Munka jellege: programozás
Téma rövid leírása:
A szekvenciális automaták állapotváltozóinak megválasztása, az állapotváltozók hozzárendelése (state assignment) jelentősen befolyásolja az automata megvalósítási költségeit. Az optimális hozzárendelést már kis állapotszám esetén sem lehet próbálgatással meghatározni, ugyanakkor ismertek heurisztikus módszerek, amelyekkel elfogadható megoldásokat lehet előállítani. A kiírás célja ezen heurisztikus módszerek egyikének megvalósítása. Az elkészült programmal tetszőleges, az állapot-átmeneti diagramjával adott szekvenciális automata állapotváltozóinak hozzárendelése elvégezhető lesz.
Szükséges készségek: Digitális elektronikai alapismeretek, programozási ismeretek, angol nyelvű szakirodalom feldolgozásának képessége
Munka jellege: Modellezés, eredmények megjelenítése
Téma rövid leírása:
Véges méretű mágnesek érdekes geometriai elrendezésével elérhetőek olyan mágneses mezők, ahol a mágnesek környékén, egymáshoz közeli térrészekben jelentősen különböző mágneses mező mérhető. Az eredeti felfedezést 1973-ban Klaus Halbach tette az LBNL-ben. A szakdolgozatban Halbach mágnestömbök segítségével létrehozható érdekes mezők modellezése, esetleg kísérleti megvalósításuk a cél.
Szükséges készségek: Modellező szoftverek használata, két- és háromdimenziós vektormezők megjelenítése
Munka jellege: Modellezés
Téma rövid leírása:
A FLUKA egy FORTRAN nyelven a 60-as években megírt szoftver, amely szabadon felhasználható. A jelenlegi implementáció LINUX operációs alatt fut. A dolgozatban kisméretű 1 MeV-os elektronokat létrehozó kísérleti berendezés modellezésére kerülne sor annak érdekében, hogy a sugárbiztonság szempontjából biztonságos elrendezést találjunk.
Szükséges készségek: Modellező program használata
Munka jellege: Szakirodalom feldolgozása
Téma rövid leírása:
A fizika történetében jelentős kísérleteket ismerünk, amik meghatározták a fizika további fejlődését. Ilyenek például a Michelson-, Thomson-, Millikan-, Stern-Gerlach-, Franck-Hertz-, Rutherford-féle szórási kísérlet. A feladat egy kiválasztott esetén kideríteni a konkrét megvalósítás, az eredmények interpretációjának részleteit az eredeti publikációk alapján. Mik voltak a buktatók, a korlátok? Milyen volt a fogadtatás? Hogyan lehet a tapasztalatokat a mai fizika oktatásában hasznosítani? A dolgozat mindenképpen kitérne az elméleti háttérre is.
Szükséges készségek: Angol nyelvű irodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége
Munka jellege: Szakirodalom feldolgozása
Téma rövid leírása:
A kiválasztott nagyműszer mérési elvén túlmenően feladat a részegységek szerepének, működésének megértése. Az alkalmazási területek széleskörű (biológiai, geológiai, analitikai, orvosi,…) bemutatása publikációkon keresztül történik.
Szükséges készségek: Angol nyelvű irodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége
Az első spektroszkóptól a lumineszcencia spektroszkópia elméleti megalapozásáig
Munka jellege: Szakirodalom feldolgozása
Téma rövid leírása:
A lumineszcencia spektroszkópia mára egy nagyon sokoldalúan használható tudományos vizsgálat módszer lett. A szakdolgozat célja a módszer kialakulásának fejlődésének, elterjedésének felderítése, áttekintése, a hőskortól a mai legmodernebb méréstechnikáig. Hogyan lett a kezdetben pusztán analitikai meghatározásokra alkalmas módszerből a molekuláris dinamikai jelenségek vizsgálatára is alkalmas terület?
