A kutatások során az alábbi területeken értünk el eredményeket: Valószínűségi elméletek kauzális zártsága Reichenbachi-i közös ok rendszerek vizsgálata Kvantum korrelációk közös ok típusú magyarázatainak lehetősége Kvantum valószínűségelmélet története és interpretációs kérdései Speciális reletivitáselmélet filozófiai problémái A kutatási eredményeket 24 publikácóban közöltük (ezek között 19 angol nyelvű, melyekből 10 a referált nemzetközi folyóiratban megjelent ill. közlésre elfogadott dolgozat), és előkészületben van két könyv: egy a valószínűségi kauzalitás területén folytatott kutatásainkat foglalja össze, egy másik a relativitáselmélet alapjairól. Részben a jelen OTKA támogatásával készült el a Neumann János válogatott leveleit tartalmazó kötet, amely az American Mathematical Society kiadásában jelent meg 2005-ben. A pályázat résztvevői tartottak továbbá 15 nemzetközi konferencia és 14 egyéb (szemináriumi és meghívott) előadást. 2005 szeptemberében a European Science Foundation támogatásával (a jelen OTKA pályázatból egy minimális összeget fölhasználva) Budapesten a pályázat résztvevői nemzetközi konferenciát szerveztek ''Philosophical and Foundational Issues in Quantum Theory'' címmel. | Results were obtained in the following areas: Causal closedness of probabilistic theories Investigation of Reichenbachian Common Cause Systems Common cause explanation of quantum correlations History and interpretational problems of non-commutative probability theory Philosophical problems of the Special Theory of Relativity The results of research have been published in 24 publications (19 in English, of which 10 is in peer reviewed international journals). Two books are in preparation: one summarizing our results on probabilistic causation; another on the foundations of the Special Theory of Relativity. The volume ''John von Neumann: Selected Letters'', published in 2005 by the American Mathematical Society, has also been supported in part by the present OTKA grant. Participants of the team have delivered talks at 15 international conferences and have given 14 invited seminar talks. A small amount of the grant has been used to finance the European Science Foundation conference '' Philosophical and Foundational Issues in Quantum Theory'' in Budapest (September 2005), organized by the participants of the current OTKA grant.
A kutatások során az alábbi területeken értünk el eredményeket: Valószínűségi elméletek kauzális zártsága Reichenbachi-i közös ok rendszerek vizsgálata Kvantum korrelációk közös ok típusú magyarázatainak lehetősége Kvantum valószínűségelmélet története és interpretációs kérdései Speciális reletivitáselmélet filozófiai problémái A kutatási eredményeket 24 publikácóban közöltük (ezek között 19 angol nyelvű, melyekből 10 a referált nemzetközi folyóiratban megjelent ill. közlésre elfogadott dolgozat), és előkészületben van két könyv: egy a valószínűségi kauzalitás területén folytatott kutatásainkat foglalja össze, egy másik a relativitáselmélet alapjairól. Részben a jelen OTKA támogatásával készült el a Neumann János válogatott leveleit tartalmazó kötet, amely az American Mathematical Society kiadásában jelent meg 2005-ben. A pályázat résztvevői tartottak továbbá 15 nemzetközi konferencia és 14 egyéb (szemináriumi és meghívott) előadást. 2005 szeptemberében a European Science Foundation támogatásával (a jelen OTKA pályázatból egy minimális összeget fölhasználva) Budapesten a pályázat résztvevői nemzetközi konferenciát szerveztek ''Philosophical and Foundational Issues in Quantum Theory'' címmel. | Results were obtained in the following areas: Causal closedness of probabilistic theories Investigation of Reichenbachian Common Cause Systems Common cause explanation of quantum correlations History and interpretational problems of non-commutative probability theory Philosophical problems of the Special Theory of Relativity The results of research have been published in 24 publications (19 in English, of which 10 is in peer reviewed international journals). Two books are in preparation: one summarizing our results on probabilistic causation; another on the foundations of the Special Theory of Relativity. The volume ''John von Neumann: Selected Letters'', published in 2005 by the American Mathematical Society, has also been supported in part by the present OTKA grant. Participants of the team have delivered talks at 15 international conferences and have given 14 invited seminar talks. A small amount of the grant has been used to finance the European Science Foundation conference '' Philosophical and Foundational Issues in Quantum Theory'' in Budapest (September 2005), organized by the participants of the current OTKA grant.
