A 35. OTDK Fizika, Földtudományok és Matematika Szekcióját idén a Szegedi Tudományegyetem rendezte, a többi Szekcióhoz hasonlóan online. Természetesen a személyes kontaktus hiánya érződött, ám a szervezők mindent megtettek, hogy ez ne nyomja rá a bélyegét a konferenciára. Ki merem jelenteni, hogy teljes mértékben sikerült! Persze technikai baki így is volt bőven. Kamerák ki-bekapcsolva maradtak, mobilinternetek szakadtak meg, sőt egy tagozaton 2 órán át hallgathattuk kellemesen magas hangerőn az egyik zsűritag ütemes légzését. Úgy gondolom, ezek a hibák igazából mégis hozzátettek, élőbbé varázsolták a videochateket.
Rutherford-szórás és a képregények
Az első tagozat, ahova sikerült belesni a Klasszikus fizika és a fizika tanítása volt. Itt Barna Attila előadását volt szerencsém meghallgatni, aki rugóval összekötött 2-részecskés rendszer Rutherford-szórásának vizsgálatával foglalkozott dolgozatában. Klasszikus atomfizikai modellt használva, a két részecskét harmonikus oszcillátorokkal helyettesítette. Mivel az Euler-Cromer közelítés kis numerikus hibát adott, így vizsgálatai során ezt alkalmazta. A zsűri elnöke, Dr. Gingl Zoltán külön rá is kérdezett, hogy miért éppen ezt használta, illetve, hogy próbálta-e esetleg analitikusan megoldani a problémát a közelítés helyett. Mivel hasonló nehézségű problémáknál, nevezetesen bolygómozgást vizsgálva a módszer igen pontosan, 4 tizedes jegyig követte az analitikus megoldást, így ilyen próbálkozások nem történtek, bár Attila elismerte, hogy az, hogy a bolygókra ilyen jól közelít, még nem jelenti feltétlenül, hogy itt is hasonlóan pontos. A zsűri többi tagjától is nagyon pozitív visszajelzéseket kapott a dolgozat, de mivel az előadás alatt a hallgató elsősorban többes szám első személyben nyilatkozott a munkáról, rákérdeztek, mennyire saját a munka. Megnyugodhattunk, hogy pusztán királyi többesről volt szó, a szimulációhoz használt python programot teljes mértékben egyedül írta és a kiértékelés is önálló munka volt, témavezetője, Horváth Ákos első sorban a kezdeti modell felépítésében segített. Munkájáért Barna Attila különdíjban részesült.
Ezt követően Ernyey Dániel Comic-Con a fizikaórán című dolgozatának érdekfeszítő beszámolóját hallgattam meg, amiben a képregények fizikaoktatásban esetlegesen betöltött szerepét vizsgálta bíztató eredményekkel, nem véletlen, hogy III. helyezéssel díjazták. Sokáig azonban nem maradhattam, mert robogtam tovább második tagozatomra.
Szaturnusztól az exoholdakig
A Csillagászat tagozat több szempontból is érdekelt. Egyfelől amatőr csillagászként közel áll hozzám a téma, másrészt a zsűri egyik tagját, Dr. Csizmadia Szilárdot személyesen is ismerem. Belépve Simon Tamás középiskolás diák előadását sikerült elcsípnem a bolygók körüli holdak számának meghatározásáról. A dolgozat legizgalmasabb eleme volt, hogy nem csak naprendszeri holdak keresésére fókuszált, hanem más rendszerek égitesteire is, úgynevezett exoholdakra. Tamás bizakodva kiemelte, hogy bár eddig egyetlen ilyen exoholdat sem találtunk, az első exobolygót is csak a 90-es évek elején fedezték fel és mára 4000-t ismerünk. A Szaturnusz holdrendszerét vizsgálva kiderül, hogy a holdak exponenciális tömegeloszlást mutatnak. Ez valószínűleg azért jön létre, mert az első hold összegyűjti a rendelkezésre álló anyag bizonyos százalékát, majd a következő hold a maradéknak hasonló hányadát és így tovább. Mivel a holdak össztömege arányos a bolygó tömegével, ez használható az úgynevezett szabályos holdak számának meghatározására. A Naprendszeren belül lefuttatva a modellt, azt kapjuk, hogy a kisebb tömegű bolygókra több holdat jósol, a Földre például több mint kettőt, ugyanakkor a Neptunusznál a jelenleg ismerteknél jóval többet mutat, lehet érdemes lenne tehát még keresgélni. Más rendszereket vizsgálva, a HR 2562b jelű exobolygónak 167 holdat jósol, ami a Naprendszer rekorderét, a 22 szabályos holddal rendelkező Szaturnuszt többszörösen lekörözi. Dr. Simon Attila a zsűriből rá is kérdezett, hogy ez mégis mennyire reális, mire megtudtuk, hogy egy kis trükk van a dologban, méghozzá, hogy a HR 2562b elképzelhető, hogy nem egy bolygó, hanem egy barna törpe „csillag”, így már nem olyan irreális a körülbelül 170-es szám. Csizmadia Szilárd a vitát egy tanáccsal zárta. A modellhez használt Szaturnusz éppen ellenpélda a hagyományos holdrendszerekre, mivel egyik holdja, a Triton retrogád, azaz elletétes irányba kering a bolygó forgásával, nem alakulhatott ki a bolygó körül, ugyanis valószínűleg befogott égitest. „Jó lenne ilyen óvatosságra intő megjegyzésekkel tarkítani a dolgozatot, hogy mikor alkalmazható és mikor nem.”
