Rövid impulzusok excimerekben történő erősítésekor a kimenő energiát a kicsiny telítési energiasűrűség korlátozza. Nyilvánvaló megoldást az erősítéshez rendelhető nyalábkeresztmetszet növelése jelent. Kisüléssel gerjesztett excimer erősítőkben ezt a gerjesztő elektromos kör keresztmetszetének növelésén keresztül lehet elérni, ami az elektromos kör lassulásához, ezáltal a kisülés paramétereinek romlásához vezet. Lehetségesnek látszik két kisülést úgy egymást mellé helyezni, hogy – az elektromos gerjesztés paramétereinek lényeges megváltoztatása nélkül – optikailag egyesítsük a két kisülés keresztmetszetét, ami az erősítő kimenő optikai paramétereiben kétszeres növekedést eredményez. A kutatás célja egy ilyen optikai erősítő létrehozása, illetve elektromos és optikai karakterizálása.

A KrF molekula B->X átmenetének sávszélessége mintegy 3 mm, ami az elvi lehetőségét hordozza <50 fs-os impulzusok erősítésének. Ugyanakkor az emissziós hatáskeresztmetszetnek a spektrális függése miatt a kisjelű erősítés tartományában az erősített jel spektrálisan beszűkül az 1 nm-es sávszélesség alá, ami limitálja az elérhető legkisebb impulzusidőt. A központi spektrális komponens „energia elszívó” hatását ki lehet küszöbölni, ha a különböző spektrális komponenseket térben elkülönítve erősítjük. Ez jól megvalósíthatónak látszik a korábban általunk excimerekre bevezetett ún. „spatially-evolving-chirped pulse amplification” elvének az alkalmazásával. A kutatás célja egy ilyen erősítési séma realizálása, és 50 fs alatti impulzusidejű impulzusok erősítésének demonstrálása.

Általánosan kapcsolónak tekinthető minden olyan elem, amely két, különböző állapotot vehet fel egy áramkörben. A kapcsoló „jósága” a két állapotra jellemző komplex impedancia különbözőségével, illetve a két állapot közötti átmenethez szükséges idővel jellemezhető. Egyike a legjobb dinamikus tulajdonságokat mutató kapcsolóknak a mágneses telítődést használó kapcsolók. A diplomamunka (szakdolgozat) témája ezen kapcsolók kísérleti és elméleti vizsgálata, s az eredmények birtokában a kapcsoló kapcsolási tulajdonságainak javítása.

Rövid impulzusok impulzusideje alatt bekövetkező gyors törésmutató változások jelentősen modulálhatják az impulzus fázisát, ami új spektrális komponensek keletkezéséhez vezet. A szélesebb spektrum még rövidebb impulzusok keltésének potenciális lehetőségét biztosítja. A diplomamunka (szakdolgozat) témája egyrészről az ultraibolya tartományban is alkalmazható önfázis modulációs eljárás vizsgálata, másrészről az önfázis moduláció megjelenéséhez kötődő egyéb zavaró jelenségek kiiktatása.

Napjainkban az ipar több ágában (így a félvezetőgyártásban is) megnőtt az igény az egyre kisebb sávszélességű UV lézerek használatára. Az egyik lehetőség az excimerlézerek sávszélességének csökkentése. Azonban fizikai okokból az UV tartományban lényegesen nehezebb a lézerek sávszélességét szűkíteni, mint a látható hullámhosszakon. Éppen ezért az UV excimer lézerek sávszélességének csökkentése mellett alternatív lehetőség - egy, a látható tartományban működő - keskeny sávú festéklézer építése, majd ennek jelét frekvenciakétszerezve áttérni az UV tartományba.

A diplomamunka (szakdolgozat) témája az ismert sávszélesség csökkentő eljárások megismerése és kísérleti alkalmazása, valamint a közel monokromatikus jelek frekvenciakétszerezésekor és erősítésekor lejátszódó fizikai folyamatok tanulmányozása.

Homogén elektromos kisülések gerjesztése általában gyors felfutású és előimpulzusoktól mentes elektromos gerjesztő impulzusokat igényel. Abban az esetben, ha a gyors felfutást mágneses telítődésen alapuló áramkörökkel biztosítjuk, egy nem kívánatos előváll keletkezik, ami a kisülés homogenitását lerontja. Célunk, olyan megoldások keresése illetve áramkörök kifejlesztése, amelyek előimpulzustól mentes, és gyors felfutású gerjesztő impulzusok keltésére alkalmasak.

