Tóth Gábor Zsolt V. éves fizikus
Témavezetõ: Palla László, Bajnok Zoltán és Takács Gábor, ELTE Elméleti Fizika Tanszék

A többfrekvenciás sine-Gordon modellek az eredetinek olyan nemintegrálható általánosításai, amelyekben a potenciál több különbözõ frekvenciájú tag összege. Ezekben a  kvantumtérelméleti modellekben lehetséges fázisátalakulás. A dolgozatban meghatározom a klasszikus két- és háromfrekvenciás sine-Gordon modell fázisszerkezetét és a másodrendû fázisátalakulás feltételét --- kétfrekvenciás esetben tetszõleges, a háromfrekvenciás esetben bizonyos speciális paraméterértékek esetén. A kvantumos esetben egy numerikus módszert (a TCSA-t, amellyel perturbált konform térelméletek Hamilton-operátorának véges térfogatbeli spektrumát lehet közelítõleg meghatározni) használva veszem fel a fázisdiagramot és állapítom meg a kritikus illetve a háromfrekvenciás esetben a trikritikus pont univerzalitási osztályát.

A diplomamunkámban elsõsorban peremes modelleket fogok más szempontból  és részben más eszközökkel megvizsgálni.

Fátay Dániel és Nyilas Krisztián  IV. éves fizikus hallgatók
Témavezetõ: Ungár Tamás és Gubicza Jenõ, ELTE Általános Fizika Tanszék

Az utóbbi években egyre növekvõ érdeklõdés tapasztalható az igen nagy deformációval (severe plastic deformation, a továbbiakban: SPD) készített nanoszemcsés anyagok iránt. Ez az érdeklõdés nem csak a nanoszemcsés anyagok érdekes fizikai és mechanikai tulajdonságai miatt ébredt, hanem az SPD-vel készített anyagoknak számos elõnyük van más módon elõállított nanostruktúrájú anyaghoz képest. Az egyik elõny például az, hogy az SPD módszerével viszonylag nagy méretû tömör anyagminták állíthatók elõ.

A TDK dolgozat témájául egy mérési sorozat szolgál. Különbözõ koncentrációjú, és különbözõ mértékben deformált Al-Mg-Sc-Zr ötvözeteket vizsgáltunk röntgendiffrakcióval és kalorimetriai mérésekkel. Vizsgálataink célja volt meghatározni ezen anyagok átlagos szemcseméretét, a bennük lévõ diszlokációk átlagos sûrûségét és jellegét (él, vagy csavar), valamint a bennük kialakult struktúrák termikus stabilitását.
Megállapítottuk, hogy az SPD deformációs mód növekedésével:
(i) a krisztallitméret 40 nm-ig csökken, ami igen figyelemreméltóan kicsiny szemcseméret,
(ii) eközben a diszlokációsûrûség igen nagy értékeket ér el, mintegy 21´10¹⁴ m^-2 -ig növekszik,
(iii) ezzel párhuzamosan a diszlokációk jellege a kevert csavar és él-tõl a tiszta él jelleg felé tolódik el.
Kaloriméteres vizsgálataink jelentõs mechanikai tárolt energiát mutattak ki különösen a legnagyobb deformációk után. A tárolt energia kitemperálását megszakítva azt tapasztaltuk, hogy a diszlokációk lényegesen elõbb eltûnnek, mint ahogyan a krisztallitok megnõnének.

Nagy Ágnes IV. fizikus és Steinbach Gábor IV. fizika tanár
Témavezetõ: Juhász András, ELTE Általános Fizika Tanszék és  Nagy Zoltán, GE Hungary

Az üvegtárgyak törékenysége jól ismert jelenség. Régóta kutatják a törés mechanizmusát, a törést kiváltó okokat, a törékenység csökkentésének lehetõségeit. Általánosan elfogadott, hogy a törést az anyagban, különösen annak felületi rétegében mindig megtalálható mikrorepedések növekedése, rohamos terjedése okozza. A törékenység csökkentésének eredményes módszere lehet az üveg felületének, felszíni rétegének olyan kezelése, amely gátolja a felszínrõl induló mikrorepedések növekedését.

