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 2018 aktuális

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. február 13., szerda, 11:00

János Asbóth

Wigner SZFI

Kitaev's Toric Code Model: Topological Quantum Excitations and how they hide Quantum Information

I will give an elementary introduction to Kitaev's Toric Code model [1], which forms the basis of the "surface code" version of topological quantum computing [2] that IBM, Google, and Rigetti are trying to implement. The Toric Code is an exactly solvable Hamiltonian for spin-1/2's living on edges of a planar graph, with n-body-interactions between spins that share a plaquette or a vertex. The interaction terms all commute, and so can be interpreted as counting the number (mod 2) of elementary excitations on each plaquette and at each vertex. These excitations can be created, moved, and fused, by acting on the state of the system with unitary operators. The excitations are topological similarly to vortices in superfluids: they can be created and destroyed only pairwise in the bulk, but can be "brought in" or "pushed out" at suitable boundaries of the planar graph. In this sense, boundaries of holes can store topological excitations at no energy cost, which ensures topological degeneracy of the ground state, and can be used to hide and - to a certain extent - manipulate quantum bits.

[1]: Alexei Kitaev, Chris Laumann: Topological phases and quantum computation, Les Houches lecture notes, arXiv:0904.2771

[2]: Fowler et al: Surface codes: Towards practical large-scale quantum computation, Phys. Rev. A 86, 032324 (2012)

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. február 20., szerda, 11:00

Zsolt Szép

MTA-ELTE Theoretical Physics Research Group

Thermodynamics of the O(4) model from the Φ-derivable approximation

We investigate the effects of higher order truncations of the two-particle irreducible (2PI) action on the equilibrium FFT-based numerical solution of the model and the description of the phase transition. We find that the two-loop level truncation represents an improvement over the Hartree-Fock truncation, but at the next level of the truncation, the solution to the coupled propagator and field equations is lost in some temperature range. This feature is a result of the IR sensitivity of the propagator equation and makes impossible the direct determination of the critical temperature in the chiral limit. Vertex resummation provided by the 1/N expansion to next to leading order in the 2PI effective action tames this problem to some degree. At NLO in the 2PI–1/N expansion we determine the critical exponents and the universal scaling function and compare them with their lattice counterparts.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. február 13., szerda, 14:15

András László

Wigner RMI

General Relativity experiment with spin polarized particle beams

In experimental proposals published in the last two decades, a so called frozen spin storage ring concept emerged, for setting upper experimental bounds to electric dipole moment (EDM) of charged elementary particles with spin. In a recent paper of ours (Class.Quant.Grav.35(2018)175003), a fully covariant general relativistic (GR) calculation was presented on the Earth's gravitational modification effect on the spin transport inside such a frozen spin storage ring. It turns out that in certain configurations, Earth's gravity is expected to produce a similar order of magnitude effect as the aimed EDM sensitivity, and thus it becomes kind of realistic to experimentally see this GR effect. If such an experiment could be conducted, it could provide a novel test of GR: with microscopic particles, at relativistic speeds, along non-geodesic (forced) trajectories, and the tensorial nature of GR would be at test, not merely the gravitational drag. In more technical terms: the GR correction to the so called Thomas precession could be tested in lab. For details on the experimental idea, we refer to: arXiv:1901.06217 (Proceedings of Spin2018 Conference).

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. február 27., szerda, 11:00

Balázs Szigeti

ELTE Department of Atomic Physics, Wigner RMI

Locality, short-time behavior and reconstruction of Hamiltonians of continuous time quantum walks

Experimentally realizable dynamical evolution of systems with sparse Hamiltonians can always be recognized as continuous time quantum walks (CTQWs) on finite graphs. Here, we analyze the short-time asymptotics of CTQWs. In two recent studies, it was shown that for small times, the continuous time classical diffusion process uses the graph's shortest paths for propagation of high probability: The short-time asymptotics of the transition probabilities follow power laws whose exponents are given by the usual combinatorial distances of the nodes. Borrowing their arguments, we analyze the short-time asymptotics of the CTQW both in closed and open systems. Furthermore, we derive explicit error bounds not relying on the Lieb-Robinson bound for the Hamiltonian reconstruction of CTQW via short-time measurements. Whenever the measurements of the reconstruction process are local, these error bounds reproduce the previous results concerning their scaling: The error of each individual measurement does not grow with growing system size. Here, not only the scaling is demonstrated, but the quantitative relationship between the sparsity of the Hamiltonian and the error bounds are obtained.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. március 6., szerda, 11:00