Jó levegő, kietlen vidék
Természetesen egy modern tudományos konferenciáról nem hiányozhat a klimatológia, így az ide tartozó tagozatokon kívül több fakultatív programmal is készültek témában a szervezők.
Második este Dr. Nagy Balázs geográfust hallgathattuk meg. A klímaváltozás nyomában: hogyan bírjunk szóra egy extrém földi helyet? című előadásban a Föld talán legextrémebb helyére látogathattunk el – az Andok kietlen vidékére. Itt az élővilág sem marad meg, az asztrobiológia földi laboratóriumának is használják. Ezek több ezer éve száraz helyek, a felszín alatti permafrost jegek formájában van csak jelen a víz. A kutatók elképesztő, levegőhiányos, rideg és kietlen helyeken végeznek rendíthetetlenül méréseket. Megismerhettük a klímaváltozás hatásait is ezeken a helyeken, hogy miként olvad a jég és húzódik egyre feljebb az örökké fagyott jég világa, valamint hogy milyen potenciált rejt annak olvadása a közelbeli lakosok számára. A kutatások rendkívül átfogóak, a legmagasabban működő, hosszú évek óta tartó klímamonitorozásnak adnak helyet.
SHERPA-val a Mátrában
A Meteorológia és klimatológia tagozatot a második nap délelőttjén tartották. Az első téma – Levegőminőségi elemzések a SHERPA modellel – Magyarország légszennyezettségével foglalkozott. Horváth Krisztina Kitti külön vizsgálta a nitrogéndioxid és a PM2,5 koncentrációt, pontosabban, hogy a koncentráció csökkenése milyen hatást érne el az egyes régiókban. A kutatásban használt SHERPA (Screening for High Emission Reduction Potential on Air) modell 7×7 km2-es felbontásával szépen kiemelkedtek a háttérzajból az ország fosszilis erőművei, például a Mátrai Erőmű, illetve a rákospalotai Fővárosi Hulladékhasznosító Mű, mutatva, hogy itt lehetne leginkább csökkenteni a légszennyezettségen. Az összes ilyen modell egy emissziós leltárból dolgozik, a SHERPA-hoz a szintén francia INERIS leltárat használják. Dr. Kovács László kérdésére Krisztina elmondta, hogy ez valószínűleg azért van, mert a SHERPA is francia kutatók munkája. A zsűrit elsősorban a modell meteorológiai befolyásoltsága érdekelte, de például a Mátrában felvetődött a domborzat szerepe is. „Mennyire ajánlja a túrázást ilyen légszennyezettség mellett?” hangzott némileg vicceskedve a kérdés a zsűritől.
Álmodnak-e a mesterséges intelligenciák elektronikus fehérjékkel?
Hogy a szmog után kiszellőztessem a fejemet elmerültem a matematikai axiómák tengerében. Szerencsére a matematika alszekción belül nagy volt a választék, így a Számítástudomány és operációkutatás tagozaton állapodtam meg, ahol az első maratoni előadássorozatommal találkoztam. Szögi Evelin és Keresztesi László három dolgozattal is döntőbe jutott, mindhárom munkában biológiai folyamatokat vizsgáltak gépi tanulással. „Kíméletlenül három előadásuk van? Akkor szórakoztassanak el minket, kezdjék talán az elsővel!” hangzott a humoros felkonferálás Dr. Csendes Tibortól, a zsűri elnökétől. Az első előadást Evelin kezdte el, viszont félbe kellett szakítani, mert a zsűri nem látta a hallgatót. Technikai okokból csak László webkameráját láthattuk végül. Az előadás második felét már ő tartotta, a kérdésekre is ő reagált. Technikai okokból a második pályamunkát Evelin mutatta be, de a prezentációt László mutatta és együtt reagáltak a kérdésekre. Az utolsó előadásra sikerült a hallgatóknak feloldódnia a kezdeti nehézségek ellenére, gördülékenyen sikerült bemutatni a harmadik pályamunkát. Érdekes volt látni, hogy mindhárom előadásra meglehetősen különbözően reagált a zsűri, ahogy azt is, hogy három előadás alatt máris mennyit oldódott a hangulat.
