Fluktuációk és frontok egyensúlytól távoli állapotokban
Angol cím
Fluctuations and fronts in far-from-equilibrium states
zsűri
Fizika 1
Kutatóhely
Elméleti Fizikai Tanszék (Eötvös Loránd Tudományegyetem)
résztvevők
Antal Tibor Rákos Attila Gábor Sasvári László
projekt kezdete
2003-01-01
projekt vége
2007-06-30
aktuális összeg (MFt)
7.422
FTE (kutatóév egyenérték)
0.00
állapot
lezárult projekt
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
Az egyensúlytól távoli stacionárius és kvázistacionárius állapotok elméletét fejlesztettük két irányban.
(1) Felhasználva az erősen korrelált rendszerekben fellelhető univerzalitási tulajdonságokat, bővítettük a fluktuáció-eloszlásokkal kapcsolatos skálafüggvények képtárát, s meghatároztuk a fluktuációk extrém értékeinek eloszlását 1/f-alfa típusú zajt mutató rendszerekre. Eredményeink hasznosnak bizonyultak például a számítógépek szinkronizációjával kapcsolatos optimalizációs problémák jobb megértésében.
(2) A nemegyensúlyi reakció-diffúziós dinamikában gyakran megjelenő frontok, illetve a frontok mögött megjelenő mintázatok kontrolljára kidolgoztunk új változatokat. Meghatároztuk, hogy külső elektromos tér hogyan befolyásolja a Liesegang típusú kicsapodási mintázatok jellegzetes paramétereit, s ugyancsak kiszámoltuk, hogy mennyiben vezet használható kontrollra a reagensek koncentrációjának finomhangolása . Bevezettünk egy új koncepciójú kontroll mechanizmust, amelyben egy 'kontroll-reagens' (diffúzív hőmérséklet-, vagy pH változást okozó anyag) csatolódik a releváns Liesegang reagensekhez, s a kontroll-reagens lokális koncentrációja határozza meg a mintázatképződési reakciók menetét. Megmutattuk, hogy egyszerűen megvalósítható kezdeti koncentrációeloszlások esetén is ez a mechanizmus produkálja például az eddig még nem értett inverz mintázatokat.
kutatási eredmények (angolul)
We have developed the theory of stationary and quasi-stationary nonequilibrium states in two directions.
(1) Using the universality properties of strongly correlated systems, we extended the picture gallery of scaling functions associated with nonequilibrium fluctuations and determined the distribution of extrem values of the
fluctuations for systems displaying 1/f-alpha noise. Our results proved to be useful for example in understanding the problems related to the synchronization properties of computers working in parallel.
(2) We have worked out new ways for control of precipitation patterns (Liesegang patterns) which emerge in the wake of moving reaction-diffusion fronts. The effect of an external electric field was determined and we also calculated the possibility of control through the fine-tuning the concentrations of the reagents. A new control-mechanism was considered by introducing a ''guiding field'' (temperature- or diffusive pH-changing reagent) whose local concentration is coupled to the relevant (Liesegang) reagents through changing e.g. the reaction thresholds. We showed that, in physically easily realizable experimental setup, such a field can produce
the so called inverse patterns which so far eluded explanation.
Antal T; Droz M; Z. Rácz;: Probability distribution of magnetization in the one-dimensional Ising model: Effects of boundary conditions, J. Phys. A37; 1465-1478, 2004
Györgyi G; Holdsworth PCW; Portelli B; Rácz Z;: Statistics of extremal intensities for Gaussian interfaces, Phys. Rev. E68; 056116-1-14, 2003
Eisler V; Farkas Sz;: Edwards-Wilkinson surface over a spherical substrate: 1/f noise in height fluctuations, J. Phys.A: Math. Gen.37; 2573-2577, 2004
Rácz Z;: Scaling functions for nonequilibrium fluctuations: A picture gallery, SPIE Proc.5112; 248-258, 2003
Hunyadi V; Rácz Z; Sasvári L;: Dynamic scaling of fronts in the quantum XX chain, Phys. Rev. E69; 066103, 2004
Bena I; Coppex F; Droz M; Rácz Z;: Front motion in an A + B -> C type reaction-diffusion process: Effects of an electric field, J. Chem. Phys. 122; 024512, 2005
Rákos A; Schütz G.M;: Exact Shock Measures and Steady-State Selection in a Driven Diffusive System with Two Conserved Densities, J. Stat. Phys. 117; 55-76, 2004
van Wijland F; Rácz Z;: Large deviations in weakly interacting boundary driven lattice gases, J. Stat. Phys. 118, 27-54, 2005
Lecomte V; Rácz Z; van Wijland F;: Energy flux distribution in a two-temperature Ising model, J. Stat. Mech.: Theory and Exp. P02008, 2005
Eisler V; Zimborás Z;: Entanglement in the XX Spin Chain with Energy Current, Phys. Rev. A 71, 042318, 2005
T. Antal; P. L. Krapivsky; S. Redner;: Dynamics of social balance on networks, Phys. Rev. E 72, 036121, 2005
I. Bena; M. Droz; Z. Rácz;: Formation of Liesegang patterns in the presence of an electric field, J. Chem. Phys. 122, 204502, 2005
T. Antal; P. L. Krapivsky; S. Redner;: ''Burnt-bridge'' mechanism of molecular motor motion, Phys. Rev. E 72, 046104, 2005
T. Antal; I. Scheuring;: Fixation of strategies for an evolutionary game in finite populations, Bull. of Math. Biology 68; 1923, 2006
H. Guclu; G. Korniss; M. A. Novotny; Z. Toroczkai; Z. Rácz;: Synchronization Landscapes in Small-World-Connected Computer Networks, Phys. Rev. E 73, 066115, 2006
L. O'Malley; B. Kozma; G. Korniss; Z. Rácz; T. Caraco;: Fisher Waves and Front Roughening in a Two-Species Invasion Model with Preemptive Competition, Phys. Rev. E 74, 041116, 2006
V. Eisler; O. Legeza; Z. Rácz;: Fluctuations in subsystems of the zero temperature XX chain: Emergence of an effective temperature, J. Stat. Mech. Theory and Exp. P11013, 2006
I. Lagzi; P. Pápai; Z. Rácz;: Complex motion of precipitation bands, Chem. Phys. Lett. 433, 286-291, 2007
I. Bena; M. Droz; K. Martens; Z. Rácz;: Reaction-diffusion fronts with inhomogeneous initial conditions, J. Phys. C19, 065103, 2007
G. Györgyi; N. Moloney; K. Ozogány; Z. Rácz;: Maximal height statistics for 1/f^alpha signals, Phys. Rev. E 75, 021123, 2007
T. Antal; I. Bena; M. Droz; K. Martens; Z. Rácz;: Guiding fields for phase separation: Controlling Liesegang patterns, Phys. Rev. E 76, ...., 2007
T.W. Burkhardt; G. Györgyi; N. Moloney; Z. Rácz;: Extreme statistics for time series: Distribution of the maximum relative to the initial value, Phys. Rev. E submitted, arXiv:0707.2753 (cond-mat.stat-mech), 2007