TDK-munkánk során az egyik legtöbbet ígérõ modern felületkezelõ módszer — az ionimplantáció — hatását vizsgáltuk az üvegek törékenységére. Kezeletlen és argon ionokkal implantált kvarcüveget, alkáli-üveget, illetve kvarc egykristály repedékenységét vizsgáltuk.
A mintákat a KFKI Anyagtudományi Kutató Intézetének laboratóriumában 68 keV energiájú argon ionokkal implantáltuk. A kvarc kristály és üveg esetén egyféle (2000 mC/cm²) az akáliüveg-minták esetén két különbözõ dózist (2000 mC/cm² és 4000 mC/cm²)alkalmaztunk. A minták repedékenységét egy kevéssé ismert módszerrel, Vickers benyomódás-mérések segítségével statisztikusan vizsgáltuk. A kevéssé elterjedt mérés lényege hogy nagyszámú Vickers-lenyomatot készítünk a mintán és meghatározzuk, hogy a lenyomatok sarkainál, a különbözõ terhelések mellett,  milyen arányban jelentkeztek repedések. A méréseket Weibull-statisztikával értékeltük ki. A mérésekhez használt mélységérzékeny dinamikus benyomódásmérõ mûszer a repedési statisztika vizsgálata mellett lehetõvé tette, hogy a minták lokális  ugalmasságát és képlékenységét (keménységét) is meghatározzuk az implantáció elõtt és után.

Vizsgálataink során megállapítottuk, hogy rugalmassági modulusz és a keménység megváltozása a rendelkezésre álló mûszerrel nem volt mérhetõ. A jelenség oka az, hogy csak vékony, mindössze 300 nm vastagságú felületi réteget érint az implantáció. Annál meglepõbb a törési tulajdonságokban tapasztalt lényeges és látványos változás. Az implantáció nagy mértékben csökkentette az anyagban a repedésképzõdést.
Munkánkat nem tekintjük lezártnak, a kísérleteket és az értelmezés elméleti munkáját folytatjuk, többek között célunk megvizsgálni a keménység esetleges változását érzékenyebb eljárással. Dolgozatunkban a téma rövid irodalmi áttekintése után a vizsgálatok körülményeit, a mérési eredményeket ismertetjük és értelmezzük. Személyes honlap

Pál András III. fizikus
Témavezetõ: Bagoly Zsolt, ELTE Információtechnológiai Laboratórium

A CCD kamerák napjaink egyre elterjedtebb képrögzítô eszközei, számos fizikai, asztrofizikai és csillagászati mérés keretein belül alkalmazzák. Ezen dolgozatban egy ilyen kamera kifejlesztését és élesztését, illetve a hozzá kapcsolódó kiolvasó és képfeldolgozó program
elkészítését írom le.

Az elektronikus egységeket egy precíziós analóg-digitál átalakító köré terveztem, valamint kiegészítettem az áramkört nagypontosságú idôzítést lehetôvé tevô órával is. A kameraváz elkészítésekor a két fô szempont a hûtés megfelelô kivitelezése, illetve a külsô zavarok hatékony árnyékolása volt. A gyakorlati alkalmazások rámutattak a további fejlesztések lehetôségeire, amelyek alapján építettem egy második kameravázat, valamint egy hozzá tartozó - új elemekkel kiegészült - önálló áramkört is.

A kamerát többek között változócsillagok fénygörbéinek mérésére terveztem. Ennek elôkészületeként az eszközt eddig asztrofotográfiai célokra használtam fel, készültek képek például a november 3-ai Szaturnusz-fedésrôl is. Észleléseink során folyamatosan bôvítettem a képfeldolgozó programot, amely a felvételek helyben történô, azonnali feldolgozását és kiértékelését is lehetôvé teszi.

Néhány kollegámmal további célunk, hogy a kamerát részecskefizikai kísérletekhez - szcintillációs detektorokban - érzékelôként használjuk fel. További képek

Rolik Zoltán és Kis Szabó Krisztián IV. fizikusok
Témavezetõ: Bakonyi Imre, KFKI SZFKI Fémkutatási Osztály

