Pozvané prednášky

	Václav Janiš, Fyzikální ústav AV ČR, Praha
	Komplexita, neuspořádanost a frustrace — teorie středního pole spinových skel (Nobelova cena za fyziku 2021) Komplexní systémy jsou makroskopické soustavy skládající se z velkého množství elementárních objektů stejného typu jako jsou atomy nebo molekuly jejichž vzájemné působení není přesně určitelné. Komplexita roste s mírou neuspořádanosti a pokud je systém frustrován a neexistuje uspořádání elementárních objektů, které nesplňuje požadavky působení všech vlivů, jednoznačné řešení ve formě ergodického Gibbsova stavu neexistuje. Existují mikroskopické modely s malým počtem parametrů, které chování frustrovaných komplexních systémů simulují. Prominentním příkladem je model spinového skla. Spinová skla jsou materiály obsahující atomy tranzitivních kovů (Fe,Mn) silně zředěných v kovové matrici vzácných kovů (Cu,Au, Pt). V důsledku zředění je vzájemná interakci magnetických momentů tranzitivních kovů frustrována mezi pero a antiferomagnetickou. Nízkoteplotní stav takového systému je sice uspořádán, ale nemá formu ani feromagnetu ani antiferomagnetu. Je to nová fáze magnetického, spinového skla. Kvalitativní řešení na úrovni statistického středního pole vzniku spinově skelné fáze našel G. Parisi, za které získal v roce 2021 Nobelovu cenu za fyziku. V úvodu přednášky osvětlím na základě analýzy experimentálních výsledků materiálů se spinově skelnou fází motivaci pro zavedení kanonického Edwardsova-Andersonova modelu spinových skel a shrnu pokusy nalézt řešení tohoto modelu včetně jejich fundamentech nedostatků v rámci klasické statistické fyziky. Centrálním bodem přednášky bude konečné řešení G. Parisiho v přiblížení středního pole. Vysvětlím jeho původní odvození replikovým trikem a narušením symetrie uměle zavedených replik původního modelu. Ve snaze nalézt volnou energii a termodynamickou interpretaci Parisiho řešení budu diskutovat problém existence termodynamické limity, narušení ergodicty a Eulerovy makroskopické homogenity. Získáme tak alternativní odvození Parisiho řešení s modifikovanou parametrizací. V závěru přednášky zmíním některé vlastnosti Parisiho řešení a alternativní modely spinových skel. [1] V. Janiš: Komplexita a neuspořádanost ve fyzikálních systémech od atomárních po planetární škály, Čs. čas. fyz. 72 (2022) 14-20. [2] V. Janiš: Introduction to Mean-Field Theory of Spin Glass Models, Chap. 8 in Lecture Notes of the Autumn School on Correlated Electrons: Many-Body Physics: From Kondo to Hubbard} (E. Pavarini, E. Koch and P. Coleman eds.), Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Modeling and Simulation, Vol. 5, Jülich 2015, ISBN:978-3-95806-074-6.
	Pavol Neilinger, Katedra experimentálnej fyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK, Bratislava
	Supravodivé fotónové detektory Detekovať žiarenie na úrovni jednotlivých fotónov je žiadúce v rôznych oblastiach fyziky; od astrofyziky, biofyziky až po kvantovú optiku a kvantovú informatiku. Spomedzi týchto detektorov vynikajú svojou citlivosťou, spektrálnym rozsahom a časovým rozlíšením práve supravodivé detektory. V tejto prednáške si predstavíme základné typy supravodivých detektorov a bližšie sa zameriame na nanodrôtový detektor, ktorý tvorí základný stavebný prvok kvantovej komunikačnej infraštruktúry. Jeho základnou súčiastkou je nanodrôt pripravený z tenkého filmu neusporiadaného supravodiča, ktorý dôsledkom absorpcie fotónu lokálne prechádza do normálneho stavu. Objasníme si fyzikálne princípy fungovania detektora a ukážeme, ako vývoj detektora spája oblasti supravodivosti, optiky, kryofyziky a mikrovlnnej elektroniky.
