Statisztikus Fizikai Szemináriumok
Seminars in Statistical Physics

Előadások 2016-ban --- Lectures 2016

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 aktuális

29th March 2017

Mátyás Herein

MTA-ELTE Theoretical Physics Research Group

A new method for ENSO teleconnection analysis

Probably the most important teleconnection phenomenon is the El Niño-Southern Oscillation (ENSO), which is a naturally occurring fluctuation that originates in the tropical Pacific region and affects ecosystems, agriculture, freshwater supplies, hurricanes and other severe weather events worldwide. The most crucial and open question that has challenged scientists for decades is how the ENSO will change due to a changing climate. With the help of the snapshot method and using the data of the state of the art climate model, the Community Earth System Model (CESM) we can first investigate the dynamics of the ENSO in a mathematically totally supported way. The new results could shed more light on such hot topics like the teleconnection between the ENSO and the Indian monsoon. Az El Niño–Déli Oszcilláció (El Niño–Southern Oscillation; ENSO) a legfontosabb, távkapcsolatot mutató jelenségek egyike, amiatt is, mivel hatással van a globális időjárásra. A klímatudomány egyik, máig nem tisztázott kérdése, miként befolyásolja az ENSO dinamikáját a klímaváltozás. Klímaváltozás során az egy trajektória mentén kiértékelt hosszú idejű időátlagok nem relevánsak, hiszen a rendszer paraméterei folyamatosan változnak időben, a folyamat a külső hajtásnak (pl. üvegházgázoknak) köszönhetően erősen időfüggő. Ilyen esetben a klímarendszer dinamikáját matematikailag a snapshot (pillanatkép) attraktor írja le, mely azután érvényes, hogy a kezdeti feltételeket a rendszer már elfelejtette. A snapshot kép alapján és egy élvonalbeli klímamodell (Community Earth System Model Large Ensemble; CESM-LE) segítségével elsőként vizsgáltuk sokaságképben, a klímaváltozásnak az ENSO jelenségre gyakorolt hatását. Fő célunk annak megértése, miként reagálnak az ENSO távkapcsolatai a megváltozó klímára.

Download announcement in PDF

12th April 2017

Sándor Bulcsú

Institute for Theoretical Physics, Goethe University

A dynamical systems approach to robotics: the role of attractors in locomotion

The ultimate goal in robotic locomotion is designing and constructing robots which are able to navigate and transport themselves autonomously from place to place. Robots, situated in an environment, need hence to interact with the external world via their own body and incorporate the feedback in a closed-loop control scheme. Following the recently emerged "robophysics" approach to locomotion, we investigate simple rolling robots within the LPZRobots simulation environment. The "brain" of the considered robots consists of a single, respectively three propriceptual neurons, receiving sensory information only about the position of the actuators. The proposed minimal control mechanism allows for a self-organized generation of motion patterns as stable limit cycles or chaotic attractors in the overarching phase space of the brain, body, and environment. The interactions with obstacles or other agents can hence be interpreted, in terms of dynamical systems theory, as switching between coexisting attractors or attractor ruins. We argue that this dynamical systems approach may contribute both to the general understanding of locomotion and to the design of learnable autonomous agents.

Download announcement in PDF

2017 május 3.

Kormos Márton

MTA-BME "Lendület" Statisztikus Térelmélet Kutatócsoport

Termalizáció kvantumrendszerekben I.

Relaxáció és termalizáció zárt kvantumrendszerekben, avagy tiszta állapotok statisztikus fizikája

Az előadásban azt a kérdést igyekszem körbejárni, hogy mi történik, ha egy kvantumos rendszert kitérítünk egyensúlyából, majd magára hagyjuk. Vajon mindenképpen egyensúlyba kerül? Ha igen, az egyensúlyi állapot termális valamilyen értelemben? Mennyi idő alatt zajlik le mindez? Ezekre a kérdésekre adott válaszok a statisztikus fizika kvantummechanikán, sőt tiszta állapotokon alapuló felépítéséhez vezethetnek.

Slides of the lecture

Az előadás diái

2017. május 17.

Zimborás Zoltán

Wigner Fizikai Kutatóközpont

Termalizáció kvantumrendszerekben II.

Kvantuminformáció-elméleti eredmények

Az utóbbi években a termodinamika (és ezen belül a termalizáció) kvantuminformáció-elméleti vonatkozásainak vizsgálatából egy intenzíven kutatott tudományterület alakult ki. Az előadásom célja, hogy áttekintést adjak ezen a területen felhalmozódott legfontosabb ismeretekről. Bemutatom a termodinamika második és harmadik főtételének új megfogalmazásait, és felvázolom ezek levezetéseit. A végén körbejárom, hogy a nyílt rendszerek elméletéből milyen megszorításokat kaphatunk a Neumann-elvű kvantumszámítógép hatékonyságára.

Slides of the lecture

Az előadás diái

2017 május 24.

