módszer, amely például a háromtest problémát árnyékolt Coulomb potenciálok esetében is igen hatékonyan tudja kezelni.

CTMC módszerrel kiszámoltam az ionizált elektron emissziós szöge és energiája szerinti kétszeresen differenciális hatáskeresztmetszeteket. Eredményeim igen jó egyezésben vannak a kísérleti megfigyelésekkel, a többszörös szórási folyamatok által eredményezett határozott csúcsokat és vállakat is részletesen leírják. Elméleti számításaim alapján megmutatom, hogy ion-atom ütközésekben a céltárgy ionizációját többszörös szórások is okozhatják, sőt a lövedék sebességének csökkenésével a folyamat dominánssá válik.

Előadásomban az utóbbi 10 év fontosabb kutatási eredményeimet fogom összefoglalni ebben a témában. Először kisebb sorozatú szórásokra, háromszoros (lövedék-céltárgy-lövedék), valamint négyszeres (lövedék-céltárgy-lövedék-céltárgy) ütközések elméleti leírására mutatok példát, majd kisebb lövedék energiák esetében 9, 12-szeres ütközésekre is.

Az előadás anyaga pdf-ben.

2014. május 7.
szerda, 11 óra

Szöllősi Gergely

ELTE-MTA “Lendület” Biofizika Kutatócsoport

A fajfa és génfák közös rekonstrukciója

Mára több, mint ezer organizmus teljes genomszekvenciája ismert. Az ezekben rejlő evolúciós információ feltárása és azok hasznosítása, élő, ill. már kihalt organizmusok rendszerszintű tulajdonságainak megértése a kortárs biológia egyik legizgalmasabb kihívása. Bár maguk a genomszekvenciák rendelkezésünkre állnak, a genomevolúció rekonstrukcióját komplikálja a genomokban található egyes gének fragmentált, gyakorta látszólagosan ellentmondásos története.

Az egyes géncsaládok története ugyanis egyedi topológiával és (a szekvenciaváltozás rátáját jellemző) ághosszakkal rendelkező génfával jellemezhető. Az egyedi génfák erdejének összehasonlítása és a bennük rejlő evolúciós történet megértése csak az ezeket a géneket hordozó fajok "történelmének" segítségével lehetséges, ez viszont gyakran ismeretlen. Ahhoz tehát, hogy rekonstruáljuk a fajok történelmét és feltárjuk a gének történetét, szükséges a kettő kapcsolatának explicit modellezése. Ma az az izgalmas helyzet áll fenn, hogy a DNS-szekvenálási technológiák, a számítógépes módszerek és erőforrások, ill. az algoritmikai és matematikai technikák olyan szintre értek, hogy lehetővé teszik a szerveződés szintek közötti összefüggéseinek modellezését.

A közelmúltban ezt a lehetőséget megragadva olyan módszereket fejlesztettünk ki, amelyek a külön-külön kuszának tűnő géntörténetek sokaságát egy, a közös fajfa mentén történő evolúciós folyamatként szemlélik. Több tucat teljes genomszekvencián alapuló adathalmaz segítségével megmutattuk, hogy a fajfa és génfák közös rekonstrukciója drámaian pontosabb génfákat eredményez, mint a géncsaládokat külön-külön kezelő, kizárólag szekvencián alapuló módszerek. Ez azért jelentős felismerés, mert pontosabb génfák segítségével az ősi genomok géntartalmáról is pontosabb képet kapunk és lehetőség nyílik ősi organizmusok rendszerszintű tulajdonságainak, valamint ősi gének közötti interakcióknak a meghatározására.


Szöllősi, Boussau, Abby, Tannier and Daubin PNAS (2012) Phylogenetic modeling of lateral gene transfer reconstructs the pattern and relative timing of speciations

Boussau, Szöllősi, Duret, Gouy, Tannier and Daubin Genome Res. (2013) Genome-scale coestimation of species and gene trees

Szöllősi, Tannier, Lartillot and Daubin Systematic Biology (2013) Lateral Gene Transfer from the Dead

Szöllősi, Rosikiewicz, Boussau, Tannier and Daubin Systematic Biology (2013) Efficient exploration of the space of reconciled gene trees Szöllősi, Tannier, Daubin and Boussau Systematic Biology (2014) The inference of gene trees with species trees

Az előadás anyaga pdf-ben.