	Milan Ťapajna, Elektrotechnický ústav SAV, Bratislava
	GaN heteroštruktúrne tranzistory pre mikrovlnné a výkonové aplikácie V súčasnosti už sú na trhu dostupné mikrovlnné monolitické výkonové zosilňovače (MIMIC) na báze GaN tranzistorov s vysokou pohyblivosťou elektrónov (HEMT), zatiaľ čo vysoko efektívne GaN tranzistory pre nízkofrekvenčné výkonové aplikácie (napr. pre elektromobilitu) postupne vstupujú do fázy komercializácie. Tento relatívne rýchly vývoj bol možný najmä vďaka intenzívnemu výskumu, ktoré prinieslo nové poznatky o spoľahlivosti týchto súčiastok. V prednáške vysvetlíme princíp činnosti GaN HEMT súčiastok, kde sa zameriame na vznik 2-rozmerného elektrónového plynu (2DEG) v rôznych GaN heteroštruktúrach a popíšeme konštrukciu tranzistorov pre mikrovlnné ako aj výkonové aplikácie. V druhej časti sa zameriame na vysvetlenie degradačných mechanizmov špecifických pre oba typy GaN tranzistorov. Najskôr predstavíme metodológiu študovania týchto mechanizmov pomocou kombinácie elektroluminiscenčnej mikroskopie a elektrických meraní ako aj základné nástroje na zabezpečenie spoľahlivej prevádzky GaN súčiastok. Následne zosumarizujeme aktuálne poznatky v oblasti spoľahlivosti mikrovlnných ochudobňovacích tranzistorov ako aj výkonových obohacovacích GaN tranzistorov.
	Jaroslav Tóbik, Elektrotechnický ústav SAV, Bratislava
	Úvod do mikromagnetizmu V prednáške uvediem oblasť fyziky nazývanú mikromagnetizmus. Uvediem model pomocou ktorého sa počíta energia a dynamika magnetizácie v rámci mikromagnetického modelu. Popíšem typické a tradičné problémy počítané v rámci tohoto modelu - ako je napríklad pohyb doménových stien, rovnovážna magnetická štruktúra v mikro a nano-objektoch, či šírenie magnetických vĺn. Potom spomeniem aj modernejšie problémy sko sú napríklad exotické kvázičastice (vortexy, skyrmióny, hopfióny...), alebo existencia topologicky chránených vĺn v umelých magnetických kryštáloch.
	Ján Brndiar, Ústav informatiky SAV, v. v. i., Oddelenie paralelného a distribuovaného spracovania informácií
	Quantum Monte Carlo: application Quantum Monte Carlo (QMC) is a computational stochastics method to solve Schrödinger equation . First real applications started in the early 1960s and 1970s when it was used to study bosonic systems (mainly liquid He). It took another 10 years until the method was successfully used to study fermionic systems. This period culminated in the closing of the problem of the properties of a homogeneous electron gas, without which density functional theory (DFT) as we know it now would not exist. As computing power grew, the pressure to understand the electronic properties of heavier elements increased, resulting in the introduction of pseudopotentials and together with code development QMC became a powerful exact method to calculate ground state properties of small molecules and also their weakly bonded complexes. Applications of QMC methods that describe properties of extended systems still represent challenges. Based on the cross-section of the applications I will try to formulate a list of comments that constantly represent challenges for QMC applications to be similarly competitive as DFT or GW.
	Marián Mikula, Katedra experimentálnej fyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK, Bratislava
