KÍSÉRLETI FIZIKAI TANSZÉK


A JATE Kísérleti Fizikai Tanszék tudományos profilja a szilárdtestfizika, különös tekintettel a lézerfény-anyag kölcsönhatásokra, illetve fizikai rendszerekben fellépô zajok vizsgálatára. A fény-anyag kölcsönhatások köre az utóbbi idôben bôvült a nagy intenzitásoknál fellépô jelenségek vizsgálatával, beleértve a megfelelô elektromágneses terek keltését. Ezen tudományos irányok mellett csillagászati és szakmódszertani kutatásokat folytatunk.

A tanszéken folyó tudományos munka színvonalának legkifejezôbb mércéje a tudományos eredmények (hivatkozások és meghívott eloadások számában mérhetô) kiemelkedô nemzetközi visszhangja, továbbá a tanszék hazai és különösen a nemzetközi aktív kapcsolatainak magas száma.

A magas színvonalú kutató munka az alapja a tanszék széleskörű oktató tevékenységének. A tanszéken folyó fizika oktatás kísérleti jellegű. A részben hagyományokhoz kötôdô, részben a társadalom elvárásaihoz illeszkedô kísérletes oktatás megôrzése, további fejlesztése érdekében a tanszéken folyó elôadások során nagyon sok kísérletet mutatunk be, az eszközpark folyamatosan bôvítésére különös figyelmet fordítunk. Az egyetemi hallgatókat a graduális képzés ideje alatt szívesen foglalkoztatjuk a kutató laboratóriumainkban, arra ösztönözzük ôket, hogy korán kapcsolódjanak be a tudományos diákköri munkába. A posztgraduális képzés keretében aktívan részt veszünk a doktori programban és a tanártovábbképzéseken.

A tanszéken folyó oktató-kutató munka összhangjára igen nagy figyelmet fordítunk. Az új kutatási eredményeket igyekszünk gyorsan megjeleníteni az oktatásban. A tananyag modernizálásával rugalmasan alkalmazkodunk a korszerű tanár- és kutatóképzés alapvetô feltételeihez.
 

Nagy intenzitású elektromágneses terek keltése

A 1020 W/cm2 intenzitás felett lejátszódó folyamatok a fény-anyag kölcsönhatásnak egy új mérföldkövét jelentik, ahol az atomok belsô térerejének hatása már ehanyagolható. Ilyen kölcsönhatások tanulmányozása (illetve a szükséges intenzitások elôállítása) a modern fizikai kutatások homlokterében álló feladat. Ebbe a nagyságrendbe esô intenzitások elôállítása napjainkban csak lézereken alapuló, általában igen költséges berendezésekkel tűnik lehetségesnek.

Az ultraibolya excimer gázlézerek igen jelentôs elônye - a rövid hullámhosszból, a minimális optikai torzításból, illetve az ultrarövid impulzusidôbôl adódóan -, hogy igen magas fókuszált intenzitások állíthatók elô a kimeno energia - ezzel együtt a méretek és a költségek - köztes szinten való tartása mellett.

A rövid ultraibolya impulzusok felület megmunkálás céljára történô alkalmazása is igen perspektivikus, mivel a rövid impulzus idôbôl adódóan termikus roncsolódással nem kell számolnunk, másrészt a rövid hullámhossz miatt a térbeli feloldás igen nagy. Eredményei alapján a kutatócsoport a nagy intenzitású lézerfizika területén nemzetközileg elismert.

Lézerfény-anyag kölcsönhatási laboratórium

Az elmúlt években elsôsorban fémek lézeres oxidációja, illetve a lézeres fémleválasztás témakörben értünk el figyelemre méltó eredményeket. Meghatároztuk a fémek folytonos és impulzusüzemű lézeres besugárzás hatására bekövetkezô oxidációjának kinetikai és dinamikai paramétereit, s megadtuk a lézeres oxidáció mechanizmusát leíró, kísérleti eredményeinkkel összhangban lévô elméleti modelljét.

Zajkutatás

Fontos eredményeink születettek az 1/f zaj vizsgálatában (több új 1/f zaj modell, az 1/f zaj számos új tulajdonságának felismerése). Kiemelkedô eredményeket értünk el a magas hômérsékletű szupravezetôkben fellépô zajjelenségek elméleti és kísérleti vizsgálatában. Új modellt adtunk a vékonyréteg elemek elektromos degradációjának vizsgálatára. Analóg, numerikus és elméleti vizsgálatokat végeztünk a sztochasztikus rezonancia területén (1/f zajú gerjesztések).

Megalapoztuk a nem-dinamikai rendszerekben lejátszódó sztochasztikus rezonancia elméletét. Elsôként mutattunk egy olyan sztochasztikus rezonátort, amely képes a jel/zaj növelésére. Az eredmények nagymértékben hozzájárultak a jelenség pontosabb megismeréséhez, és alkalmazási lehetôségeihez.

Csillagászati kutatások

A Szegedi Csillagvizsgálóban végzett fotoelektromos fotometriai méréseink alapján változócsillagok asztrofizikai vizsgálatával foglalkoztunk. Pulzáló és fedési kettôs csillagok fényváltozási periódusát határoztuk meg modern matematikai módszerekkel. A fénygörbe jellemzôinek (amplitudó, periódus, fázis) idôbeli változása lényeges információt szolgáltat a csillag felépítésérôl, fejlôdésérôl. Ennek kimutatása céljából az elsôk között alkalmaztuk a wavelet transzformációt. Kimutattuk elônyeit a korábbi eljárásokkal (Fourier analízis) szemben a különbözô modulációk esetén. A csillagok fényváltozásának periódusából az égitestek fizikai paramétereire következtettünk. A periódus idôbeli változása alapján fedési kettôsöknél harmadik komponenst, pulzáló csillagoknál kettôsséget mutattunk ki. Újabban kisbolygók forgásuk miatti fényességváltozását is vizsgáljuk CCD kamerás felvételeink alapján. A csillagászat oktatásába beillesztjük a legújabb eredményeket.

A fizikaoktatás eredményeinek vizsgálata, a tanulói aktivitást fejlesztô modern módszerek kidolgozása

Kutatásunk során széleskörű reprezentatív hazai vizsgálatokat végeztünk a tanulók természettudományos tudásszintjére vonatkozóan. Eredményeinket egybevetve nemzetközi (elsôsorban nyugati és távolkeleti) oktatási teljesítményekkel hozzájárultunk a magyar fiatalok természettudományos tudásának reális megítéléséhez. A modern technika tantárgyi alkalmazási lehetôségeinek kidolgozásával (számítógépes szimulációk, új kísérletek kifejlesztése és alkalmazása a tehetséggondozásban, tananyagfejlesztés) meghatározó szerepet töltünk be a középiskolai fizikatananyag módszereinek modernizálásában, a tanulók fizika tantárgyi attitűdjének javításában.