Bakalaureuse/magistriõppe lõputööde teemad (sügis 2023)

Uurimistöö sisuks on Tahkuse õhuseirejaamas aastatel 2015–2023 mõõdetud kasvuhoonegaaside CO2, CH4 ja H2O kontsentratsioonide ööpäevaste ja sesoonsete variatiivsuste ning pikemaajaliste trendide uurimine ja nende põhjuste selgitamine. Teemat saab laiendada kasvuhoonegaaside seoste selgitamisega teiste Tahkusel mõõdetavate õhu lisandgaaside (O3, NOx/NO/NO2, SO2), meteoroloogiliste parameetrite ja aerosooliosakeste suurusjaotuste andmetega.

Uurimistöö on suuresti seotud andmetöötlusega, samuti iseseisva tööga tutvumisel erialasete kirjandusallikatega (atmosfääri gaaskompositsioon ja atmosfäärikeemia), mis vajalikud saadud tulemuste/seaduspärasuste selgitamiseks. Eelduseks on statistilise andmetöötluse elementaarmõistete tundmine, kasuks tuleb andmetöötlusprogrammide tundmine ja programmeerimiskogemus.

Uurimistöö teema võiks kindlasti sobida bakalaureusetööks, aga hea tahtmise korral võiks sellest välja kasvada ka magistritöö.

Juhendajad: Urmas Hõrrak ja Aare Luts; kontaktinfo: urmas.horrak@ut.ee, W.Ostwaldi 1-D502, tel 737 5857.

Maa taimestiku poolt atmosfääri emiteeritud lenduvad orgaanilised molekulid võivad reageerida osooni, OH radikaalide, lämmastikoksiidide ja UV kiirgusega ning moodustada vähelenduvaid ühendeid. Viimased võivad omakorda olla sekundaarsete orgaaniliste aerosoolide allikateks, mis mõjutavad pilvede teket ja kliimat üldisemalt.
Antud lõputöö eesmärgiks on uurida aerosoolide teket alustades molekulaarsetest süsteemidest. Uurimiseks kasutakse eksperimentaalse tööriistana kointsidentsspektroskoopiat (vaata joonist), mis ühendab endas elektron- ja ioonspektroskoopia eeliseid.
Töö käigus tutvutakse kointsidentsspektroskoopia tehnika põhimõtetega ja analüüsitakse Max IV sünkrotroni FinEstBeAMS kiirekanalil mõõdetud spektraalandmeid IgorPro tarkvara abil [1]. 

Teema sobib nii bakalaureuse- kui ka magistriõppe lõputööks
Juhendaja: Kuno Kooser (kuno.kooser@ut.ee), W.Ostwaldi 1-D516

Image

Joonis. Kointsidentsspektroskoopia seadistus gaasfaasi lõppjaamal FinEstBeAMS (Max IV sünkrotron). Põhikomponendid: (1) uuritav ühend, (2) lennuaja mass-spektromeeter, (3) ioonide detektor, (4) elektronläätsede süsteem, (5) elektronide analüsaator, (6) elektronide detektor [2].

Viited:  
[1] J. Synchrotron Rad. (2020). 27, 1080-1091
https://doi.org/10.1107/S1600577520007146
[2] Phys. Chem. Chem. Phys., 2021,23, 21249-21261
https://doi.org/10.1039/D1CP03097C

Bakalaureusetöö.
Juhendajad: Margus Rätsep (margus.ratsep@ut.ee) ja Arvi Freiberg (arvi.freiberg@ut.ee)

CD (circular dichroism) spektroskoopia mõõdab ainete kiraalsust ehk käelisust ringpolariseeritud valguse abil. See võimaldab teha järeldusi molekulide ja nendest moodustunud valgukomplekside struktuuri kohta. Fotosünteesis osalevate komplekside kiraalsus võib olla tähelepanuväärselt suur, põhjuseks kas membraani makrostruktuur (nn polümeerne CD) või siis elektroonsete seisundite delokaliseeritus (eksitoonne CD). Seevastu isoleeritud pigmentide (klorofüllid, feofütiinid, karotinoidid) kiraalsus on mitu suurusjärku väiksem, mistõttu vastavate spektrite mõõtmine on raskendatud. Käesoleva töös tuleb mõõta klorofülli ja bakterklorofülli  neeldumis- ja CD-spektreid mitmetes erinevates orgaanilistes lahustes. Lisaks ja võrdluseks veel ka fotosünteetiliste valgusantennide  LH1 ja LH2 vastavad spektrid. Töö käigus on vaja ette valmistada vastavad proovid, optimeerida mõõtetingimused nii katseseadme kui uuritava proovi osas, töödelda katseandmed ja esitada tulemused ning järeldused. Oodatavaks lõpptulemuseks on täiendus kirjanduses leiduvatele üsnagi lünklikele andmetele. Saadud tulemused leiaksid järgmises (magistritöö) etapis rakendust kiraalsuse modelleerimisel fotosünteetilistes kompleksides.
 