Gépi tanulással a fedési kettősök nyomában
Bár a matematika alszekciót elhagytam, a gépi tanulás tovább kísért, amikor átjelentkeztem a Változócsillagok fizikája tagozatba, ahol Sallai József Martin előadásába cseppentem. Munkájában különböző fedési kettőscsillagok kategorizálását kísérelte meg. Ezek a csillagok azért változtatják fényességüket, mert időnként egyikük elfedi a társát. A Google által biztosított ingyenes gépitanulás platformot felhasználva Beta Lyr W Uma és Algol típusú fedési kettősöket próbált kategorizálni. Bár az Algol típusú csillagokat 95%-os pontossággal eltalálta az algoritmus, a másik két kategória hasonlósága miatt ott már nehezebben boldogult. A metódusok hasonlósága miatt kétszer is ellenőriztem, hogy biztos nem maradtam-e az előző tagozatban, akkor nyugodtam meg, amikor 5 perccel a rendelkezésre álló idő lejárta előtt a zsűri elnöke jelezte, hogy csillagászatról még nem esett szó, de szerencsére erre is jutott még idő. Ahogy az előadásban, úgy a kérdésekben is főleg a gépi tanulás és a metodika volt a téma.
Ennél a tagozatnál hosszasan leragadtam, hisz a változó fényű csillagok kutatása a magyar csillagászat egyik húzóága. Az előadások alatt felfigyeltem, hogy a nézők között a Csillagászati Intézet kutatói közül sokan jelen vannak, köztük Dr. Szabados László professzor is, akit egy rövid interjúra is elcsíptem a program végén. Nagy örömmel konstatálta, hogy az idei OTDK-n már négy csillagászattal foglalkozó tagozat is van, ami azt jelenti, hogy nagy az érdeklődés a csillagászat iránt és a magyar hallgatók is aktívak a témában. Visszaemlékezésében elmondta, hogy először hallgatóként 1970-ben járt OTDK-n, akkor is éppen Szegeden, majd az évek alatt többször is felkérték zsűrizni, de mostanában már kifejezetten igyekszik elkerülni ezt a szerepet, a fiatalabb generációkra hárítva azt, miközben törekszik más szemmel nézni a dolgozatokat és az előadásokat. Sok év tapasztalatával az idei szervezést kiválónak értékelte, hiszen hatalmas munka folyik ilyenkor a színfalak mögött. Ez azonnal látszik már akkor is, ha csak a több mint 300 oldalas absztraktkötetre gondolunk, esetleg a 17 tagozat összehangolására.
A zsűri munkájáról szintén pozitívan nyilatkozott, hozzáfűzve, hogy természetesen a szubjektív véleményt nem lehet teljesen kizárni. De talán nem is erről szól az OTDK, nem a versenyről, hanem a közösségről, a kapcsolatépítésről és a tapasztalatszerzésről. Ő maga is arra emlékezik vissza 1970-ből, hogy más egyetemek hallgatóival találkozhatott, például Bor Zsolttal Szegedről vagy Mihály Lászlóval a Műegyetemről. Akkoriban igazából ez volt az egyetlen lehetőség más egyetemek hallgatóival eszmét cserélni. Mára természetesen a találkozás jóval egyszerűbbé vált, de az OTDK fő előnye továbbra is ez maradt. Talán ez az, ami az idei eseményből érthető okokból kicsit hiányzott. Nagy előre lepésnek tartja viszont az elmúlt években azt a tendenciát, hogy a hallgatók már komoly tudományos publikációkkal jelentkeznek, amelyek már vagy megjelentek, vagy ezután fognak. Amikor ő volt hallgató, szinte rájuk parancsoltak, hogy kell TDK-zni, és kaptak egy témát, amit kidolgoztak. Bár ez is hasznos volt, és sok tapasztalatot szereztek, össze sem lehet hasonlítani azzal a tudományos munkával, amit ma végeznek a diákok. Arra, hogy miért jár vissza ennyi év után is a rendezvényekre, akkor is ha már nem hivatalos szerepben tűnik fel, Szabados azt felelte, hogy örömmel tölti el, hogy ennyi tehetséges diák van az országban. Sok olyan kutatót ismer, akit először az OTDK-n látott, és örül, hogy kiemelkedő eredményeiket látva elmondhatja, hogy ő már hallgató korukban látta bennük a lehetőséget. Így van ez mind a mai napig, rengeteg olyan hallgató van ugyanis, akiről süt, hogy komoly kutató válik majd belőle kivételes eredményekkel. Azoknak a középiskolás diákoknak, illetve hallgatóknak, akik még nem mérettették meg magukat, azt tanácsolja, hogy „Akiben a legcsekélyebb szándék van, hogy PhD fokozatot szerezzen, vagy kutatóként érvényesüljön, annak feltétlenül részt kell vennie a tudományos diákköri munkában!”
A beszámoló második részében szó esik Gyergyóditró helyneveiről, a báriumcsillagok tömegéről, illetve a klímapara jogosságáról, továbbá egy rövid interjút is olvashattok majd a Szekció egyik versenyzőjével. Hamarosan jelentkezünk!
A cikk szerzője Szabó Olivér Norton (ELTE Fizika).
A kiemelt fotó a Szekció online felületén került kivetítésre az előadások közötti szünetek során.