Szükséges készségek: Angol nyelvű irodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége
Munka jellege: Irodalom feldolgozása, értelmezése
Téma rövid leírása:
A kvantummechanikának az ún. koppenhágai értelmezése mögé valamilyen mélyebb fizikai realitást feltételező, rejtett-változós elméletek már a kvantummechanika születése óta foglalkoztatják a terület kutatóit. Az egyik ilyen elmélet de Broglie-tól, a hullám-részecske természet atyjától származik. A szakdolgozó feladata ezen elmélet értelmezése, továbbá az utóddal, a Bohm elmélettel való összehasonlítása.
Szükséges készségek: Angol nyelvű irodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége
A béta-bomlás energiaspektrumának rejtélyétől a nap-neutrínó problémáig
Munka jellege: irodalomfeldolgozás
Téma rövid leírása:
A neutrínók története Pauli egy merész felvetésével kezdődött, tudniillik hogy egy új semleges részecske bevezetésével megoldható a radioaktív béta-bomlás folytonos energiaspektrumának rejtélye, majd a kezdeti egyetlen neutrínófajta meghatszorozódásával folytatódott, hogy végül a nap-neutrínó problémára megoldást adó neutrínó-oszcillációban (ami a neutrínófajták egymásba való átalakulása) kulmináljon. A szakdolgozat célja ezen történet szálainak kibogozása.
Szükséges készségek: Angol nyelvű irodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége
Munka jellege: irodalomfeldolgozás
Téma rövid leírása:
Az atomok elektronszerkezetének kvalitatív megértése – Rutherford meglepő felismerésétől (ti. hogy az elektronok az atomban egy igen kis kiterjedésű, pozitív töltésű mag körül „keringenek”) kezdve a Bohr-Sommerfeld-modellen keresztül Pauli aufbau ill. kizárási elvéig – mintegy 15 esztendő alatt lezajlott folyamat a fizika hosszú történetében. A szakdolgozat célja e folyamat lépéseit felderíteni, rávilágítva az összefüggésekre, illetve a spektroszkópia és kémia eredményei által diktált szükségszerűségekre.
Szükséges készségek: angol nyelvű irodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége
Kicserélődési kölcsönhatás: a Hartree-Fock módszertől a B3 sűrűségfunkcionálig
Munka jellege: irodalomfeldolgozás
Téma rövid leírása:
Az elektronok között a Pauli kizárási elvből eredő taszítást, az ún. kicserélődési kölcsönhatást figyelembe vevő de az elektromos töltésből adódó Coulomb-taszítás teljes figyelembe vételétől eltekintő közelítő módszer, a Hartree-Fock módszer már a Schrödinger-egyenlet felállítása után nem sokkal megszületett. E megközelítésnek adta jelentős, az elektronsűrűségre alapozott egyszerűsítését Dirac rövid időn belül, ami aztán a napjaink alkalmazott kutatásaiban az egyik legelterjedtebben használt módszer, a sűrűségfunkcionál elmélet Becke3 kicserélődési-energia funkcionáljához vezetett több évtizeddel később. A szakdolgozat célja az említett két, sűrűségre alapozott megközelítés megismerése, illetve az utóbbi sikerének feltárása.
Szükséges készségek: angol szakirodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége
A normális Zeeman-effektus klasszikus magyarázata, avagy megérdemelt volt-e Lorentz Nobel-díja
Munka jellege: Irodalomfeldolgozás
Téma rövid leírása:
A színképvonalak mágneses térben való felhasadásának Zeeman által 1896-ban történt felfedezése után nem sokkal Lorentz meg is adta a felhasadás elméleti magyarázatát a „normális” esetben (minek eredményeképp 1902-ben közösen kapták meg a fizikai Nobel-díjat). Tekintve, hogy Lorentz magyarázata jóval a kvantummechanika kialakulása előtt született, kérdés, hogy mennyire volt megalapozott a felhasadás általa felvázolt elmélete, illetve tisztán klasszikus alapokon hogyan adhatta a jelenségnek kvantitatíve is helyes leírását. A szakdolgozat célja e kérdésekre választ adni, feldolgozva Lorentz elméletét és összehasonlítva azt a kvantummechanika órákon is tanult modern magyarázattal.