Az MTA SzFKI Fémkutatási Osztályán évek óta foglalkoznak “ferromágneses fém/nem-mágneses fém” típusú nanométeres multirétegek elektrolitikus módszerrel történõ elõállításával. Megfelelõ rétegvastagságok esetén elérhetõ, hogy a ferromágneses rétegek mágnesezettségei közötti csatolás antiparallel beállást eredményez külsõ tér nélkül, amihez nagy ellenállás társul, míg az egyes rétegek mágnesezettségeinek  mágneses térrel elérhetõ parallel beállása esetén az ellenállás kisebb. Ez az “óriás” mágneses ellenállás (giant magnetoresistance = GMR) jelensége, ami tipikusan egy nagyságrenddel nagyobb mágneses ellenállásváltozással jár, mint a tömbi ferromágnesekben régóta ismert “anizotróp” mágneses ellenállás (anisotropic magnetoresistance = AMR). Ezek a nagy érzékenységû (kis mágneses térben nagy  ellenállásváltozást mutató) anyagok mágneses térérzékelõ szenzorokban alkalmazhatók (jelenleg ilyeneket már használnak is merevlemezek kiolvasófejeiben).

A TDK munka keretében vizsgáljuk az elektrolízissel a részünkre elõállított Co-Cu/Cu multirétegek mágneses tulajdonságait, valamint ezen multirétegek elektromos ellenállásának mágneses tértõl való függését, vagyis az ún. mágneses ellenállást. Ennek keretében egy vibrációs (Foner típusú) magnetométeren mérjük a Co-Cu/Cu multirétegek mágnesezettségét szobahõmérsékleten, valamint tanulmányozzuk a mágneses ellenállást szobahõmérsékleten, illetve egy zárt rendszerû He kriosztát segítségével 20 K és 300 K között. A feladat fõleg arra irányul, hogy megállapítsuk, milyen kapcsolat van a megfigyelt mágneses tulajdonságok és a magnetotrasznport paraméterek (mágneses ellenállás nagysága és térfüggése) között. A laboratórium korábbi vizsgálatai alapján volt már indikáció egy szuperparamágneses komponens jelenlétére is ilyen minták mágneses ellenásában, ezért a mágneses telítéshez tartás tartományában fitteléseket végzünk a szuperparamágnességet leíró Langevin függvény alapján mind a minták mágnesezettségére, mind a mágneses ellenállására vonatkozólag. Az elõzetes vizsgálatok szerint számos esetben jól fittelhetõk az eredmények ezzel függvénnyel. Azt reméljük, hogy egy adott mintán mért mágneses és magnetotranszport adatok Langevin fittelési paramétereinek összevetésével információkat kaphatunk a mágneses/nem-mágneses határrétegben kialakuló szuperparamágneses tartományokra vonatkozólag. Ennek a jelenségnek a tisztázása segíthet abban, hogy jobb GMR-ral rendelkezõ multirétegeket lehessen elõállítani.

Ferencz Edith II. geofizikus és Péterfalvi Csaba II. fizikus
Témavezetõ: Gnädig Péter, ELTE Atomfizikai Tanszék

A földrengéskutatásban még újdonságnak számít az a módszer, amely segítségével mindmáig érintetlen mészkõbarlangokban letörött függõcseppkövek geometriai adataiból és egyéb paramétereibõl meghatározható letörésének közelítõ dátuma és az ott pusztító földrengés minimális erõssége.

Mi azt tûztük ki magunk elé feladatul, hogy egy adott cseppkû mozgásegyenleteit felírva a szükséges közelítések megadjuk a sztalaktit rezgését a hely és idõ függvényében, illetve hogy letörik-e egy meghatározott földrengés mellett.

Milyen modellekkel dolgozhatunk, milyen elhanyagolásokkal? Olyan homogén és izotróp cseppköveket vizsgáltunk, amelyek keresztmetszete a hossza mentén közelítõleg állandó sugarú kör. A szakértõk szerint ez a feltevés - bár korlátozza a modell érvényességét - nem alaptalan, hiszen léteznek ilyen cseppkövek. Mivel a földrengések frekvenciaspektruma alatta marad a cseppkövek sajátfrekvenciájának, ezért elegendõ a legelsõ sajátrezgéssel számolnunk. Problémánkat egyszerûsített tanpéldákon keresztül tettük szemléletessé és érthetõbbé, melyekben eleinte elhanyagoltuk a belsõ surlódást, és szinuszos gerjesztést paramétereivel adtunk meg.

A kitérésfüggvény deriváltjaiból következtethetünk a maximális görbület helyére, ahol a cseppkõ eltörhet.
További vizsgálat tárgyát képezheti konkrét földrengésekre vonatkozó adatok statisztikus feldolgozása.