A nagy teljesítményű ultrarövid lézerimpulzust szilárdtest felületére fókuszálva forró, sokszorosan ionizált atomokat tartalmazó plazma keletkezik. Ennek egyik legizgalmasabb alkalmazása az ultrarövid röntgen-impulzusok előállítása. A különböző rendszámú anyagok lágy röntgen spektrumának vizsgálata az 1-50 nm tartományban információt ad a röntgenlézer gerjesztési mechanizmusokról.

A diplomamunka témája lágy röntgen és extrém ultraibolya spektroszkópia, a forró anyag tulajdonságainak vizsgálata széles spektrumtartományban a nagyintenzitású lézerlaboratóriumban. Az ultrarövid lézerimpulzusokkal felgyorsított elektronok a belső héjakat is gerjeszteni tudják, a gyors rekombinációkor ultrarövid röntgenimpulzusok keletkeznek a K-héj gerjesztése esetén, amely a rendelkezésre álló kristály-spektrométerrel tanulmányozható.

A lézertechnika gyors fejlődése, az ultrarövid lézerimpulzusok elérhetősége ma már koherens attoszekundumos (10^-18 s)  impulzusok létrehozását is lehetővé teszi. a látható impulzusok magas harmonikusaival. A látható lézerek rövid impulzusai általában egy hosszabb előimpulzust követnek. Nagy intenzitások esetén akár a kisebb előimpulzus is elégséges lehet ahhoz, hogy plazmát keltsen. A tiszta körülményekhez nagy kontraszt szükséges. Egy lehetséges módszere az impulzustisztításnak a plazma-tükör. Ha a nyalábot egy szilárd targetre fókuszáljuk úgy, hogy az előimpulzus még ne keltsen plazmát, a főimpulzus pedig nem sokkal a plazmaküszöb fölött van, akkor a sima felület az előimpulzust csak gyengén reflektálja, a rövid impulzust pedig nagy hatásfokkal visszaveri, a visszavert nyaláb előimpulzusa kisebb lesz. Az így tisztított impulzust infravörös lézerek esetén több csoport sikerrel alkalmazta magas harmonikusok keltésére. A diplomamunkában a hallgató kísérletileg vizsgálja meg a plazmatükör létrehozását KrF lézerrel. Meghatározza, hol kezdődik a plazma-tükör effektus, meghatározza a reflexió mértékét, és adott esetben optimalizálja különböző impulzushosszak esetére. Megvizsgálja a reflektált nyaláb terjedési tulajdonságait. A kísérletekhez a Kísérleti Fizikai Tanszék Nagyintenzitású Laboratóriumában a KrF lézerrendszer rendelkezésre áll.
Elvárások: angol nyelvtudás, kísérleti munkához való affinitás, számítógépes ismeretek (a LABVIEW ismeret előny).

Ultrarövid lézerimpulzussal keltett plazma interferometrikus vizsgálata
(BSc szakdolgozat, Csáti Dániel)
Témavezetők: Dr. Földes István tudományos tanácsadó, c. egyetemi tanár

A plazmasűrűség és eloszlásának méréséhez az interferometria a legpontosabb módszer, úgyhogy az interferometrikus sűrűségmérés alapvető diagnosztika a lézerplazma kutatásokban. A szakdolgozatban a hallgató felépít egy interferométert a lézerplazma kölcsönhatásokhoz használt lézer hullámhosszának kétszeresén. Mivel a diagnosztikai nyaláb és a fő impulzus ugyanabból az oszcillátorból származik, optikai késleltetés után vizsgálja széles időskálán a plazmagömb tágulását. Megvizsgálja, hogy mi az a legrövidebb késleltetés, ahol még értékelhető interferogramm kapható, a későbbiekben ugyanis erre lesz szükség a plazmában keltett mágneses tér meghatározásához. Abel-inverzióval meghatározza a sűrűségeloszlást az idő függvényében.

A kísérletekhez a Kísérleti Fizikai Tanszék Nagyintenzitású Laboratóriumában a KrF lézerrendszer rendelkezésre áll.