2014. május 14.
szerda, 11 óra

Vásárhelyi Gábor

PhD, tudományos munkatárs, ELTE Biológiai Fizika Tanszék

Csoportos viselkedés és automatizált etológia

A modern érzékelő technológiák segítségével egyre több lehetőség nyílik az élőlények viselkedésének automatizált, nagy adatmennyiségen alapuló vizsgálatára. A párhuzamosítható mérő és feldolgozó rendszerek segítségével a csoportos mozgás, csoportos viselkedés kutatása is új irányokat vett, részben építve a statisztikus fizika eszköztárára és módszereire. Előadásomban áttekintjük a csoportos mozgás kutatásának legújabb, modern információs technológiákra épülő fejezeteit, valamint részletesebben bemutatom a tanszéken futó EU ERC COLLMOT projekt néhány kapcsolódó izgalmas kutatását.

Az előadás anyaga pdf-ben.

2014. május 21.

Biró Tamás Sándor

MTA Wigner FK RMI, Nehézion Kutatócsoport

Entrópia-formula fluktuáló hőtartállyal

A hőtartály véges hőkapacitása és a hőmérséklet fluktuációja az ismert kanonikus exponenciális súlyfaktor módosulására vezetnek. Megkívánva egy deformált K(S) entrópiafüggvényen alapuló statisztikus súly függetlenségét az egyrészecske energiától, a K(S)-t meghatározó differenciálegyenletre jutunk. Az entrópia-formulát, K(S) = ∑i pi K(–log pi), ezúton a C teljes hőkapacitás és a hőmérséklet-fluktuációk varianciája paraméterezi. Végtelen nagy variancia esetén egy új, paraméter-mentes entrópia - valószínűség összefüggés bontakozik ki.

Az előadás anyaga pdf-ben.

2014. május 28.

Somfai Ellák

Wigner Fizikai Kutatóközpont, SZFI
Komplex Folyadékok Osztály

Hogyan befolyásolja a részecskék alakja a nyírt szemcsés anyagok sűrűségét?

Nyírási deformációnak kitett szemcsés anyagokban egyszerre jelentkezhet a Reynolds-tágulás, a hely szerinti, valamint az orientációs rendeződés. Az előadásban kísérleti eredményeket mutatok be, melyben összehasonlítjuk hosszúkás, lapított, valamint gömbszerű részecskékből álló szemcsés anyagok viselkedését. Nem gömbszerű részecskék esetén a Reynolds-tágulás az ezzel ellentétes hatású orientációs rendeződéssel jár, amely egy összetett felszíni profilhoz vezet. Monodiszperz gömbök kikristályosodnak a nyírási zónában, viszont ez a rendeződés érzékeny a részecskék alakjára és méreteloszlására.

Download announcement in PDF

2014. június 4.

Farkas Illés

MTA–ELTE Statisztikus és Biológiai Fizika Kutatócsoport

Milyen pontosan mérhető a tudományos cikkek teljesítménye a hivatkozás számok és a kulcsszavak segítségével?

Napjainkban az emberi tevékenység növekvő része gondolkodás és prototípusok előállítása, és folyamatosan csökken a már kigondolt és kipróbált eszközök előállítására fordított emberi munkaidő aránya. Az így előállított érték mérésén alapszik az erőforrások elosztása. Az előadás célja konkrét példák bemutatása a tudást/ismereteket termelő folyamatokban előállított érték mérésére (a tudományos kutatásban), és a módszerek kiterjesztése további hasonló folyamatokra [1].

[1] Szántó-Várnagy Ádám, et al., "Scientometrics: Untangling the topics", http://arxiv.org/abs/1403.2140

Az előadás diái pdf-ben.

2014. június 11.