Vukics András  IV. éves fizikus
Témavezetõ: Janszky József, KFKI Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet,

A kvantumoptika kísérleti módszerei mára lehetõvé tették a kvantummechanika alapjelenségeinek közvetlen tanulmányozását. Óriási a fejlõdés a kvantuminformáció-elmélet terén, egyes kvantumalgoritmusok és kvantumkommunikációs eljárások pedig ma már a gyakorlatban is kivitelezhetõk. TDK-munkám ehhez a területhez kapcsolódik.

A mérésbõl és az összefonódásból erednek a kvantummechanika talán legérdekesebb jelenségei, így a kvantumteleportáció lehetõsége is. Bennett eredeti diszkrét sémáját Kimble terjesztette ki, alkalmassá téve folytonos változó teleportálására. Csoportunk az összefonódás és mérés koherens bázisban történõ leírását fejlesztette ki, amely különösen elegáns leírásmódot ad a Kimble-féle teleportációra.

Ebben a keretben kényelmesen kezelhetõk az ideálistól eltérõ, a kísérleti szituációban tipikusan elõforduló tényezõk. Ilyen a küldõ Alíz Bell-mérésének energiavesztesége, valamint az EPR-pár keltésekor a BBO-kristályban fellépõ termikus zaj és veszteség. TDK munkám ezen tényezõk torzító hatásának vizsgálatában áll.

Debreczeni Gergely V. fizikus
Témavezetõ: Vesztergombi György, KFKI RMKI Részecskefizikai Osztály és Maneesh Wadhwa University of Basel

A dolgozat célja a kisérleti részecskefizika néhány alapvetõ eszközének, módszerének bevezetõ jellegû ismertetése az érdeklõdõ olvasó számára.
Az e⁺e^- ® e⁺e^- l⁺l^- (g ) jól ismert, tiszta QED folyamat egyszerûsége miatt alkalmas arra, hogy vizsgálatán keresztûl  ismerkedhessünk meg a kisérleti részecskefizikai adatkiértékelés  különbözõ fejezeteivel. Ismertetem a detektor felépítését, kitérek az  elsõdleges szintû trigger tanulmányozására.
Bemutatom a e⁺e^- ® e⁺e^- m⁺ m ^- (g ) folyamat hatáskeresztmetszet  mérésének lépéseit és az új fizikai jelenségek, részecskék utáni kutatás egyes fejezeteibe is bepillantást adok. A dolgozat didaktikus  felépítése mellett teljes értékû fizikai eredményekkel rendelkezik. Személyes honlap

A szakdolgozatomban nagy invariáns tömegû két-foton ütközésekben keletkezõ vektor- és tenzor-mezonok tulajdonságait vizsgálom a LEP ütköztetõ L3 detektorával.

Gönci Balázs, III. fizikus
Témavezetõ: Deák Péter és Kováts Antal BME  Atomfizika Tanszék

A gyémánt sok fizikai tulajdonsága szélsõséges, így az ipar számára igéretes anyag. A természetben elõforduló gyémánt méretei s egyéb adottságai miatt sok esetben nem teszik lehetõvé a jó tulajdonságok kihasználását, ezért már jó ideje kutatják mesterséges ellõállításának lehetõségeit.

Az egyik ilyen módszer a kémiai gõzfázisú leválasztás (CVD, chemical vapor deposition), melynek lényege, hogy alacsony nyomáson, 500-800 °C-on, hidrogén-szénhidrogén plazmából válik le a gyémánt különbözõ szubsztrátok felületére. Annak ellenére, hogy a jelenleg ismert technológiákkal már képesek vagyunk a bevonatok széles skáláját elõállítani, a növekedés pontos folyamata, különösen a kezdeti szakasza, a nukleáció részletei még nem tisztázottak. A BME Atomfizika tanszékén folytatott CVD kutatások elsõdleges  célja a nukleációs szakasz pontosabb megértése.