Imre M. Jánosi

ELTE, Department of Complex Systems

Eddy census over the oceans: overview of methods, and a super-vortex proxy

Mesoscale eddies are energetic, swirling, time-dependent circulatory flows on a characteristic scale of around 100 km, which are observed almost everywhere in satellite altimetry data of global sea surface height. The total volume transport by drifting eddies is comparable in magnitude to that of the large-scale wind-driven and thermohaline circulations, therefore mesoscale eddies play a crucial role in global material and heat transport and mixing of oceans. In spite of their importance, it is far from trivial to identify and characterize such eddies from remote sensing data. The vast majority of the related studies is based on some automatic algorithm that identifies and tracks the eddies from gridded maps of sea level anomaly. I give a short overview of Lagrangian and Eulerian methods to identify mesoscale eddies. The algorithms based on searching for finite-time Lagrangian coherent structures obey a better theoretical foundation, nevertheless a recent test of twelve different approaches revealed that the various methods often produce very different predictions for coherent structures with false positives and negatives. Our own empirical flow field data evaluation in a well studied ocean region along the U.S. West Coast revealed a surprisingly strong relationship between the surface integrals of kinetic energy and enstrophy (squared vorticity). This relationship defines a single isolated Gaussian super-vortex, whose fitted size parameter is related to the mean eddy size, and the square of the fitted height parameter is proportional to the sum of the square of all individual eddy amplitudes obtained by standard vortex census. This finding allows a very effective coarse-grained eddy statistics with minimal computational efforts. As an illustrative example, the westward drift velocity of eddies is determined from a simple cross correlation analysis of kinetic energy integrals.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. március 13., szerda, 11:00

Szabó György

MTA EK MFA

Evolúciós potenciáljátékok gyenge ciklikus komponenssel megbolondítva

A térbeli evolúciós játékoknál a rácson elhelyezkedő szereplők közötti elsőszomszéd kölcsönhatást a játékelmélet nyeremény mátrixával jellemezzük. Ez a párkölcsönhatás négy egymásra ortogonális komponensre bontható. Az ön- és társfüggő nyereményú játékok a koordinációs játékokkal kiegészítve alkotják a potenciáljátékokat, amelyek megfelelő stochasztikus dinamika esetén a Boltzmann-eloszlásba terelik a rendszert, ami termodinamikai viselkedést mutat. A ciklikus komponensek jelenléte akadályozza meg a potenciál létezését és ezzel együtt a termodinamikai viselkedést. A gyenge ciklikus komponens következményeit egy olyan háromstratégiás rendszerben vizsgáljuk, amihasonlít a háromállapotú Potts modellre mágneses térben. A kölcsönhatást jellemző paraméterek és a hőmérséklet változtatásával ez a rendszer számos jellegzetes térbeli mintázat (homogén eloszlás, háromszínű térkép forgó spirálkarokkal vagy növekvő és elhaló lavinákkal) közötti átmenet tanulmányozását teszi lehetővé. Továbbá, ez térbeli modell a társadalmi tragédiák egy új megjelenési változatával is szembesít bennünket.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. március 20., szerda, 11:00

Scheuring István

MTA-ELTE

Kooperáció és korrupció a laborban

Az emberi kooperáció evolúciós hátterének feltárására évtizedek óta alkalmaznak laborkísérleteket. Az előadás bevezetőjében megemlítek néhány jelentősebb ilyen kísérletet, majd rámutatok az emberi viselkedés kísérletes tanulmányozásának nehézségeire is. Nemrég egy olyan kísérleti beállítást fejlesztettek ki, mellyel az emberek csaló, korrupt viselkedését lehetett célzottan vizsgálni. Az előadás gerince ezeket a kísérleteket fogja bemutatni és értelmezni. Kiderül többek között, hogy az együttműködésre való hajlamunk erősíti korrupciót. Az előadás végén röviden arról is fogok beszélni, hogy mi milyen kísérlettel kapcsolódunk ehhez a kutatási irányhoz. .