Sándor Bulcsú

Institut für Theoretische Physik, Goethe Universität, Frankfurt am Main

A rövid távú emlékezet dinamikája

Az agy működésének megértése napjaink legérdekesebb tudományos kérdéseinek egyike. A tág kutatási terület egy kis szeletét a munkamemória tanulmányozása képezi, mely lehetővé teszi az információ rövid ideig tartó tárolását és manipulálását. Működésében fontos szerepet játszhat a rövid távú szinaptikus plaszticitás, melynek lényeges hatása van az agy neurális hálózatainak dinamikájára. Előadásomban röviden ismertetek néhány erre vonatkozó eredményt, majd bemutatok egy általunk javasolt egyszerű modellt, melyet a dinamikai rendszerek módszereivel tanulmányozunk. A kapott bifukációs diagram érdekes értelmezési lehetőségeket nyújt.

Az előadás diái pdf-ben.

2014. június 18.

Robert Thijs Kozma

Department of Mathematics, SUNY Stony Brook

Limiting Behavior of Julia Sets of Perturbed Quadratic Maps

Even the simplest nonlinear function z2 + c gives rise to chaotic dynamics resulting in very intricate mathematical objects such as the Mandelbrot set, and Julia sets. In this talk we first go over some basic properties of the Mandelbrot set, and Julia sets. We then go on to describe novel results on the behavior of Julia sets of certain families of rational maps arising from z2 + c by adding a small perturbation term λ/z2 and taking the limit as λ → 0. We will see that for certain c values the resulting Julia sets have some astonishing geometric and topological properties. Using symbolic dynamics and Cantor necklaces, we prove that as λ → 0, the Julia for this family set evolves into a space-filling fractal curve.

Az előadás diái pdf-ben.

2014. június 25.

Palla Gergely

MTA–ELTE Statisztikus és Biológiai Fizika Kutatócsoport

Hierarchikusan címkézett hálózatok és címke hierarchiák

A természetben gyakran fordulnak elő hierarchikusan szerveződő rendszerek, a gén regulációs hálózatoktól kezdve különféle csoportos állatok viselkedésén keresztül egészen a társadalmi kapcsolatok hálózatáig. Annak megállapítása, mérése, hogy egy hálózat mennyire hierarchikus egy nemtriviális feladat, hiszen a kapcsolatok sok esetben nem követik szorosan a csúcsok hierarchiáját. Egy szorosan kapcsolódó, szintén nagyon érdekes problémakört nyújtanak azok a rendszerek, melyeknél maga a hálózat nem hierarchikus, viszont a csúcsokhoz társított címkék (kulcsszavak, annotációk, stb.) egy hierarchiába szerveződnek. Az előadás bevezető részében áttekintő jelleggel vázolunk néhány hálózati hierarchia mértéket, majd rátérünk a hierarchikusan címkézett hálózatok statisztikus tulajdonságainak vizsgálatára. Végül bemutatásra kerül egy hierarchia visszafejtő keretrendszer, mely a hálózati struktúra alapján próbálja megtalálni a hálózathoz legjobban illeszkedő hierarchiát.

Az előadás diái pdf-ben.

2014. július 2.

Drótos Gábor

MTA–ELTE Elméleti Fizika Kutatócsoport

Az Alpine Summer School tanulságai

Beszámoló a 2014. június 9–18. között Valsavarenche-ben (Olaszország) megrendezett Alpine Summer School – Dynamics, Stochastics and Predictability of the Climate System (http://www.to.isac.cnr.it/aosta/) tanulságairól.

2014. július 9.

Czégel Dániel

végzős ELTE BSc fizikus hallgató

Hierarchia mérése komplex hálózatokban

Hogyan alakul ki spontán módon hierarchikus szerveződés a természetben, illetve a társadalomban? Ahhoz, hogy ezt a kérdést vizsgálni tudjuk matematikai modellek segítségével, először is szükség van arra, hogy meg tudjuk mérni a hierarchia mértékét a vizsgált rendszerekben. Előadásomban bemutatok egy általános eljárást olyan irányított hálózatokon értelmezett hierarchiamértékek létrehozására, melyek megfelelnek néhány természetes kritériumnak. Két konkrét mértéket is bemutatok, amelyek az előző általános eljárás speciális esetei, és összehasonlítom őket az irodalomban megtalálható korábban definiált mértékekkel.

Az előadás diái a prezi.com-on.

2014. július 16.