Szükséges készségek: szakirodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége
Faraday kontra Henry: az elektromágneses indukció felfedezése
Munka jellege: Irodalomfeldolgozás
Téma rövid leírása:
Az elektromágneses indukció 1831-ben történt felfedezését Faraday talán legnagyobb felfedezésének tekintik sok egyéb nagy horderejű felfedezése mellett. Azonban – mint az európai tudományos közösség később értesült – e felfedezést Henry Amerikában korábban megtette, bár felfedezését tudományos lapban nem publikálta. A szakdolgozat célja a két felfedezés körülményeinek és előzményeinek feltárása, hangsúlyt fektetve annak a kérdésnek a megválaszolására, hogy mennyire volt e felfedezés a „levegőben”, illetve mi akadályozta korábbi megtörténtét.
Szükséges készségek: Angol nyelvű irodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége
Munka jellege: Szakirodalom feldolgozás
Téma rövid leírása:
Ultragyors terahertzes impulzusok keltésére széleskörűen használják a kétszínű lézerimpulzusokkal keltett plazmákat. Azonban nincs megoldva a keltő lézerimpulzus és a keltett terahertzes impulzus sebességének az illesztése. Feladat a téma szakirodalmi áttekintése. Lehetséges sebességillesztési módszerek értékelése.
Szükséges készségek: Angol nyelv tudás
A kozmológiai állandó szerepe a Standard kozmológiai modellben
Munka jellege: Szakirodalom feldolgozása, oktatási vagy programozási fejezettel kiegészítve
Téma rövid leírása:
Magyar és angol nyelvű szakirodalom alapján megismerkedés az utóbbi néhány évben megfogalmazott Standard Kozmológiai Modellel, amely a modern megfigyelések elméleti értelmezését biztosítja. A kozmológiai állandó (sötét energia) jelenlétére utaló megfigyelések bemutatása és értelmezése, elméleti háttere.
Szükséges készségek: Angol nyelvű irodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége, alapvető analitikus és numerikus számolási készség
Fénynél gyorsabb részecskék a speciális relativitáselméletben
Munka jellege: Szakirodalom feldolgozása, oktatási vagy számolási fejezettel kiegészítve
Téma rövid leírása:
Angol nyelvű szakirodalom alapján megismerkedés a négyesimpulzus tulajdonságaival, különös tekintettel a térszerű esetre, amely fénynél nagyobb sebességű mozgást jelent. Térszerű négyesimpulzussal jellemzett részecskék tulajdonságainak vizsgálata: gyorsítás, emisszió, abszorpció, kauzalitási paradoxonok elkerülése.
Szükséges készségek: Angol nyelvű irodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége, alapvető analitikus és numerikus számolási készség.
Munka jellege: Szakirodalom feldolgozása, oktatási vagy programozási fejezettel kiegészítve
Téma rövid leírása:
A metaanyagok a természetben előforduló anyagoktól eltérő elektromos és mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, pl. a permittivitásuk és a permeabilitásuk is negatív. Következésképpen, a törésmutató is negatív, ami meglepő optikai viselkedést eredményez. A dolgozat témája az elektromos és mágneses mező meghatározásának a bemutatása metaanyag jelenlétében.