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. április 17, szerda, 11:00

Tóth Gyula

Loughborough University

Analytical description of amorphous solid structures

Recent experimental, computational and theoretical results suggest a strong link between amorphous precursor mediated crystal nucleation and the glass transition. The first step in exploring this link is the analytical description of bulk amorphous structures. Recent numerical results suggest, that this should be possible in the framework of continuum theories providing unstructured solutions (these represent the amorphous phase). I will show, that the associated energy density functionals might have continuum infinitely many extrema in the infinite volume limit. These extrema can be generated according to a continuous probability measure, yet representing a unique energy density. The key to a stochastic solution of a deterministic PDE is Isserlis' Theorem, that guarantees the convergence of the energy density in the infinite volume limit for coloured Gaussian noise.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. május 15, szerda, 11:00

Pusztai Tamás

Wigner SZFI

Megszilárdulási folyamatok térelméleti modellezése: PhD témák a Wigner Fizikai Kutatóközpontban

A klasszikus térelméleti modellek családjába tartozó lokálisan átlagolt (coarse grained), ill. atomisztikus fázimező elméleti modelleket egyre szélesebb körben alkalmazzák bonyolult megszilárdulási folyamatok leírására a számítógépes anyagtudomány területén. Kutatócsoportunk hosszabb ideje eredményesen dolgozik ezen a területen és fejlesztett ki, ill. alkalmazott fázismező elméleti modelleket a kolloid szuszpenziókban és egyszerű folyadékokban zajló komplex nukleációs és növekedési folyamatok leírására. Kutatásaink támogatására 2018-al kezdődően elnyertük az "Élvonal" Kiválósági Program és az EU M-ERA.net program támogatását. Ezen kutatási projektek keretében az alábbi PhD témákat írtuk ki az ELTE Fizika Doktori Iskolájában:

  1. Kristálycsíra képződés molekuláris skálán történő leírása dinamikus sűrűség funkcionál- és molekuláris dinamikai módszerekkel.
  2. Milyen mértékben alkalmazhatók a fázismező elméleti módszerek biológiai kristályosodási folyamatok leírására?
  3. Eutektikus ötvözetek lézeres additív előállításának (3d nyomtatásának) modellezése a fázismező elmélet keretében.
Előadásomban röviden ismertetem a kiírt témák motivációját, az alkalmazandó módszereket, és a várható eredményeket. Kutatócsoportunk honlapjai itt és itt érhetőek el.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. május 22, szerda, 11:00

Gránásy László

Wigner SZFI

Nukleáció és polikristályos megszilárdulás molekuláris fázismező elméletekben

A molekuláris fázismező elméletek (angolul Phase-Field Crystal theories) egyszerü, dinamikus sűrűségfunkcionál elméleteknek tekinthetők, melyek a folyadék fázis és az egyszerűbb kristályszerkezetek mellett automatikusan tartalmazzák az amorf szilárd fázist, az elasztikus tulajdonságokat, valamint a kristály-folyadék felületi szabadenergia anizotrópiáját. A modellcsalád rövid bemutatása után a kristály-nukleáció és -növekedés szerkezeti vonatkozásait tárgyalom, különös tekintettel a kétlépcsős-homogén, heterogén, ill. atermikus nukleációs folyamatokra.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. május 29, szerda, 11:00

Slíz-Balogh Judit

ELTE Csillagászati Tanszék

Kordylewski porholdjának tranziens káosza

Horváth Gábor

ELTE Biológiai Fizika Tanszék

A porhold észlelése képalkotó polarimetriával

1767-ben Euler fedezte föl, hogy a két, egymás gravitációs terében a közös tömegközéppontjuk körül keringő égitestet összekötő egyenesen három, kollineárisnak nevezett (instabil) egyensúlyi pont (L1, L2, L3) is van. Lagrange 1772-ben talált további két, triangulárisnak hívott egyensúlyi pontot (L4, L5). Ha a két égitest Q = m</(m< + m>) tömegaránya kisebb, mint Q* = 0,03852, akkor az L4 és L5 Lagrange-pontok lineárisan stabilak. Naprendszerünkben csillagászok nagyszámú kis égitestet találtak a bolygók és a Nap L4 és L5 Lagrange-pontjai körül. A legismertebbek a görög és a trójai kisbolygók a Nap-Jupiter rendszer L4 és L5 pontjai környékén. Ugyancsak találtak kisbolygókat a Nap-Föld, Nap-Mars és Nap-Neptun rendszerek L4 és L5 pontjai közelében.