Pozsgay Balázs

MTA-BME "Lendület" Statisztikus Térelmélet Kutatócsoport

Termalizáció kvantumrendszerekben III.

Integrálható rendszerek

Az előadássorozat harmadik részében megvizsgáljuk, hogy az integrálható elméletekben milyen stacionárius állapotok alakulhatnak ki egy nemegyensúlyi időfejlődés után. Ezek az elméletek végtelen sok megmaradó mennyiséggel rendelkeznek, melyek megszorítást jelentenek a megvalósuló dinamikára vonatkozóan, s általában meggátolják, hogy a hagyományos Gibbs-sokaság által leírt állapotok valósuljanak meg. Ezzel ellentétben az összes töltést tartalmazó általánosított Gibbs-sokaság (GGE) már helyes leírást ad. A kölcsönható XXZ spinlánc példáját véve megvizsgáljuk, hogy milyen töltésekről van szó, mit jelent az, hogy végtelen sok töltést kell figyelembe venni a GGE-ben, illetve hogy mik a konstrukció lokalitási tulajdonságai. A vizsgálódások során a globális kvencsekre szorítkozunk, vagyis amikor az időfejlődést egy másik eltolás-invariáns Hamilton-operátor alapállapotából indítjuk.

Slides of the lecture

Az előadás diái

Extraordinary Seminar

ELTE TTK Northern Building 0.87

June 12th 2017

Michael Ghil

Ecole Normale Supérieure, Paris, and University of California, Los Angeles

The Physics of Climate Sensitivity:

A Tale of Deterministic and Stochastic Dynamical Systems

The climate system is a nonlinear, heterogeneous and complex physical system that exhibits variability on many scales of time and space. Its dynamical behavior results from a plethora of physical, chemical and biological processes. Hence, it is typically studied across a hierarchy of models, from low- dimensional systems of ordinary differential equations to infinite- dimensional systems of partial and functional differential equations. The theory of differentiable dynamical systems (DDS) has provided a road map for climbing this hierarchy and for comparing theoretical results with observations.

The climate system is also subject to time-dependent forcing, both natural and anthropogenic, e.g. solar luminosity variations, volcanic eruptions and changing greenhouse gas concentrations. Hence increased attention has been paid recently to applications of the theory of non-autonomous and random dynamical systems in order to describe the way that this complex system changes on time scales comparable to a human lifetime and longer. This talk will review the road from the classical applications of DDS theory to low-dimensional climate models with no explicit time dependence to current efforts at applying non-autonomous and random dynamical systems theory to high-end climate models governed by partial and functional differential equations, deterministic as well as stochastic.

Reference

M. Ghil, 2017: The wind-driven ocean circulation: Applying dynamical systems theory to a climate problem, Discr. Cont. Dyn. Syst. A, 37(1), 189-228

ELTE TTK Northern Building 2.54

June 14th 2017

Gábor Drótos

Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (CSIC-UIB), Palma de Mallorca, Spain

Non-inertial mechanisms for clustering of settling particles

The density of settling particles accumulated on the bottom surface of an incompressible fluid often exhibits inhomogeneities (i.e., clustering), which is usually supposed to be related with inertial effects. Earlier work [1] has shown, however, that inertial effects are negligible in the parameter range of settling biogenic particles in relevant ocean flows, and that clustering nevertheless occurs for such particles. Here we describe the two different non-inertial mechanisms leading to clustering. One mechanism is dynamical: the density varies within sheets of dimension lower than that of the embedding fluid during the time evolution of these sheets, since incompressibility holds only for the full-dimension volume element. The other mechanism is a simple projection of the densities within such moving sheets onto the bottom surface. Clustering occurs when these sheets are inhomogeneously tilted with respect to the bottom surface, and their non-vertical velocity also needs to be taken into account during the projection. Foldings of the sheets and corresponding caustics play a special role. We systematically explore the importance of the two mechanisms in numerical examples between limiting cases of the relevant parameters, and point out several nontrivialities.

Reference

P. Monroy, E. Hernández-García, V. Rossi, and C. López, Modeling the dynamical sinking of biogenic particles in oceanic flow. Nonlinear Processes in Geophysics Discussions, dx.doi.org/10.5194/npg-2016-78 (2016).

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2017. június 21.

Kovács Tamás

ELTE TTK Elméleti Fizika Tanszék

Társas tanulás a gyakorlatban

A tudás tapasztalati úton való megszerzése kutatóknál magától értetődő folyamat. Ezzel szemben nagy általánosságban a tanórákon egyirányú az információáramlás. A hagyományos frontális oktatás mellett a tanároknak számos alternatív lehetőségük van a diákok/hallgatók figyelmének fenntartására, ismereteik bővítésére. Az 1990-es években a Harvardon életre hívott ,,társas tanulás'' módszerének a lényege, hogy a tanár előadói szerepének csökkentésével, a diákok megfelelő keretek között egymást meggyőzve sajátítják el a tananyagot. Előadásomban részletesen tárgyalom a módszer alpjait, általam adaptált gyakorlati megvalósítását, elvi és technikai hátterét.