Kutatásaink 13 megjelent referált cikket eredményeztek. Válogatott eredményeink, négy egymással összefüggő területről a következők. \n1) Kvantum-rendszerek időben folytonos monitorozása, nanoelektronikai töltésdetektálás \nElemeztük egy kvantumpötty (kvantum-dot) töltésállapotának monitorozását egy csúcsérzékenységű árammérő folyamatos leolvasásával, tekintettel a kvantum-Zénon-effektusnak a kísérleti megfigyelésére [22]. \n2) A kvantumos-klasszikus átmenet mechanizmusai - a gravitáció lehetséges szerepe \nNumerikusan meghatároztuk a "súrlódásos" Newton-Schrödinger egyenlet szoliton-megoldását [25]. Megvizsgáltuk a gravitációs önkölcsönhatás megjelenésének lehetőségét egy nanomechanikai oszcillátor mérhető rezgési spektrumában [20]. \n3) Kvantum opto-mechanikai kísérletek elméleti háttere Rámutattunk a jelenleg több laborban fejlesztés alatt álló nano-tükrös kísérletek korlátaira, egyfelől a vártnál nagyobb (mikro-kelvines) hűtési elvárásra [6], másfelől a lézeres hűtést korlátozó fáziszajra [24]. \n4) Kvantuminformáció \nA Springer kiadónál tankönyvet jelentettünk meg [16]. Bevezettük az ú.n. kvantumkesztyű fogalmát a kiralitás "kvantum-gazdaságos" kódolására [1], ezt a kutatást a Nature és a Magyar Tudomány is szemlézte. | Our research led to publication of 13 refereed papers. A selection of our results in four interrelated area follows. \n1) Time-continuous monitoring of quantum systems, charge detection with nanoelectronics \nWe have analysed the monitoring of a quantum dot by continuous reading out an ammeter of cutting edge sensitivity, to consider the experimental test of the quantum Zenon effect [22]. \n2) Mechanisms of the quantum-classical transition - possible role of gravity \nWe have numerically determined the solitonic solution of the "frictional" Newton-Schrödinger equation [25]. We have investigated the possibility that the appearence of a gravitational self-interaction can be identified in the measurable vibrational spectrum of a nanomechanical oscillator [20]. \n3) Theoretical background of quantum opto-mechanical experiments \nWe have pointed out limitations of experiments with nano-mirrors that are under current development in various laboratories. There is an unexpected strong request of (micro-kelvin) cooling [6], as well as a limitation of laser cooling due to the phase noise [24]. \n4) Quantum information \nSpringer published a textbook of ours [16]. We have introduced the notion of the so-called quantum gloves, to the economic quantum encoding the chirality [1]. Both Nature and Magyar Tudomany have reviewed this result.
A pályázat célja egyfelől mezoszkópikus áramkörökbeli korrelált állapotok tanulmányozása volt nem egyensúlyi körülmények között, másfelől pedig ultrahideg atomi rendszerek illetve korrelált modellek egzotikus állapotainak feltérképezését tűztük ki célul. Kiemelkedőek a rendezetlen kvantum rendszerek lokalizált illetve üveg állapotainak leírására vonatkozó eredmények, az SU(N) Mott szigetelők kvantum fázisaira vontakozó eredményeink, a kölcsönható rendszerekbeli kvantum kvencs számítások eredményei, az U(1) spin folyadékokra vonatkozó eredményeink, valamint a nem egyensúlyi rendszerek zaj spektrumára vonatkozó - kísérletileg is igazolt eredmények. A kutatás eredményeképp többek között 11 Physical Review Letters közlemény, 1 Physical Review X, 1 Nanoscale publikáció és 39 Physical Review cikk született. A kutatómunkába 11 diák kapcsolódott be, munkájuk nyomán 7 díjazott TDK dolgozat, 4 BSc diplomamunka, 4 MSc diplomamunka és 3 doktori disszertáció született. | The goal of this proposal was to study correlated states of mesoscopic circuits under non-equilibrium conditions, on the one hand, and to search for novel exotic quantum states of tunable cold atomic systems and other correlated systems, and to characterize these states, on the other hand. Of special importance are our results regarding the various quantum phases of SU(N) Mott insulators, the results concerning the description of localized and glassy states of disordered quantum systems, the characterization of U(1) spin liquid states, our studies of quantum quench in interacting many-body systems, and finally, the theoretical results regarding the non-equilibrium noise spectrum in correlated mesoscopic circuits - also confirmed experimentally. Among others, the research project resulted in 11 Physical Review Letters, one Physical Review X, one Nanoscale, and 39 Physical Review publications. Eleven students were integrated into this project, and their devoted research resulted so far in 7 (awarded) student's research project (TDK), 4 BSc theses, 4 MSc theses, and 3 PhD dissertations.