TDK munkám célkitûzése a gyémánt nukleációs szakaszának vizsgálata volt, a tanszék egyedülálló IBMS (Ion Beam Mass Spectrometry) berendezésével. Ehhez elõször elkészítettem egy kiértékelõ programot és annak dokumentációját, tekintettel arra, hogy az adatok kiértékelése az ezt megelõzõkben nagyrészt manuálisan történt. Ezt követõen kalibráltam az IBMS berendezést, majd a tényleges mérés során megmértem a nukleációs szakasz ideje alatt a szubsztrát felületét érõ különbözõ tömegû ionok hõmérséklet-intenzitás függését. A mérést követõen értelmeztem a kapott eredményeket.

A TDK dolgozatban ismertetem a vizsgálathoz használt mûszer mûködési elvét, az általam készített kiértékelõ programot, majd a kalibráció folyamatát és a mérés eredményeit, következményeit.

Kormos Márton IV. fizikus
Témavezetõ: Palla László, ELTE Elméleti Fizika Tanszék

Az általános térelméleti szempontból sokat vizsgált sine-Gordon modell számos, egymástól távol esõ területen is alkalmazásra talált. A modell peremes változata – elméleti érdekességén túl – még alkalmasabb valóságos rendszerek leírására. Az egzakt kvantumtérelméleti módszerekkel kapott eredmények helyességének igazolására, illetve a kvantumos és klasszikus paraméterek kapcsolatának feltárására alkalmas módszer a szemiklasszikus határeset klasszikus eredményekkel történõ összehasonlítása.

A dolgozatban klasszikus többszoliton-megoldások felírását követõen a módszer ellenõrzéseként sor kerül a perem nélküli elméletben kapott szemiklasszikus fázistolások és az egzakt S-mátrix limeszének összehasonlítására. A munka egyik új eredménye a megfelelõ összehasonlítás elvégzése különbözõ peremfeltételû peremes modell esetén. Az általános peremfeltétel mellett végzett vizsgálat lehetõséget nyújtott a kvantumelméleti, illetve klasszikus paraméterek ún. UV-IR relációjának igazolására. Végül meghatároztam az alapállapot felhasadásának vezetõ kvantumkorrekcióját, mellyel a kvantumtérelméleti eredményekkel való egyezésen túl eddig nem ismert paraméterkapcsolatra derült fény.

Zách Júlia, V. fizikus
Témavezetõ: Vicsek Tamás és Hegedûs Balázs, ELTE Biológiai Fizika Tanszék

Egyes rosszindulatú daganatok kezelésének hatásos módszere a radioterápia. Az orvosi gyakorlatban a terápia hatékonyságát a tumor visszahúzódása vagy növekedése jelzi. Dolgozatom célja a kezelés során alkalmazott g-sugárzás in vitro tenyésztett tumorsejtekre gyakorolt közvetett hatásainak mennyiségi leírása.

Az emberi agydaganatból származó tenyészetek sejtszuszpenzióit különbözõ mértékû sugárzásnak tettük ki (0.5 Gy-tõl 20 Gy-ig). A besugárzást követõ hét napon keresztül egy inkubátorral és CCD kamerával egybeépített inverz fáziskontraszt mikroszkóp segítségével néhány percenként felvételeket készítettünk a tenyészetekrõl. A sorozatok félautomatikus elemzésével követtük nyomon az egyes sejtek mozgását, illetve regisztráltuk az osztódásokat. Az így nyert adatokból statisztikai módszerekkel a sejtek migrációját és proliferációját jellemzõ paramétereket számítottunk. A méréseket követõen fluoreszcens festéssel láthatóvá tettük a sejtvázat felépítõ aktint.

Vizsgálataink eredményei szerint a besugárzott sejtek mozgékonysága, proliferációja és morfológiája a besugárzási dózistól függõen változik. Az osztódó sejtek száma a dózis növelésével csökken, a sejtek átlagsebessége nagy dózisok esetén szignifikánsan alacsonyabb, a sejtek trajektóriáinak jellege megváltozik, a gyakori irányváltoztatások megszünnek, a megfigyelés végén hosszú egyenes szakaszok láthatók. A sejtek morfológiája, melyet az átlagos sejtmérettel és a sejtmagvak számával jellemzünk, a besugárzást követõ napokban átalakul, az óriássejtek, illetve a több magvat tartalmazó sejtek aránya megnõ. A sejtvázat felépítõ aktinhálózat is eltérõ képet mutat nagy dózisú besugárzások esetén.

