English

Tanszék áttekintő

 

Asztrofizika

 

Az asztrofizika jelenleg a fizika ágai közül az egyik leggyorsabban fejlődő tudományterület, mert a technológia az elmúlt évtizedben tette lehetővé a 10 méter átmérőjû tükrös távcsövek, az ûrteleszkópok, a számítógéppel vezérelt észlelőberendezések létrehozását. Ezekkel a korábbiaknál sokkal távolabbi objektumok is megfigyelhetők, ma már 12 milliárd éves galaxisokról is tudunk képet készíteni. A Sloan Digital Sky Survey automata, New Mexico-ban lévő távcsöve éppen most, 5 év alatt készít az északi égboltról jó felbontású digitális térképet. Kutatásokat végzünk nukleáris módszereket felhasználó környezettudományi témákban: a radon és leányelemeinek koncentrációja, nemesfémek megnövekedett mennyiségben történő felbukkanása, valamint kőzet- és talajminták radioaktív sugárzásának minőségi és mennyiségi meghatározása. Kutatásokat végzünk nukleáris szilártestfizika témakörben a szinkrotronsugárzás nukleáris rezonanciaszórásának tanulmányozása területén. 

 

A hazánkban egyedül nálunk folyó modern asztrofizikai képzésben, a nemzetközi kutatócsoportokkal fenntartott aktív kapcsolat eredményeképp világszínvonalon is versenyképes asztrofizikusokat nevelünk. Tanszékünk gondozza az Asztrofizika Szakirányt. Ennek keretében 6 kötelező és 5 speciális előadást ajánlunk az asztrfizikára szakosódó negyed- és ötödéves fizikushallgatóknak. Kutatómunkánk többek között átfogja az Ősrobbanásban, csillagokban és szupernovákban folyó nuleoszintézist, az extragalaktikus asztrofizikát, a magnetohidrodinamikai szimulációkat, az Ősrobbanást követő kozmológiai fázisátalakulások tanulmányozását is.

 

Civilizációnk egyre növekvő energiafelhasználása és energiahordozó-készleteink végessége, valamint az ipari technológiák környezeti hatásai jelentős kérdéseket vetnek fel napjainkban. Ezen kérdéskör fizikai vonatkozásainak környezetcentrikus felfogású természettudományos igényû oktatása és kutatása a feladatunk. A legfontosabb témakörök: nukleáris környezetvédelem, energetika, zaj- és hőszennyezések, környezeti áramlások, elektromágneses környezetszennyezés. Tanszékünk e témák ismertetésével, hozzájuk kapcsolódó laboratóriumi és számítógépes gyakorlatokkal vesz részt a TTK multidiszciplináris környezettan tanári szak oktatásában.

 

Nagyenergiás kísérleti fizika 

 

Az elmúlt évtized egyik legérdekesebb magfizikai felfedezése az egyes stabilitástól távoli könnyű atommagok "glória"- (nagy térbeli kiterjedésu utolsó nukleon(ok)) és "Borromean"-típusú (kötött háromtest-rendszer, amelynek nincs stabil kéttest-alrendszere) szerkezete volt. Új elméleti és kísérleti eredményeket értünk el ebben a témában: a 11Li alacsony energiájú dipólrezgése, a 8He=4He+4neutron szerkezete, a 6He=4He+2neutron szerkezete és béta-bomlása és a 8B proton-glóriája tanulmányozásával. Széles nemzetközi együttműködésben folyó kutatásaink középpontjában ezen egzotikus atommagok tulajdonságainak vizsgálata mellett az asztrofizikai jelentőségű magreakciók vizsgálata áll.

 

A kémiai elemek az osrobbanásban, csillagokban és szupernovákban születnek. A megfigyelt elemgyakoriságok magyarázata az elemszintézist végző magreakciók részleteinek pontos ismeretét kívánja meg. Megvizsgáltuk azokat a neutronbefogási hatáskeresztmetszeteket, amelyek neutronban gazdag környezetben (pl. az ősrobbanást követo inhomogén tartományokban, illetve a szupernovákban) végbemenő nukleoszintézis során az A=8 "stabilitási szakadék" alternatív áthidalását, valamint a 12C-nél nehezebb atommagok felépülését meghatározzák. Tanulmányozzuk a Napunkban, illetve vörös óriáscsillagokban lejátszódó magreakciókat a Nap-neutrinó-fluxusok, illetve a szén- és oxigénszintézis pontosabb megértése céljából.

 

Asztro-részecskefizika 

 

A világegyetem megfigyelt tulajdonságai közül néhány meghatározó fontosságúnak, mint a sötét anyag alkotórészeinek, az anyag-antianyag szimmetriának az eredete vagy az extrém sűrűségű kisméretű csillagok belső szerkezete minden bizonnyal részecskefizikai hátterű. Az értelmezésüket célzó vizsgálatok kiindulópontja az erős és elektrogyenge kölcsönhatású anyag kvantum alapállapotának, illetve az alapállapot gerjesztési spektrumának  meghatározása. Az alapállapotnak a hőmérséklettől és a megmaradó kvantumszámok sűrűségétől függő változásai, esetleges fázisátalakulásai a kvantumtérelmélet módszereivel tanulmányozhatók. A legértékesebb meghatározandó összefüggés a gerjesztések alkotta közeg állapotegyenlete, amely nélkülözhetetlen információ az Univerzum történetét, valamint a csillagfejlődés egyes állapotait meghatározó egyenletek megoldásához.

 

Az Atomfizikai Tanszék kutatói az MTA-ELTE Statisztikus és Biológiai Fizika Kutatócsoporttal szoros együttműködésben, az optimalizált perturbációs elmélet különböző változatait fejlesztve, egyre pontosabb közelítő eljárásokat dolgoznak ki a kvark-gluon plazma állapotegyenletének meghatározására, illetve átmenetére a hadronikus fázisba. Jelenleg a két-részecske-irreducibilis (2PI) Feynman diagrammokat használó közelítés nagypontosságú megoldását tanulmányozzák az ún. effektív kvark-mezon modell különböző változataiban. Az alapállapot tanulmányozásának másik módszere a Renormalizációs Csoport egyenletek (RGE) megoldása. A Higgs-potenciál stabilitása a csoport aktuális kutatásainak másik fókuszpontja, amellyel  a Standard Modellen túli fizika megjelenésének energiaskáláját igyekeznek behatárolni.

 

A csoportnak két aktív permanens alkalmazású és egy emeritusz szenior tagja van. Jelenleg egy posztdoktorral és 4 doktorandusszal együttműködésben végzik kutatásaikat. Az elmúlt 15 évben a csoportban PhD fokozatot szerzett nyolc diák mindegyike  posztdoktori alkalmazásban folytatta tovább kutatásait, Németország, Japán és Magyarország vezető egyetemein , illetve kutatóintézeteiben. A csoport évente közös szemináriumot rendez a Graz-i Egyetem Elméleti Fizikai Intézetével, továbbá intenzív az együttműködése az École Polytechnique (Palaiseau, Franciaország) kutatóival.