Elvárások: angol nyelvtudás, kísérleti munkához való affinitás, számítógépes ismeretek (a LABVIEW ismeret előny).

A német természettudományos oktatás innovatív programjának elemei és tapasztalatai hasznosíthatók lehetnek a hazai megújulásban, különös tekintettel a leány tanulók kedvezőtlen tantárgyi attitűdjének megváltoztatására.

Követelmény: tanár szakos hallgató, német nyelvű irodalom, információ gyűjtés az Internetről (is)

A nagy volumenű nemzetközi tudásszintmérés és attitűd vizsgálat nyilvánosságra hozott adatainak elemzése, a természettudományos kérdések vizsgálata hasznos információt adhatnak a természettudományos tananyag fejlesztéséhez.

Követelmény: tanár szakos hallgató, pedagógiai, szociológiai vizsgálati módszerek ismerete, számítógépes ismeretek

A hazai közoktatásban megjelenő technikai lehetőségek (pl. digitális tudásbázis, interaktív tábla, stb.) az iskolai fizika tananyag megújulását igénylik. A hallgató feladata egy téma feldolgozása felhasználóbarát, tanulói aktivitáson alapuló multimédiás formában.

Követelmény haladó szintű számítógépes ismeretek, álló- és mozgóképek digitalizálás, prezentációk, on-line tananyag készítése

Az iskolai természettudományos tanítás egyre nehezebben tud megfelelni a társadalmi igényeknek: a mindenki számára szükséges modern természettudományos ismeretek tanulók számára vonzó átadásának. A témát választó hallgató feladata olyan kísérletek kifejlesztése /gyűjtése, tervezése, kivitelezése /, amelyek bővítik az integrált természettudományos tanítás szemléltetési lehetőségeit és segítik a mindennapokhoz kapcsolódó jelenségek, fogalmak /pl.: táplálkozás, keringés, légzés, ...stb./ minél sokoldalúbb bemutatását. A szakdolgozati munkához hozzátartozik a kísérletek iskolai kipróbálása és a tanítási tapasztalatok összegzése is.A témához szükséges irodalom főleg angol nyelven áll rendelkezésre.

Feladat: Az Interneten elérhető csillagászati dokumentumok tanulmányozása. A HTML nyelv megismerése, lapszerkesztés elsajátítása. Magyar nyelvű csillagászati oldalak tervezése, megírása, az Interneten való megjelenítése. Angol nyelv és számítógép-kezelői ismeretek szükségesek.

Feladat: Csillagászati célokra használt építmények bemutatása a kőkortól (Stonehenge, stb.) a mai napig (modern obszervatóriumok). Interneten elérhető oktatási anyag elkészítése.

Feladat: Hosszú periódusú pulzáló változócsillagok fénygörbe analízisének, a periódus meghatározás módszereinek elsajátítása, periódusváltozások kimutatása. Fizikai paraméterek meghatározása a pulzációs periódusok alapján. Pulzáló változócsillagok modelljeinek vizsgálata. A témából legalább egy angol nyelvű publikáció megírása. Az angol nyelv és programozási ismeretek szükségesek.