György Korniss

Department of Physics, Applied Physics, and Astronomy
Rensselaer Polytechnic Institute

The Impact of Time Delays on Network Synchronization and Coordination in a Noisy Environment

Coordinating, distributing, and balancing resources in networks is a complex task and it is very sensitive to time delays. To understand and manage the collective response in these coupled interacting systems, one must understand the interplay of stochastic effects, network connections, and time delays. In synchronization and coordination problems in coupled interacting systems individual units attempt to adjust their local state variables (e.g., pace, orientation, load) in a decentralized fashion. They interact or communicate only with their local neighbors in the network, often with explicit or implicit intention to improve global performance. Applications of the corresponding models range from physics, biology, computer science to control theory.

I will discuss the effects of nonzero time delays in stochastic synchronization problems with linear couplings in an arbitrary network. Further, by constructing the scaling theory of the underlying fluctuations, we establish the absolute limit of synchronization efficiency in a noisy environment with uniform time delays, i.e., the minimum attainable value of the width of the synchronization landscape [1,2]. These results have also strong implications for optimization and trade-offs in network synchronization with delays.

Supported in part by DTRA, NSF, ARL, and ONR.
[1] D. Hunt, G. Korniss, and B.K. Szymanski, Phys. Rev. Lett. 105, 068701 (2010);
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.105.068701
[2] D. Hunt, B.K. Szymanski, G. Korniss, Phys. Rev. E 86, 056114 (2012);
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.86.056114

Download the slides of the talk in pdf.

2014. szeptember 17.

Drótos Gábor

MTA–ELTE Elméleti Fizika Kutatócsoport

Az Alpine Summer School tanulságai 2.

A július 2-i beszámoló folytatása a 2014. június 9–18. között Valsavarenche-ben (Olaszország) megrendezett Alpine Summer School – Dynamics, Stochastics and Predictability of the Climate System (http://www.to.isac.cnr.it/aosta/) tanulságairól.

2014. szeptember 24.

Ksenia Guseva, Ulrike Feudel

Theoretical Physics/Complex Systems, ICBM, University of Oldenburg, 26129 Oldenburg, Germany

Aggregation and fragmentation processes in synthetic turbulent flow

We analyze the aggregation-fragmentation dynamics of inertial particles in a synthetic turbulent flow. This flow is able to reproduce some of the properties of homogeneous isotropic turbulence at the dissipative scale. We consider that aggregation events happen under particle collision, whether fragmentation occurs due to shear forces exerted on the particle by the flow field. We investigate how the time scales of the flow and of the aggregation/fragmentation events can influence the size distribution of aggregates at the steady state.

Download the slides of the talk in pdf.

2014. október 1.

Kunihiko Kaneko

Research Center for Complex Systems Biology, University of Tokyo, Komaba

Dynamical Systems with Time-scale Interference for a Theory of Biological Plasticity and Robustness

Biological dynamical systems both have plasticity to adapt novel environments and robustness to keep their internal state. I will discuss dynamical-systems approaches to deal with the plasticity and robustness, stressing the importance of interference between modes with distinct time scales. The topics will cover.
(i) Autonomous regulation of time scales by enzyme-limited competition, leading to epigenetic memory and biological homeostasis.
(ii) Autonomous switching of quasistationary state in dynamical systems consisting of slow and fast variables
(iii) Self-consistent bifurcation in coupled dynamical systems resulting in cell differentiation from a stem cell

Reference:
Kaneko K., Life: An Introduction to Complex Systems Biology, Springer (2006)
Hatakeyama T.S., and Kaneko K. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 109 (2012) 8109, PLoS Comp Biol. 10: e1003784(2014)
Aoki H. and Kaneko K., Phys. Rev. Lett., 111, 144102 (2013)
Furusawa C. and Kaneko K., A Dynamical-Systems View of Stem Cell Biology, Science 338 (2012) 215-217

2014. október 22.

György Tegze

MTA Wigner Research Centre for Physics

Fully resolved simulation (FRS) of finite size particles in convecting fluids

We briefly review methods available for FRS of particle laden flows; including specific features, applicability and computational efficiency. The fictitious domain method for immersed rigid bodies [1], and our multi-grid solution technique for the incompressible Navier-Stokes will be discussed in detail. We show the key ideas of algorithm optimizations specific to many-core hardware (i.e. graphics processors) and modern parallel programming paradigms. Finally, we analyze not so dilute particle laden flows in a lid-driven cavity for various Reynolds numbers and particle Reynolds numbers.