Az előadás diái

Összefoglaló a módszerről

Extraordinary Seminar

ELTE TTK Northern Building 1.125

10:00, June 26th 2017

László B. Kish

Department of Electrical and Computer Engineering, Texas A&M University

Facts and myths about zero-point thermal noise and Information entropy versus thermal entropy

- The existence of non-zero Johnson noise when approaching zero temperature has been debated many times, yet it is almost generally accepted. We point our that the acceptance of non-zero zero-point noise leads to perpetual motion machines that violates the Second Law of Thermodynamics. The Fluctuation- Dissipation Theorem for voltage/current noise is unacceptable in its present form in the quantum limit and the correct theoretical result must depend on the particular type of noise measurement system.

- Information entropy and thermal entropy are apples and oranges and they do not generally obey Brillouin's principle and never satisfy Landauer's erasure dissipation principle for memories.

References

L.B. Kish, G.A. Niklasson, C.G Granqvist, "Zero-point term and quantum effects in the Johnson noise of resistors: A critical appraisal", J. Stat. Mech. 2016 (2016) 054006.

L.B. Kish, G.A. Niklasson, C.G. Granqvist, "Zero thermal noise in resistors at zero temperature", Fluct. Noise. Lett. 15 (2016) 1640001.

L.B. Kish, D.K. Ferry, "Information entropy and thermal entropy: apples and oranges", arXiv:1706.01459

Slides of the lecture

ELTE TTK Northern Building 2.54

11:00, June 28th 2017

Jie Yu

Department of Civil Engineering and School of Marine and Atmospheric Sciences, Stony Brook University

Wave-topography interaction: linear yet nonlinear

In this talk, I will present the recent advancements of the exact Floquet theory for linear water waves over a periodic bed of arbitrary shape and amplitude. Gravity and capillary-gravity surface waves in one layer fluids, and interfacial/internal waves in two-layer fluids are all considered. The theory is valid for both non-resonant and Bragg resonant frequencies, though the latter are forbidden in unconfined open domains. Over a periodic bed, the free waves are either propagating or standing, and their waveforms are either spatially periodic or spatially modulating (quasi periodic), depending on the frequency. The waveform geometry becomes frequency-dependent and is affected by surface tension. Despite the linear dynamics of fluid motions, these waves have features that are reminiscent of nonlinear waveforms, e.g. the modulation in space-time, asymmetric wave profiles and protuberant wave crests. This is due to the non-uniformity in the oscillation intensity and can be explained by the generation of spatial harmonics in wave-topography interaction. Comparisons with experimental observations are shown. Various applications are discussed.

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2017. július 11, kedd, 11:00

Csabai István

ELTE TTK, Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

Gyorsulva táguló Univerzum sötét energia nélkül

Az Univerzum tágulását az Einstein-egyenletek írják le. Az egyenletek nem oldhatóak meg egzaktul tetszőleges általános esetre, így közelítéseket kell alkalmazni. Az általánosan használt modell szerint nagy skálákon az Univerzumot homogénnek és izotrópnak tekintik, a galaxisfelmérések által egyértelműen kimutatott inhomogenitásokat elhanyagolva. Ezzel az egyszerűsítéssel létezik egzakt matematikai megoldás, az úgynevezett Friedmann-egyenlet, mely leírja, hogy az idő függvényében hogyan tágul a tér. Ez az egyszerűsített kozmológiai modell nagyrészt meg is egyezett a csillagászati megfigyelésekkel, de a 2011-ben Nobel-díjjal jutalmazott felfedezés alapján, szupernóvák észleléséből kiderült, hogy az Univerzum tágulása gyorsul. A kozmológiai standard modell keretében ez csak úgy volt magyarázható, ha bevezettek egy úgynevezett sötét energiát, ami az univerzum jelenlegi teljes energiaháztartásának mintegy 70%-át kiteszi. A sötét energiának a földi laboratóriumokban semmi nyomát nem találták, és mibenlétét a fizika mai elméletei nem tudják még közelítőleg sem megmagyarázni. A Monthly Notices of Royal Astronomical Society-ben nemrég megjelent tanulmányunkban egy olyan megközelítést javaslunk, melyben figyelembe vesszük a lokális inhomogenitások hatását, és nagyobb skálákon a sűrűség direkt átlagolása helyett a lokális tágulások átlagával számolunk. A módosítás sötét energia tag bevezetése nélkül is olyan gyorsuló tágulást eredményez, ami a megfigyelésekkel összhangban van, bizonyos esetekben még pontosabban, mint a standard modell.

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 2015 2016 2017

Page maintained by Norbert Barankai --- Barankai Norbert tartja karban ezt az oldalt.