	Hard nanostructured coatings: what is behind their excellent mechanical properties? Hard coatings, mainly based on nitrides but also diborides of transition metals, represent a group of ceramic materials with great application potential in demanding engineering applications. The combination of strong chemical bonds and the nanostructured character of the coatings creates interesting material systems whose mechanical properties differ significantly from their bulk equivalents. On selected hard coatings, we will show how the decomposition of solid solutions caused by high-temperature exposure contributes to the increase in hardness. We will also demonstrate the improvement of mechanical properties by forming nanocomposites. Finally, we will show the weaknesses of hard coatings and modern approaches to their improvement. This work is supported by the Slovak Research and Development Agency (Grant No. APVV-21-0042), Scientific Grant Agency (Grant No. VEGA 1/0296/22) and supported under the Operational Program Integrated Infrastructure for the project: Advancing University Capacity and Competence in Research, Development, and Innovation (ACCORD), co-financed by the European Regional Development Fund.
	Dušan Lorenc, Medzinárodné laserové centrum CVTI SR
	Nobelova cena za fyziku 2023: Attosekundy V roku 2023 bola Nobelova cena za fyziku udelená trojici P. Agostini, F. Krausz a A. Huillier za '…demonštráciu extrémne krátkych impulzov svetla, ktoré je možné použiť na meranie veľmi rýchlych procesov pri ktorých sa elektróny pohybujú alebo menia svoj energetický stav.' V prednáške sa zameriam na stručný historický prehľad, kľúčové experimenty a fyzikálne pozadie problematiky attosekundovej vedy.
	Peter Bokes, Ústav jadrového a fyzikálneho inžinierstva, Fakulta elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave
	Transport elektrónov cez molekuly a nanokontakty V prednáške budú uvedené príklady experimentálnych meraní transportu elektrónov cez molekuly a nanokontakty z obdobia posledných 20 rokov a prehľad teoretických modelov, ktoré majú za cieľ takýto transport náboja opísať. Teoretické koncepty ako sú lokálna hustota elektrónových stavov, nerovnovážna Greenova funkcia a selfenergia sú pre formuláciu výpočtov transportu veľmi dôležité, a preto ich zavedenie vyžaduje okrem množstva matematických odvodzovaní (ktoré nepatria na prednášku) aj istý celkový náhľad, ktorému sa budeme venovať.
	Tomáš Roch, Katedra experimentálnej fyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK, Bratislava
	Analýza tenkých vrstiev rozptylom RTG lúčov - ako nezablúdiť v reciprokom priestore Pri ožiarení kryštalického materiálu vhodným röntgenovým lúčom môžeme zaznamenať transformovaný obraz periodického usporiadania atómov, kde je mnoho užitočných informácií, ktoré na prvý pohľad nie je ľahké rozpoznať. Ukážeme si ako tieto informácie dešifrovať vhodným pohľadom, meraniami za pomoci dostupných zariadení a s použitím aj voľných softvérových nástrojov.
	Róbert Tarasenko, Ústav fyzikálnych vied, Prírodovedecká fakulta, Univerzita P.J. Šafárika v Košiciach
	Kvantové magnety ako nekonvenčné refrigeranty so zvýšeným magnetokalorickým javom pri nízkych teplotách Konvenčný magnetokalorický jav (MKJ) je založený na ohreve (normálny MKJ) alebo chladení (inverzný MKJ) systému vystaveného rastúcemu vonkajšiemu magnetickému poľu. Pre kvantitatívny popis MKJ sú podstatné dva parametre: zmena izotermálnej magnetickej entropie (ΔSM) a adiabatická zmena teploty (ΔTad). Uvedené parametre sú ovplyvnené veľkosťou zmeny vonkajšieho magnetického poľa. V posledných rokoch sa v oblasti magnetického chladenia dostáva do popredia téma rotačného magnetokalorického javu. Ochladenie vzorky sa dosiahne jednoduchou rotáciou magnetokalorického materiálu v konštantnom magnetickom poli z ľahkej do ťažkej osi magnetizácie. Zvýšený magnetokalorický jav je zároveň možné pozorovať aj v kvantových magnetoch, ktoré majú veľký aplikačný potenciál pre dosahovanie veľmi nízkych teplôt.
	Vladimír Tkáč, Ústav fyzikálnych vied, Prírodovedecká fakulta, Univerzita P.J. Šafárika v Košiciach