A projekt során különféle megőrzési transzformációk szerkezetének a meghatározásával foglalkoztunk elsősorban kvantumstruktúrákon. A tekintett struktúrák a következők voltak: a kvantumállapotok halmaza, az obszervábilisek tere, és az effektek halmaza. Az elért számos eredményből a fenti területekre vonatkozóan kiemelünk egy-egy fontosnak ítéltet: (1) Az állapotok terén meghatároztuk a relatív entrópiát (ami a kvantum-információelmélet alapvető fogalma) megőrző bijektív transzformációkat. (2) Az obszervábilisekkel kapcsolatban talán a legalapvetőbb reláció a kommutativitás, melyet a kvantummechanikában kompatibilitásnak neveznek. Egy dolgozatunkban leírtuk azon (nemlineáris) bijekciók szerkezetét, melyek mindkét irányban megőrzik ezt a relációt. (3) Meghatároztuk az effektek halmazának azon bijektív leképezéseit, melyek mindkét irányban megőrzik a spektrális rendezést. A témavezető 2005-ben megvédte akadémiai doktori értekezését, mely munkát a Springer Kiadó 2006 végén könyv formájában megjelentett. Az eltelt időszakban további 18 angol nyelvű dolgozatunk született, melyek rangos nemzetközi folyóiratokban jelentek meg illetve állnak megjelenés alatt. Az elért eredményekről több mint 20 nemzetközi konferencián illetve kül- és belföldi egyetem szemináriumán tartottunk előadást. | In this project we have dealt with structural problems concerning a number of preserver transformations defined mainly on quantum structures. These structures have been the following: the set of quantum states, the space of observables and the set of effects. From the many results that we have obtained, here we emphasize only the following ones (one important result concerning each of the structures mentioned above): (1) We described the bijective transformations on the set of all states which preserve the relative entropy (which is a fundamental notion in quantum information theory). (2) The probably most fundamental relation concerning observables is the commutativity (this is called comparability in quantum mechanics). We described the structure of those bijective (nonlinear) maps which preserve this relation in both directions. (3) We determined those bijective transformations on the set of Hilbert space effects which preserve the spectral order in both directions. In 2005 the project leader defended his thesis for the DSc degree of the Hungarian Academy of Sciences which work was published in book form by Springer Verlag in 2006. We wrote additional 18 research papers which were published or are to appear in respected international journals. We gave more than 20 lectures on the obtained results at international conferences and seminars of universities in Hungary and abroad.