[1] Apte, SV, Martin, M, Patankar NA, A numerical method for fully resolved simulation (FRS) of rigid particle-flow interactions in complex flows, JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 228 (8): 2712-2738 MAY 1 2009.

Download the slides of the talk in pdf.

2014. november 3–5.

Yosef Ashkenazy

Ben-Gurion University of the Negev, Israel

Deep ocean dynamics under present and past climate conditions

Oceans in general and the deep ocean in particular play an important role in the climate system through various mechanisms on many temporal and spatial scales. During the three lectures we will review and explore the mechanisms associated with deep ocean dynamics at different time periods of Earth history. We will start by describing classical theories for the thermohaline circulation and will then show the effect of winds on this circulation and its relation to millennium time scale oceanic variability. We then will explore ocean dynamics under complete ice cover, mimicking the most drastic climate events in Earth history, the Snowball Earth glaciations. We will then present the effect of wind stress variability on deep ocean dynamics. Detailed description and relevant publications related to each of the topics described above is followed.

1) A wind-induced thermohaline circulation hysteresis and millennial variability regimes
Monday 3 November, 12:00, room 7.59 of the Northern Block

The multiple equilibria of the thermohaline circulation (THC: used here in the sense of the meridional overturning circulation) as function of the surface freshwater flux has been studied intensively following a Stommel paper from 1961. It is shown here that multistability and hysteresis of the THC also exist when the wind stress amplitude is varied as a control parameter. Both the Massachusetts Institute of Technology ocean general circulation model (MITgcm) and a simple three-box model are used to study and explain different dynamical regimes of the THC and THC variability as a function of the wind stress amplitude. Starting with active winds and a thermally dominant thermohaline circulation state, the wind stress amplitude is slowly reduced to zero over a time period of 40 000 yr (40 kyr) and then increased again to its initial value over another 40 kyr. It is found that during the decreasing wind stress phase, the THC remains thermally dominant until very low wind stress amplitude at which pronounced Dansgaard–Oeschger-like THC relaxation oscillations are initiated. However, while the wind stress amplitude is increased, these relaxation oscillations are present up to significantly larger wind stress amplitude. The results of this study thus suggest that under the same wind stress amplitude, the THC can be either in a stable thermally dominant state or in a pronounced relaxation oscillations state. The simple box model analysis suggests that the observed hysteresis is due to the combination of the Stommel hysteresis and the Winton and Sarachik “deep decoupling” oscillations.

2) Dynamics of a Snowball Earth ocean
Tuesday 4 November, 14:00, room 4.52 ("Sas Elemér") of the Northern Block

Geological evidence suggests that marine ice extended to the Equator at least twice during the Neoproterozoic era (about 750 to 635 million years ago), inspiring the Snowball Earth hypothesis that the Earth was globally ice-covered. In a possible Snowball Earth climate, ocean circulation and mixing processes would have set the melting and freezing rates that determine ice thickness, would have influenced the survival of photosynthetic life, and may provide important constraints for the interpretation of geo-chemical and sedimentological observations. Here we show that in a Snowball Earth, the ocean would have been well mixed and characterized by a dynamic circulation, with vigorous equatorial meridional overturning circulation, zonal equatorial jets, a well developed eddy field, strong coastal upwelling and convective mixing. This is in contrast to the sluggish ocean often expected in a Snowball Earth scenario owing to the insulation of the ocean from atmospheric forcing by the thick ice cover. As a result of vigorous convective mixing, the ocean temperature, salinity and density were either uniform in the vertical direction or weakly stratified in a few locations. Our results are based on a model that couples ice flow and ocean circulation, and is driven by a weak geothermal heat flux under a global ice cover about a kilometre thick. Compared with the modern ocean, the Snowball Earth ocean had far larger vertical mixing rates, and comparable horizontal mixing by ocean eddies. The strong circulation and coastal upwelling resulted in melting rates near continents as much as ten times larger than previously estimated.