Szükséges készségek: Angol nyelvű irodalom értelmezésének és feldolgozásának képessége, alapvető analitikus és numerikus számolási készség
Munka jellege: Irodalomfeldolgozás, programozás
Téma rövid leírása:
Napjaink egyik legfontosabb fizikai kutatási területe a kvantumoptika és –informatika. Mint a legtöbb elméleti kutatásterületen, a számítások túlnyomó többsége itt is komputeres kódok használatával történik. Ebben nagy segítség az elsősorban analitikus számolásokhoz használható, ám konkurens társaihoz képest kevésbé ismert Maxima szoftver, mely jelentősen megkönnyíti a bonyolultabb analitikus problémák egyszerűbb alakra hozását. A hallgató feladata néhány kvantumoptikai, kvantuminformatikai fogalom és számolási eszköz/módszer megértése és ezek ismeretében egy új Maximafüggvénykönyvtár alapjainak létrehozása.
Szükséges készségek: Alapvető informatikai és kvantummechanikai ismeretek, angol nyelvtudás
Munka jellege: Irodalomfeldolgozás, programozás
Téma rövid leírása:
Napjaink egyik legfontosabb fizikai kutatási területe a kvantumoptika és –informatika. Mint a legtöbb elméleti kutatásterületen, a számítások túlnyomó többsége itt is komputeres kódok használatával történik. Ebben nagy segítség az elsősorban analitikus számolásokhoz használható Matlab szoftver, mely jelentősen megkönnyíti a bonyolultabb analitikus problémák megoldását. A hallgató feladata néhány kvantumoptikai, kvantuminformatikai fogalom és számolási eszköz/módszer megértése és ezek ismeretében egy új Matlabfüggvénykönyvtár alapjainak létrehozása.
Szükséges készségek: Alapvető informatikai és kvantummechanikai ismeretek, angol nyelvtudás
Munka jellege: Numerikus szimulációk végzése
Téma rövid leírása:
A nagyintenzitású terahertzes (THz-es) források számos új alkalmazás ígéretét hordozzák. Elképzelhető, hogy néhány éven belül kompakt, asztali méretű részecske- vagy röntgenforrásokat fognak meghajtani, amelyek akár orvosi vagy anyagvizsgálati célokra is használhatók. Ahhoz, hogy ez az ígéret megvalósulhasson, szükséges a THz-es források paraméterein javítani. A jelenleg legelterjedtebb technológiánál lítium-niobátot használnak optikai közegként, ahol lézerimpulzusok keltik a THz-es impulzusokat. A teljesítmény további növelése azonban komoly korlátokba ütközik. Előzetes számításaink és kísérleteink szerint kiutat jelenthet félvezető anyagok használata. A feladat THz keltés modellezése félvezető anyagokban, különös tekintettel esetleges limitáló tényezőkre (pl. többfotonos abszorpció, Kerr-effektus). Érdeklődés esetén lehetőség van a kísérleti munkába való bekapcsolódásra is.
Szükséges készségek: Angol nyelvű szakirodalom feldolgozása
Munka jellege: irodalom feldolgozás, kísérleti munka, számítógépes modellezés
Téma rövid leírása:
Egyre nagyobb szerepet kap a számítógép testmozgással való vezérlése, illetve a térfigyelő kamerák adatainak on-line kiértékelése. A szakdolgozatban a jelölt összehasonlító elemzést végez a létező módszerek között, elemzi a lézerrel végrehajtható információ szerzés fizikai (tartomány, felbontás, sebesség) korlátait. Közreműködik egy lehetséges módszer megépítésében és tesztelésében.
Szükséges készségek: optikai, elektronikai alapismeretek, programozás
Munka jellege: programozás/elméleti
Téma rövid leírása:
A szabadelektron lézerek során relativisztikus elektroncsomag repül keresztül egy sztatikus mágneses téren (undulátoron), mely során sugárzás keletkezik. A szabadelektron lézerek két legfontosabb típusa a Nagy erősítésű harmonikus generálás (HGHG), továbbá az Ön-erősített spontán emisszió (SASE). A feladat az elméleti háttér mellett, a GENESIS szabadelektron lézer szoftver megismerése és abban egy HGHG és/vagy SASE modell fel paraméterezése.