A véges hőmérsékletű térelméletekben elért - Nature-ben is közölt - eredményünk szerint az ősrobbanás utáni kvark-hadronikus anyag átmenet folytonos, nem fázisátátalakulás. Rácstérelméleti módszerekkel megadtuk ezen átmenet karakterisztikus hőmérsékletét. Az integrálható térelméletek alkalmazhatók a kondenzált anyagok fizikájától a nyílt húrelméleten keresztül egészen a részecskefizikáig. Jelentős lépést tettünk a racionális konform térelméletek osztályozása felé. A statisztikus fizika területén külön figyelmet szenteltünk az egyensúlytól távoli jelenségek közül a frontoknak. A kémiai, biológia és mágneses frontok mozgását, alakváltozásait írtuk le és szabályozásukat dolgoztuk ki. A fizikai mennyiségek extrém értékeinek statisztikája az alkalmazások szempontjából is fontos új terület, melyen belül transzportjelenségek és 1/f típusú zaj ingadozásait jellemző mennyiségek maximumának eloszlását adtuk meg. A diszlokációrendszerek statisztikus fizikai vizsgálata segítségével több áttörést értünk el. A környezeti áramlások témakörében a Kármán Laboratórium aktív kutatóhellyé fejlődött. A frontoktól kezdve a ciklonképződésig számos kísérletet végeztünk. Kiemelendő, hogy egy forgókádbeli turbulenciában a hőmérséklet fluktuációinak statisztikája reprodukálja a földi meteorológiai állomások adataiét. A kísérletek a klímaváltozás vizsgálatában is ígéretesek. A pályázati időszakban 21 doktorandusz témavezetését láttuk el. | Our result - published also in Nature - on finite temperature field theories states that the quark-hadronic matter transition after the Big Bang happened continuously, not like a phase transition. We determined the characteristic crossover temperature using lattice field theoretical methods. Integrable field theories have applications from condensed matter physics to open string theory to particle physics. We made a major step towards the classification of rational conformal field theories. In statistical physics special attention has been payed to fronts, a phenomenon in far from equilibrium systems. We described and controlled motion and shapes of fronts in chemical, biological, and magnetic systems. Extreme statistics of physical quantities is a new area also important from the viewpoint of applications, where we determined the distribution of maxima in transport phenomena and in quantities characterizing fluctuations of 1/f-type noises. Several breakthroughs were achieved by means of statistical physical studies in dislocation systems. As to the topic of environmental flows, the von Karman Laboratory has become an active research unit where experiments ranging from fronts to cyclone-genesis have been carried out. As a highlight, in the turbulence from a rotating tank the statistics of temperature fluctuations reproduced that of data from meteorological stations. The experiments are promising for studies in climate change. In the grant period we supervised 21 PhD students.
A pályázat keretében nagy szabadsági fokú fizikai rendszerek kooperatív viselkedését vizsgáltuk rendezetlenség jelenlétében. A szingularitásokat (fázisátalakulások, Griffiths effektusok) kísérő jelenségeket tanulmányoztuk és egyensúlyi és egyensúlytól távoli folyamatokat is vizsgáltunk. A rendezetlen kvantum rendszerek esetén korábbi kutatásainkat folytatva az un. erős rendezetlenségi renormálási csoport alkalmazásával különböző egy- és kétdimenziós rendszerek fázisdiagramját és alacsony energiás gerjesztéseit vizsgáltuk. Emellett új eredményeket értünk el a kvantumállapotok összefonódását mérő Neumann-féle entrópia meghatározásánál is. Az egyensúlytól távoli rendszereknél részint az öregedés jelenségével foglalkoztunk a kritikus nemegyensúlyi relaxáció során, részint hajtott rácsgáz modelleket rendezetlenség jelenlétében vizsgáltunk. Végül, a rendezetlenség dominálta klasszikus rendszereknél fázisátalakulásokat és az azokat kísérő geometriai objektumok (klaszterek, fürtök) tulajdonságait vizsgáltuk. A projekt keretében elért eredményeket 29 idegennyelvű szakcikkben közöltük, melyek összesített impakt faktora több mint 90 és melyekre ezidáig több mint 130 független hivatkozás érkezett. A pályázat futamideje alatt egy sikeres PhD védés történt és további két PhD disszertáció védésre be van nyújtva. | Within the project the cooperative behavior of physical systems with large degree of freedom is studied in the presence of disorder. We have determined the properties of singularities (phase transitions, Griffiths effects) and studied both equilibrium and nonequilibrium processes. For disordered quantum systems we have continued our studies on the use of the strong disorder renormalization group method to obtain the phase diagram and low energy excitations of different one- and two-dimensional systems. We have also obtained new results about entanglement of quantum systems and the related von Neumann entropy. For nonequilibrium systems we have studied ageing during nonequilibrium critical relaxation, as well as driven lattice gas systems in the presence of disorder. Finally, in the third field of disorder dominated classical systems we have studied phase transitions and the related geometrical problems of clusters. Our results obtained during this project have been published in 29 papers in international journals and for these we have already obtained more than 130 citations. During the project 1 PhD dissertation has been succesfully defended and two others are submitted for defence.