3) Energy transfer of surface wind induced currents to the deep ocean via resonance with the Coriolis force
Wednesday 5 November, 11:00, room 2.54 ("Novobátzky Károly") of the Northern Block

There are two main comparable sources of the energy of the deep ocean—winds and tides. There are various mechanisms for the indirect transformation of surface winds into the deep ocean. Here we show, using oceanic GCM, that the wind directly supply energy down to the bottom of the ocean when it is stochastic or when it is periodic with a frequency that is equal to the Coriolis frequency. Basically, under such conditions one of the wind components resonates with the Coriolis frequency. Using the finite depth Ekman layer model we show that when the wind stress is purely periodic with a frequency that is equal to the Coriolis frequency, the surface current speed is proportional do the depth of the ocean, the current speed decreases linearly with depth, and the total kinetic energy is proportional to the cube of the depth of the ocean. When the wind stress is stochastic, the second moment of the surface current speed increases logarithmically as a function of depth, the current speed decreases linearly with depth in the deep ocean, and the total kinetic energy is proportional to the depth of the ocean. Our results suggest that (i) the wind contribution to the energy of the deep ocean may be significantly larger than that of tides and that (ii) the seminal, infinitely deep, depth depended Ekman layer model is ill-defined when forced by stochastic (or periodic with a frequency that is equal to the Coriolis frequency) wind unless a friction term is added.

2014. november 19.

Horváth Dezső

MTA Wigner FK, Budapest és Atomki, Debrecen

A Higgs-bozon keresése: a kizárás és felfedezés statisztikus kalandja

A részecskefizika elmélete, a standard modell feltételezi egy furcsa részecske, a Higgs-bozon létezését. Megfigyelésére 40 éve törekszünk, és végre a CERN-ben két óriási együttműködésnek ez sikerült. Az előadásban áttekintem azokat a statisztikus módszereket, amelyek segítségével a LEP ütköztetőnél kizártuk, az LHC-nál pedig megfigyeltük a Higgs-bozont.

Az előadás diái az előadó honlapján.

2014. november 26. és december 3.

Barna Imre Ferenc

Wigner Kutatóközpont, Plazmafizikai Osztály

Különféle többdimenziós viszkózus hidrodinamikai egyenletek önhasonló megoldásai

Előadásom bevezetőjében elmagyarázom az önhasonló megoldások szemléletes fizikai jelentését. Ezek után a viszkózus hidrodinamikai egyenleteket osztályozom, összenyomhatóság, összenyomhatatlanság, Newtoni illetve nem-Newtoni jelleg szerint. Végül alkalmazom rájuk a két illetve három dimenziós önhasonló Ansatz-ot. A megoldásokat egymással is összehasonlítom illetve diszkutálom. Előadásom végén megemlítem további hasonló jellegű de nem hidrodinamikai munkáimat.


Három releváns publikáció:
1) I.F. Barna "Self-similar solutions of the three dimensional Navier-Stokes equation" Communication in Theoretical Physics 56, (2011) 745
2) I.F. Barna, L. Matyas "Analytic solutions for the three dimensional compressible Navier-Stokes equation" Fluid. Dyn. Res. 46, (2014) 055508
3) I.F. Barna and G. Bognar "Self-similar analytic solution of the two dimensional Navier-Stokes equation with a non-Newtonian type of viscosity" http://arxiv.org/abs/1410.1303

2014. december 10.

Tóth Gábor

ELTE TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

Kétdimenziós turbulens áramlás szimulációja rács Boltzmann módszerrel

Kvázi-kétdimenziós áramlások gyakran alakulhatnak ki sekély folyadékokban, forgatott, illetve sűrűség rétegezett közegekben. A megfigyelések és mérésekkel történő összehasonlítások alapján ezek leírásának nagyon jó közelítését adják a kétdimenziós (síkbeli) áramlások, ahol a sebességvektorok két komponenssel rendelkeznek.

Munkánk során rács Boltzmann módszert (LBM) alkalmaztunk kétdimenziós turbulens áramlások modellezésére. A rács Boltzmann módszer újdonsága, hogy az áramlási tér minden egyes térfogatelemében diszkretizált (kvantált) eloszlásfüggvényekkel írjuk le az áramlást. Az áramlási térre így felírt közelítő matematikai modell jól használható különböző áramlások modellezésére. Az előadás során rövid elméleti összefoglalót próbálunk adni az LBM elméleti hátteréről és saját szimulációs eredményeinkről. Elõször röviden összefoglaljuk, hogy hogyan épül a módszer a Boltzmann-egyenletre, illetve, hogy hogyan kapható meg a Navier-Stokes egyenlet másodrendű közelítése.