 A feltevés, miszerint az összes klasszikus anyagi mező, így a fotonok is csak egy 3+1 dimenziós hiperfelületen, (a bránon) terjedhetnek míg a gravitáció ennél magasabb térdimenzióban is hathat, olyan régóta meg nem válaszolt kérdésekre jelenthet megoldást, mint például a hierarchia probléma. A legegyszerűbb brán-modell 5 dimenziós. A gravitáció leírására az általunk érzékelhető 3+1 dimenziós világban a módosított Einstein egyenlet alkalmas. Az általános relativitáselméletben egy gömbszimmetrikus kompakt objektum külső téridejét vákuum esetén a Schwarzschild metrika írja le. Egy ötdimenziós brán világban azonban a bulk gravitációs hatása miatt korrekciókat kell alkalmazni.
 A brán-modellben egy statikus és gömbszimmetrikus objektum külső téridejét (vákuum esetén) Dadhich, Germani és Maartens vizsgálták. Az általuk kapott megoldás formailag a jól ismert Reissner-Nordström megoldáshoz hasonlít. Az eredeti Reissner-Nordström megoldásban az elektromos töltés négyzete, náluk viszont az árapálytöltés (q) első hatványa szerepel, s így az általuk használt metrikában az árapálytöltés mindig pozitív, habár a brán-modellben q előjele nem korlátozott. Tehát a bránon lévő fekete lyukat egy árapálytöltéssel rendelkező fekete lyukként írjuk le. Egy ilyen fekete lyuk két paraméterrel rendelkezik; az m tömegével és a q „töltésével”. Ha q pozitív, a megoldás teljesen megegyezik a Reissner-Nordström megoldással. Abban az esetben, ha q<m^2 a fekete lyuknak két horizontja lesz, s mindkettő a Schwarzschild sugáron belül helyezkedik el. A q=m^2-nél a két horizont egybeesik, míg q>m^2 esetén a metrika csupasz szingularitást ír le. A fenti esetekben a gravitációs lencsézés csökken a q-val. Böhmer, Harko és Lobo, cikkükben megadják a q paraméter Schwarzschild elhajláshoz viszonyított korrekcióját. A dolgozat célkitűzéseihez hozzátartozik, hogy a másodrendű Schwarzschild korrekciót, valamint az első és másodrendű árapály járulékot, illetve a vegyes járulékokat is meghatározzuk Hamilton-Jacobi módszer segítségével (Lagrange módszerrel ezeket a járulékokat már meghatározták). Mivel az árapály járulék fontos és a fényelhajlásban domináns szerepet játszik, ezért a Nap esetén mért fényelhajlásból kényszereket róhatunk ki q értékére. A dolgozat fő célja a létező eredmények egységesítése, a használt módszerek különbözősége ellenére, illetve a brán feszültségre számolt korlátok korrekciója.

A 73P/Schwassmann-Wachmann 3 üstökös a legutóbbi három visszatérése alkálmával sorozatosan kisebb-nagyobb törmelékdarabokat dobott ki magából, általában kitörések keretében. 2006-ban jelentkezett a legerősebben ez a szétdarabolódási folyamat, ekkor kb. 30 törmelékdarab vált le az üstökösről. A hallgató feladata a 2006-os láthatóság analízise a piszkéstetői Schmidt távcső képein és a Cometary Archives for Amateurs megfigyeléseiben, a legfényesebb törmelékek azonosítása, mozgásuk és aktivitásuk nyomon követése, és a tapasztalatok összehasonlítása az üstökösök szétdarabolódását magyarázó modellekkel. Megvizsgálunk egy olyan modellt, miszerint ez az üstökös már korábban kőrakás szerkezetű objektum volt (számos kisbolygóhoz hasonlóan), és a napközelben melegedő üstökösmag könnyen alkotóelemeire esik szét, akár egy kaszkád-folyamatban.

A jelölt megismerkedik az evaporáció folyamatával az üstökösök anyagtermelésén keresztül; bemutatja a kóma és csóva kialakulását, végül elemzi ezeket a szerkezeteket egy adott üstökösben. (A jelenlegi jelöltek a C/2006 OF2 Braughton és a C/2006 W3 Christensen, amelyek 11 magnitúdó körüli,

A modern számítástechnika és jelfeldolgozási módszerek ma már nagyon egyszerűvé és hatékonnyá tehetik a közép- és felsőoktatási kísérletező oktatást. A jelek digitalizálása segítségével a műszer legnagyobb része szoftveresen valósítható meg, ami lehetővé teszi olyan jelek mérését is, ami az eddigi eszközökkel elképzelhetetlen volt. Szenzoraink segítségével mérhetünk elmozdulást, sebességet, gyorsulást, hőmérsékletet, nyomást, fényintenzitást és sok mást is. Az elvégzendő feladatok közé oktatási célú virtuális műszerek kifejlesztése és kísérletek tervezése tartozik.

A nanotechnológiai alapú gázérzékelők fejlesztése egy ígéretes, új terület. A szenzorokként használt anyagok vezetőképessége erősen függhet attól, hogy milyen típusú és koncentrációjú gáz veszi körül a mintát. Ezen túlmenően azonban a vezetőképességfluktuációk extra információt adhatnak, akár egyszerre több gáz jelenlétének kimutatását is lehetővé tehetik. A munka célja a zajmérések elvégzése, mérőszoftverek fejlesztése és a kapott adatsorok elemzése különféle módszerek segítségével.