A Föld-Hold rendszer esetén Q = mHold/(mHold + mFöld) = 0.012195 < Q*, ezért az L4 és L5 pontok stabilak. Ennek ellenére mégis lehetséges, hogy üres e pontok környezete a Nap zavaró gravitációs hatása miatt. A Nap e perturbációs hatását is figyelembe vevő kétdimenziós számítógépes modellezésekkel kimutattuk, hogy ha egy részecskét elindítunk a Föld-Hold rendszer L5 pontja környékéről, akkor mozgása kaotikus lesz. Azonban sok olyan részecskepálya van, amely millió napig sem hagyja el a rendszert, és akár 30-50 évig is megmaradó részecskecsomókat alkot az L5 pont körül.

1961-ben Kazimierz Kordylewski lengyel csillagász szabad szemmel és távcsöves fényképezéssel is két halvány foltot észlelt a Föld-Hold rendszer L5 pontja környékén. Azóta számos próbálkozás ellenére senkinek sem sikerült lencsevégre kapni e porholdat. Képalkotó polarimetriával 2017. augusztusában távcsőre szerelt, polárszűrőkkel ellátott CCD kamerával sikerült képen rögzített bizonyítékot találnunk a Kordylewski-porhold létezésére.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. június 5, szerda, 11:00

Tamás Kovács

ELTE Elméleti Fizika Tanszék

The role of the surrogate time series in exoplanetary dynamics

One of the main purposes in extrasolar planetary research is to determine whether the system in question is chaotic. The framework of nonlinear time series analysis provides a powerful method to scrutinize the data recorded from the system, even if we have no prior information about the underlying dynamics. A natural way to describe the stability is to obtain the dynamical invariants such as Lyapunov exponents or correlation dimension. However, a reliable determination of these measures requires fairly long and noiseless time series that are usually unavailable in real-world situations. To overcome this difficulty one can introduce surrogate time series together a null hypothesis we want to test against. Surrogate time series are basically a random copy of the system maintaining certain properties defined by the null hypothesis. Discriminating statistics can then be applied to the original data and the surrogates to decide nonlinearity. In this talk different kind of surrogation methods are going to be discussed together with their strengths and weaknesses. Possible application to exoplanetary dynamics will be also presented.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. június 12, szerda, 11:00

Gránásy László

Wigner SZFI

Nukleáció és polikristályos megszilárdulás molekuláris fázismező elméletekben 2.

A molekuláris fázismező elméletek (angolul Phase-Field Crystal theories) egyszerü, dinamikus sűrűségfunkcionál elméleteknek tekinthetők, melyek a folyadék fázis és az egyszerűbb kristályszerkezetek mellett automatikusan tartalmazzák az amorf szilárd fázist, az elasztikus tulajdonságokat, valamint a kristály-folyadék felületi szabadenergia anizotrópiáját. A modellcsalád rövid bemutatása után a kristály-nukleáció és -növekedés szerkezeti vonatkozásait tárgyalom, különös tekintettel a kétlépcsős-homogén, heterogén, ill. atermikus nukleációs folyamatokra.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. június 26, szerda, 11:00

Kish László

Texas A&M University

Összefonódott állapotok, és keresés rendezetlen adatbázisokban zajalapú logikával