A szimulációkat merev fallal határolt, zárt terekben futtattuk. A központi kérdés, mellyel foglalkoztunk a kiértékelések során, hogy milyen hatással van a fal és az örvények kölcsönhatása az áramlás időbeli fejlődésére. Amennyiben minden fizikai paramétert és kezdőfeltételt azonosan állítunk be, hogyan függ az áramlás időbeli lefolyása az áramlási tér geometriájától? Hogyan függenek olyan makroszkopikus mennyiségek, mint pl. a teljes kinetikus energia és ensztrófia, a falak minőségétől, azaz pl. a falak érdességétől? Mennyiben befolyásolja a fal érdessége az áramlást, közelebbről nézve az örvények és a fal kölcsönhatását? Hogyan is lehet pontosan definiálni, hogy mit értünk a fal érdességén?

Az előadás végén az eddig talált eredményeink feltételezhető környezeti relevanciáját mutatnánk meg. Az interneten egy szabadon hozzáférhető, több évtizedet átölelő tengeráramlási sebességtér adatbázisát elemeztük az USA nyugati partjánál. Bár az eltérés a szimulált és valós rendszerek között jelentős (teljesen más gerjesztések, kezdő és peremfeltételek, stb.), ennek ellenére felfedezni véljük a szimulációs eredményeinkből látható örvényleválási effektus természetbeli előfordulását.

2014. december 17.

Horváth Dezső

MTA Wigner FK, Budapest és Atomki, Debrecen

A Higgs-bozon keresése: a kizárás és felfedezés statisztikus kalandja II.

A részecskefizika elmélete, a standard modell feltételezi egy furcsa részecske, a Higgs-bozon létezését. Megfigyelésére 40 éve törekszünk, és végre a CERN-ben két óriási együttműködésnek ez sikerült. Az előadásban áttekintem azokat a statisztikus módszereket, amelyek segítségével a LEP ütköztetőnél kizártuk, az LHC-nál pedig megfigyeltük a Higgs-bozont.

ÜNNEPI STATISZTIKUS FIZIKAI SZEMINÁRIUM

2014. december 29.
hétfő, 9:50
ELTE Lágymányos, A épület ("északi tömb")
2.54-es szoba

Az épület zárva lesz, úgyhogy egy kicsit előbb gyertek a Főportához (a villamosmegállóhoz legközelebbi bejárat), s hívjátok az 1-372-2516, vagy a 06-20-486-9234 számot (Rácz Zoltán), s lemegyünk értetek.

Előadások: 10-12 perc + 3-5 perc diszkusszió

10:00
Eisler Viktor(MTA-ELTE)
Entanglement negativity far from equilibrium
10:15
Kómár Péter (Harvard U.)
Összefont kollektív Rydberg gerjesztések
10:30
Halász Gábor (Oxford U.)
Topológiai rendezettség észlelése egyszerűsített összefonódottság-mérték segítségével
10:45
Asbóth János (MTA Wigner FK SzFI)
Topologikusan védett állapotok: A kvantumos Hall-effektustól a kvantumos bolyongásig
11:00
Meszéna Balázs (Leiden U.)
Kvantum kritikus fermionok térelmélete
11:15-11:35
Szünet, kávé, beigli :)
11:35
Haszpra Tímea (MTA-ELTE)
Topológikus entrópia: A szabad légkör állapotának egy Lagrange-i mérőszáma
11:50
Vincze Miklós (MTA-ELTE és Brandenburg UT)
Önfenntartó palacsintaörvények és belső hullámok rétegzett folyadékokban
12:05
Bódai Tamás (Hamburg U.)
"Heavy-tailed" extrémek előrejelezhetősége
12:20
Ódor Gergely (MIT)
Agyhálózat feltérképezése az MIT-n és modellezése Budapesten
12:35
Rácz Miklós (UC Berkeley)
From trees to seeds: On the inference of the seed from large random trees
13:30
Ebéd és délutáni diszkusszió a Kis Borostyánban (XI.ker. Lágymányosi utca 13).

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.