Szükséges készségek: alapszintű angol nyelvtudás, alapvető programozási ismeretek
Munka jellege: programozás/elméleti
Téma rövid leírása:
A lézerrel történő elektrongyorsítás az egyik legérdekesebb kutatási terület. Fontossága abban rejlik, hogy potenciális lehetőséget biztosít arra, hogy felváltsa a költséges lineáris gyorsítókat. Elméleti modellek tervei már megszülettek elektronok relativisztikus szintre való gyorsítására lézerimpulzusokkal. A feladat az elméleti háttér mellett a THz-es tartományba eső lézerimpulzusok felhasználhatóságának feltárása.
Szükséges készségek: alapszintű angol nyelvtudás, alapvető programozási ismeretek
Munka jellege:Téma rövid leírása:
A relativisztikus elektroncsomók manipulálására közel egy évtizede használnak THz-es impulzusokat. A dolgozat témája új részecskemanipulációs struktúrák szimulálása és vizsgálata numerikus módszerekkel.
Szükséges készségek:
Munka jellege: programozás (MATLAB vagy C)
Téma rövid leírása:
Amikor egy nemlineáris kristályban a nagyobb energiájú impulzusból a kisebb energiájú impulzusba alakul át az energia, optikai parametrikus erősítésről beszélünk (OPA). A nemlineáris kristály roncsolásának elkerülése és a hatásfok növelése érdekében a kisebb energiájú impulzust gyakran megnyújtják valamilyen csörpölési technikával. Ebben az esetben beszélünk optikai parametrikus csörpölt impulzus erősítéséről (OPCPA). A feladat az elméleti háttér megismerésén kívül egy már megírt, jól működő modell továbbfejlesztése, felhasználóbaráttá tétele, és kiterjesztése különböző nemlineáris kristályokra.
Szükséges készségek: MATLAB felhasználói ismerete, vagy alapvető C programozási ismeretek
Elektromágneses impulzusok dielektrikumban való terjedésének modellezése végeselem módszerrel
Munka jellege: irodalom feldolgozás, programozás
Téma rövid leírása:
Az elektromágneses impulzusok terjedésének modellezésére számos közelítő megoldás létezik, melyek elsősorban az impulzusok komplex térerősség-burkolójának terjedés során bekövetkező változását írják le. Ezek a közelítések sok esetben igen bonyolult nemlineáris folyamatokat is megfelelően kezelnek, ám a modelltől függően számos effektus elhanyagolásra kerül. A végeselem-módszerrel közelítések nélkül, közvetlenül a Maxwell-egyenletekből kiindulva oldjuk meg a hullámegyenletet, mellyel a más módszerek által elhanyagolt jelenségek is felfedik magukat. A dolgozat célja a végeselem-módszer megismerése és alkalmazása elektromágneses impulzusok diszperzív anyagon történő lineáris terjedésére.
Szükséges készségek: Matlab felhasználó szintű ismerete, angol nyelvű olvasásértés
A Gouy-fázis szerepe időtartománybeli terahertzes spektroszkópiai méréseknél
Munka jellege: analitikus számítások, irodalomfeldolgozás
Téma rövid leírása:
Az időtartománybeli terahertzes spektroszkópiai (Time Domain Terahertz Spectroscopy – TDTS) mérések esetén a terahertzes jel időbeli alakjából következtetünk vissza a vizsgált anyag fizikai jellemzőire. Az általánosan elfogadott kiértékelési eljárásnál a terahertzes impulzust síkhullámként képzelik el, így a vizsgált minta fizikai jellemzői könnyen meghatározhatók néhány egyszerű formulával. A szakdolgozat keretein belül azt vizsgáljuk meg, hogy amennyiben a síkhullám helyett Gauss-nyalábot feltételezünk, mekkora eltérést kapunk különböző anyagok esetén.
Szükséges készségek: Jó analitikus számítási készség, angol olvasásértés