	Univerzálne anomálne správanie skiel pri nízkych teplotách Tepelná vodivosť k(T) a tepelná kapacita Cp neusporiadaných systémov sa pri nízkych teplotách vyznačujú teplotnou závislosťou, ktorú nie je možné popísať debyeovým modelom (k(T), Cp ~ T3), ktorý veľmi dobré funguje pri popise správania monokryštálov. Pod teplotnou približne T = 1 K, sa tepelná vodivosť vyznačuje k(T) ~ T2 a Cp ~ T. Toto správanie bolo úspešne vysvetlené pomocou tunelového modelu. V teplotnej oblasti medzi 2 K < T < 20 K sa v Cp/T3 nachádza dodatočné maximum, ktoré sa nazýva Bozónov pík (BP). Súčasne sa v rovnakej teplotnej oblasti v tepelnej vodivosti nachádza plató (k(T) = konšt.), ktoré poloha koreluje s polohou BP. Pôvod tejto druhej anomálie je 50 rokov od jej objavu v sedemdesiatych rokoch minulého storočia stále nejasný a je predmetom diskusii. Univerzalita spomínaných vlastností spočíva v tom, že tieto javy sú pozorované vo všetkých neusporiadaných systémoch.
	Peter Skyba, Ústav experimentálnej fyziky SAV, Košice
	Supratekuté hélium-3 – modelový systém pre kvantovú fyziku Fázový prechod hélia-3 do supratekutého stavu je považovaný za jeden z najkomplexnejších fázových prechodov v prírode spontánne narušujúci niekoľko symetrií. Vďaka tejto komplexnosti supratekuté fázy hélia-3 poskytujú prakticky neobmedzené možnosti na realizáciu rôznych modelových experimentov, pomocou ktorých je možné študovať celú plejádu fyzikálnych javov a procesov. Jednak ide o procesy a javy presahujúce naše súčasné technické a technologické možnosti, napríklad v oblasti kozmológie, fyziky vysokých energií, atď. , ale aj fyzikálne procesy a javy teoretický predpovedné kvantovou fyzikov (napr. Majorana častice). Cieľom prednášky je oboznámiť účastníkov školy s fyzikálnou podstatou supratekutosti hélia-3, javmi spojenými s touto komplexnou supratekutosťou, a uviesť niekoľko príkladov realizácie modelových experimentov: modelovanie horizontu udalosti, modelovanie vlastnosti qu-bitu a ukázať, ako takýto supratekutý systém môže pracovať ako kvantový rezonančný zosilňovač.
	Jozef Uličný, Ústav fyzikálnych vied, Prírodovedecká fakulta, Univerzita P.J. Šafárika v Košiciach
	XFEL - RTG laser na princípe voľných elektrónov a jeho možné využitia RTG lasery na princípe voľných elektrónov sú nateraz najbriliantnejšie zdroje koherentného žiarenia v mäkkej ale najmä tvrdej rentgenovskej oblasti. V prednáške opíšem základné charakteristiky a princípy fungovania jedného z najlepších - European XFEL zo svojho pohľadu užívateľa, člena projektu HEU na vytvorenie novej metodiky, ale aj príklady použitia experimentálnej stanice SPB/SFX prípadne MID. Keďže Slovensko je akcionárom EuXFEL s menej ako adekvátnym využitím možností EuXFEL, predmetom prednášky na záver môže byť aj ako byť úspešný v beamtime proposaloch z pohľadu člena panelu expertov na prideľovanie meracích časov.
	František Kundracik, Katedra experimentálnej fyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK, Bratislava
	Galileo Galilei a vznik vedeckej metódy poznania Galileo Galilei bol velikánom vedy v období neskorej renesancie. Jeho zásluhou nastal rozvoj experimentálneho skúmania prírody a jej matematického opisu. Galileove objavy a vynálezy z oblasti mechaniky a astronómie boli revolučné a vďaka jeho pôsobeniu na univerzite v Padove sa informácie o nich rozšírili do celej Európy. Na prednáške si povieme podrobnejšie o najvýznamnejších Galileových objavoch a predvedieme aj kľúčový experiment z mechaniky, závery ktorého boli jedným z pilierov Newtonovskej fyziky.

Zborník abstraktov

Kontakt

Dôležité dátumy

Prezentácie

Zborník konferencie

Organizátori