A klasszikus fizikán belül definiált zajalapú logika a kvantum számológépekhez hasonlóan 2N dimenziós teret feszít ki N "noise-bit" esetén. Az "instant" zajalapú logika pedig – szintén a kvantum számológépekhez hasonlóan – polinómikus hardware és idő komplexitással képes speciális operációkat végezni ebben a térben (fontos: erre a determinisztikus hullámokon alapuló hasonló logika alkalmatlan). Azonban – a kvantum számológépekkel kapcsolatos hasonlóságok ellenére – szignifikáns különbségek vannak a zajalapú és a kvantum processzorok között, és a kvantum algoritmusok tipikusan nem használhatóak zajalapu logikaban. Illusztrációként bevezetjük azt a speciális mérést, ami "hullámfüggvény összeesést" és összefonódási (entanglement) effektusokat okoz a zajalapú logikában. Ugyanez a mérés a Grover kvantum algoritmushoz hasonló keresést tesz lehetővé, mely exponenciálisan gyorsabb a kvantum verziónál, es determinisztikus eredenyt ad statisztika es hiba nelkul. Továbbá rész-stringek keresésére, telefonkönyvre, inverz telefonkönyvre, és alfabetikus rendezésre is alkalmas. ( arXiv:1905.03162)

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. július 3, szerda, 11:00

Vattay Gábor

ELTE TTK KRFT

Mean Field Quantum Computing

In a few years, quantum computing is reaching a level of maturation when it becomes competitive with classical supercomputers in specific computational tasks of practical interest. In the emerging "near-term quantum processors," quantum statistical mechanics plays a vital role. In my talk, I briefly present the concept of adiabatic quantum computing and "Ising Machines." Then I show our new results on variational approaches to adiabatic quantum computing. In particular, the tradeoffs between entanglement and precision. The variational method leads to Hartree type self-consistent equations opening up the possibility of integration of small coherent quantum computers into large hybrid quantum-classical computers.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. szeptember 25, szerda, 11:00

Ulrike Feudel

Carl von Ossietzky University

Transient chaos in networked systems: Desynchronization and state-dependent vulnerability

We analyze the final state sensitivity of nonlocal networks of Duffing oscillators with respect to the initial conditions of their units. By changing the initial conditions of a single network unit, we perturb an initially synchronized state, which is the only attractor for a single unit. Depending on the perturbation strength, we observe the existence of two possible network long-term states: (i) The network neutralizes the perturbation effects and returns to its synchronized configuration. (ii) The perturbation leads the network to an alternative desynchronized state. By computing uncertainty exponents of a two-dimensional cross section of the state space, we find the existence of a fractal set of initial conditions converging to this desynchronized solution, which appears to be either a new attractor or a chaotic saddle, i.e. an unstable chaotic set on which trajectories persist for extremely long times. Furthermore, we report the existence of an intricate time dependence of the vulnerability of the synchronized states in a network composed of identical electronic circuits. By perturbing the synchronized dynamics in consecutive instants of time, we find that synchronization breaks down for some time instants while it persists for others. The mechanism behind this intriguing phenomenon is again the existence of an unstable chaotic set close to the synchronized trajectory. Both phenomena highlight the crucial role played by unstable chaotic set leading to transient chaotic dynamics in networked systems. We discuss that these phenomena are generic for large classes of nonlinear dynamical systems.

Download announcement in PDF

ELTE TTK Északi Tömb 2.54

2019. október 2, szerda, 11:00

Ulrike Feudel

Carl von Ossietzky University

Tipping phenomena and resilience: two sides of the same coin?

Many systems in nature are characterized by the coexistence of different stable states for a given set of environmental parameters and external forcing. Example s for such behavior can be found in different fields of science ranging from mec hanical or chemical systems to ecosystem and climate dynamics. As a consequence of the coexistence of a multitude of stable states, the final state of the syste m depends strongly on the initial condition. Perturbations, applied to those na tural systems can lead to a critical transition from one stable state to another . Such critical transitions are called tipping phenomena in climate science, reg ime shifts in ecology or phase transitions in physics. Such critical transitions can happen in various ways: (1) due to bifurcations, i.e. changes in the dynami cs when external forcing or parameters are varied extremely slow (2) due to fluc tuations which are always inevitable in natural systems, (3) due to rate-induced transitions, i.e. when external forcing changes on characteristic time scale co mparable to the time scale of the considered dynamical system and (4) due to sho cks or extreme events. We discuss these critical transitions and their character istics and illustrate them with examples from natural systems. Moreover, we disc uss the concept of resilience, which has been originally introduced by C.S. Holl ing in ecology, and formulate it in terms of dynamical systems theory. This form ulation offers mathematical and numerical tools to use it as a measure of the pe rsistence of a function of a dynamical system.

Download announcement in PDF

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 2018 aktuális

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