Eredményeink alapján a néhány napos videómikroszkópos felvételek statisztikai elemzése lehetõvé teszi a g-sugárzás tumorsejtekre gyakorolt hatásának mennyiségi leírását.

Szakdolgozatomban a fent vázolt téma további vizsgálatán kívül szeretnék kitérni a kemoterápiával és a kombinált radiokemoterápiával elérhetõ eredményekre, valamint e három terápiás módszer egyes aspektusainak összehasonlítására.

Fröhlich Georgina III. fizikatanár-csillagász
Témavezetõ: Bérczi Szaniszló, ELTE Általános Fizika Tanszék

Dolgozatomban a zenét, mint fizikai problémát kezeltem Rámutatunk arra, hogy hogyan lehet egzaktul matematikailag, fizikailag leírni struktúráját, s hogy valójában miképpen lehet kezelni az emberekre kifejtett hatását. Három fejezetben foglaltam össze a témát. Az elsõben a zene fraktál-geometriáját vizsgálom, elemezve barokk, klasszikus, modern zenemûveket, valamint madárdalokat. A második fejezet a tulajdonképpeni zenei szimmetriákról szól, a tengelyrendszertõl a polimodális kromatikáig. Az utolsó részben pedig egy konkrét zenemû, Beethoven Vll. A-dúr szimfóniájának elemzése található. Ha elmélyülünk a zene e mögöttes, fizikai tartalmában is, feltárulhat elõttünk egy „zenei világegyetem”.

Kocsis Bence III. fizikus
Témavezetõ: Perjés Zoltán, KFKI RMKI Elméleti Osztály

Az ikerparadoxon alapján tudjuk, hogy adott téridõpontok között különbözû világvonalak mentén különbözû sajátidõ alatt juthatunk el. Üres térben maximális sajátidõ az egyenes téridõgörbe mentén, minimális a fényszerû görbékre adódik. Egy inerciarendszerben az egyhelyben álló megfigyelõ öregedik legtöbbet, a fényszerû megfigyelõnek nem telik idõ.

Az emberi szervezet tûrõképességét szem elõtt tartva korlátozzuk a lehetséges pályák maximális gyorsulását. A maximális sajátidejû pálya ezzel nem változik. A dolgozat célja a 3 dimenziós fizikai térbeli minimális sajátidejû zárt görbe felkutatása, amely mentén körbeutazva az álló megfigyelõhöz képest a legtöbbet lehet fiatalodni.

Ilyen kényszerek esetén a variációs feladat Euler-Lagrange megfogalmazása szinguláris differenciálegyenletrendszer peremérték-problémájához vezet. Az extremális görbék általános analitikus megoldása reménytelen. A problémákat azonban elkerülhetjük, ha globális módszerrel csak az általános szimmetriákra hagyatkozunk. Ily módon bebizonyítható, hogy a maximális idõutazás a fizikai térben az egyenesvonalú pálya esetén jön létre. Az utazás energiájának korlátozásával szintén egyenest kapunk. A feladat általánosítható görbült téridõkre. Speciálisan a sztatikus gömbszimmetrikus esetet vizsgáltam.

Hegedûs Ákos II. fizikus
Témavezetõ: Gnädig Péter, ELTE Atomfizikai Tanszék

Már Schrödingert is foglalkoztatta ifjúkorában a homogén gravitációs térben lógó, nyugvó vízcsepp alakja. Ez kellõen ösztönzött munkám során.
A felsõbb matematika variációszámítás nevû területe szinte kínálja magát a megoldáshoz.(A gravitációs potenciális energia és a felületi energia összege minimális kell legyen.) Ebbõl viszont csak egy általános esetben megoldhatatlan nemlineáris másodfokú differenciálegyenlet adódik a megforgatandó görbe alakjára. Több változtatható paraméter is van, így a legcélravezetõbb numerikus módszereket alkalmazni. C programozási nyelven megírt programokkal
vizsgálom a paramétertér különbözõ pontjainak megfelelõ cseppek tulajdonságait, stabilitását. Grafikus függvények segítségével modellezem a csapból kicseppenõ vízcsepp "hízását". Tudományos céljaim közt szerepel megfelelõ pontosságú táblázatok készítése, melyek tartalmazzák adott sugarú csõbõl kicseppenõ csepp maximális térfogatát, magasságát különbözõ sugarak esetén.