• Fraktálny charakter encefalogramu nie je prejavom deterministického chaosu
• Eu-Ba-Cu-O keramické supravodiče s kritickou teplotou – 179.4 °C

Výsledok 1: Fraktálny charakter encefalogramu nie je prejavom deterministického chaosu

Projekt: 2/7087/27

Riešitelia: A. Krakovská, S. Štolc., K. Šušmáková

Výskum v oblasti teórie chaosu a fraktálov priniesol nové možnosti nazerania na zložitosť systémov. V prípade mnohých zdanlivo zložitých reálnych procesov sa zistilo, že ich fraktálna dimenzia je nízka a sú modelovateľné malým počtom nelineárnych diferenciálnych rovníc s chaotickou dynamikou. Nízke fraktálne dimenzie môžu byť aj prejavom špeciálnej triedy stochastických systémov, ktoré generujú škálovo-invariantné, fraktálom podobné štruktúry. Kým exponenciálny pokles výkonového spektra v oblasti vysokých frekvencií je typický pre chaotický signál, mocninný pokles (tzv. fraktálny exponent) charakterizuje stochastický systém typu 1/f šumu. Náš výskum ukázal, že signály EEG (reprezentujúce elektrickú aktivitu mozgu) sa vyznačujú mocninným poklesom spektra s fraktálnym exponentom okolo hodnoty 2,8. Našli sme výraznú koreláciu medzi dimenziou a fraktálnym exponentom. Dokazuje to, že nízke odhady dimenzií EEG majú byť pripísané stochastickému systému typu 1/f šumu (Krakovská, Štolc, 2008). Prítomnosť škálovo invariantných štruktúr v dynamike fungovania ľudského mozgu zostáva významným objavom. Ide o kľúčovú vlastnosť mozgovej aktivity, čo potvrdzuje úspešnosť fraktálneho exponentu detekovať špecifické stavy činnosti mozgu, napr. fázy spánku.

Obrázok: Hypnogram z celonočného merania EEG - klasifikácia odborníkmi na určovanie spánkových stavov (prvý obrázok) v porovnaní s odhadmi fraktálnej dimenzie 30 sek. úsekov EEG (druhý graf). Fraktálne vlastnosti EEG sa stávajú sľubným kandidátom na automatickú detekciu spánkových stavov.

Publikácie:

• KRAKOVSKÁ, A. - ŠTOLC, S.: Spectral decay vs. correlation dimension of EEG. Neurocomputing, 71, 2008, 13-15, 2978-2985.
• ŠUŠMÁKOVÁ, K. - KRAKOVSKÁ, A.: Discrimination ability of individual measures used in sleep stages classification. Artificial Intelligence in Medicine, 44, 2008, 261-277.

Výsledok 2: Eu-Ba-Cu-O keramické supravodiče s kritickou teplotou –179.4 °C.

Projekt: 2/7083/27

Riešitelia: A. Cigáň, J. Maňka, J. Polovková, M. Kopčok, P. Jurdák, K. Jurča

V Ústave merania SAV bol pripravený vysokoteplotný supravodič na báze európia-bária-medi a kyslíka; boli optimalizované podmienky jeho syntézy a bol skúmaný vplyv odchýlok hmotnostných pomerov jeho katiónov Eu a Ba od rodičovskej kompozície Eu₁Ba₂Cu₃O_y. Boli pripravené dve série vzoriek s nadmerným obsahom (x) európia Eu_1+xBa_2-xCu₃O_y a bária Eu_1-xBa_2+xCu₃O_y, s x od 0 do 0.1 v atmosfére prúdiaceho kyslíka. V celom vyšetrovanom intervale kompozičných odchýlok sú hodnoty kritickej teploty T_c(R=0), maxima objemovej magnetizácie M_max a hustoty väčšie ako 91 K, 104 Am^-1 a 6.4 g cm^-3 v uvedenom poradí. Pre sériu s nadmerným obsahom európia zlepšenie medzizrnových vlastností, T_c, prvého penetračného magnetického poľa H_p1 a maximálnej magnetizácie bolo pozorované s rastúcim obsahom európia s maximom okolo x = 0.02- 0.04. Pre väčšie obsahy európia x ≥ 0.05 bol pozorovaný významný pokles M_max, naopak, pre nadmerný obsah bária sa objemová magnetizácia takmer nemení. Hľadanie supravodivých materiálov - nevykazujúcich elektrický odpor pri vedení elektrického prúdu je motivované snahou znížiť straty vznikajúce pri transportoch energie, vyrobiť supravodivé magnety s extrémnym magnetickým poľom alebo rýchle dopravné prostriedky využívajúce levitáciu.

Publikácie:

• CIGÁŇ, Alexander - MAŇKA, Ján - KOPČOK, Michal - POLOVKOVÁ, Júlia - JURDÁK, Peter - KOŇAKOVSKÝ, Anton. Effects of europium-barium nonstoichiometry in EBCO123 systems on transition and magnetization properties. In Acta Physica Polonica A. ISSN 0587-4246, 2008, vol. 113, no. 1, p. 219-222. (0.340 - IF2007).

• CIGÁŇ, Alexander - MAŇKA, Ján - POLOVKOVÁ, Júlia - MAJEROVÁ, Melinda - KOPČOK, Michal - VAN DRIESSCHE, I. – ZRUBEC, Vladimír. Study of light nonstoichiometry in Eu-Ba-Cu-O systems. In Journal of Physics: Conference Series. ISSN 1742-6588, 2008, vol. 97, art. no. 012184. (Scopus)