Bakalaureusetöö.
Juhendajad: Margus Rätsep (margus.ratsep@ut.ee) ja Arvi Freiberg (arvi.freiberg@ut.ee)

Fotosünteesi esmane protsess, valgusenergia neeldumine ja suunamine reaktsioonitsentrisse toimub nn valgusantennis, milleks on klorofüllidest ümbritsetud ja kindlat struktuuri omav valgukompleks. Varasemates töödes on mõõdetud fotosünteesivate komplekside kõrglahutusega optilised spektrid ja määratud elektron-võnke interaktsioonide parameetrid vaid väga madalatel, absoluutse nulli lähedastel temperatuuridel, 210 K. Nii mõõtmised kui spektrite analüüs on oluliselt raskendatud kõrgematel temperatuuridel, mistõttu vastavad teadmised füsioloogilistel temperatuuridel on lünklikud. Esimese etapina tuleb alustada lihtsamast juhust, s.o isoleeritud molekulidest klaasistunud lahustes, kus  on võimalik temperatuuripiiri oluliselt kõrgemale nihutada, hinnanguliselt kuni temperatuurini 80 K. Eesmärk on mõõta  ja perspektiivis ka modelleerida elektron-võnke interaktsiooni parameetrite sõltuvus temperatuurist ja võrrelda selle kooskõla olemasolevate teoreetiliste mudelitega.
 

Bakalaureusetöö
Juhendajad: Kõu Timpmann (kou.timpmann@ut.ee ), Liina Kangur (liina.kangur@ut.ee) ja Arvi Freiberg (arvi.freiberg@ut.ee)

Fotosüntees mõjutab kogu elu Maal. Päikese energia muundamisel keemiliseks energiaks on tähtis osa täita erilistel pigmentidega (eelkõige klorofülliga) rikastatud valgukompleksidel. Nende funktsioonidest teame eelkõige klorofülli spektroskoopia kaudu. Käesoleva uuringu eesmärgiks on fotosünteetiliste komplekside seni alahinnatud valgulise osa tähtsuse avamine ning rõhutamine kõrgrõhu häiritus-spektroskoopia abil. Valgulisele keskkonnale rakendatud hüdrostaatilise rõhu mõjul muutuvad komplekside omadused, mis kajastub nende optilistes spektrites. Tekkinud muutusi analüüsides loodame tõestada, et suurem osa pigment-valgu komplekside kriitilistest funktsioonidest, milleks on valgushaare ja elektronide ülekanne, on määratud valgu kui erilise pigmente organiseeriva keskkonna omadustega. Sellest - põhiliselt fundamentaalse suunitlusega - uurimistööst võib loota kasulikke siirdeid tuleviku päikeseenergeetikasse ja keskkonnakaitsesse.
Uurimisobjektid: fotosünteetiliste bakterite valgust koguvad LH1 ja LH2 pigment-valk kompleksid ning LH1-RC tuumkompleksid. 
Uurimismeetodid: Neeldumis- ja kiirgusspektroskoopia, piko-nanosekundilise aeglahutusega kiirgusspektroskoopia, kõrgrõhu barospektroskoopia. 
 

...

...

...

Oleme avastanud täiesti uue füüsikalise mehhanismi, kuidas inimtegevus lisaks kasvuhooneefektile Maa kliimat soojendab (Joonis A). Projektis uurid vaatluslikke tõendeid, kuidas inimtekkelised õhusaaste osakesed põhjustavad pilvepiiskade jäätumist ja lumesadu. Jäätumine vähendab omakorda pilvede hulka ja soojendab seeläbi Maa kliimat. Andmeallikaks on satelliitkaugseire andmed ja  analüüsiks kasutad python keskkonda Tartu Ülikooli teadusarvutuskeskuse superarvutil. 

Töö aitab paremini mõista seni suuresti mõistatuslikuks jäänud inimtekkelise kliimamõju komponenti: õhusaaste osakeste kliimamõju (Toll jt 2019, Nature https://doi.org/10.1038/s41586-019-1423-9). Töö laiem eesmärk on täpsustada inimtegevuse kliimamõju tugevust, et oleks võimalik koostada senisest usaldusväärsemaid tuleviku kliima prognoose.

Projektist avalikkuses 

https://phys.org/news/2019-08-pollution-wont-global-spike.html https://novaator.err.ee/965947/ohusaastatuse-vahendamine-ei-hoogusta-gl…;

https://novaator.err.ee/1608354707/inimtekkeline-saaste-vahendas-uleilm…;

Sobib nii bakalaureuse kui magistritööks. Juhendaja: Velle Toll  velle.toll@ut.ee

Image

Joonis A. Pilvkattesse on tekkinud inimtekkelise õhusaaste mõjul 15 kilomeetri laiune auk. 

Inimtegevus mõjutab pilvede omadusi ja selle kaudu ka globaalset kliimat. Inimtegevuse mõju pilvedele ei ole paraku seni suudetud täpselt määrata. Saastunud pilvede omaduste võrdlus saastumata pilvede omadustega satelliitmõõtmiste põhjal loob inimtegevuse kliimammõju täpsustamiseks uudsed võimalused. Antud töös rakendatakse erinevaid pilditöötluse meetodeid saastunud ja saastumata pilvede eristamiseks satelliitpiltidelt. Võrreldakse erineva keerukusastmega pilditöötlusmeetodite edukust saastunud pilvede detekteerimisel ja arvutatakse erinevused detekteeritud saastunud ja saastumata pilvede optiliste omaduste vahel. Töö käigus arendatakse programmeerimisoskusi. Teema on heaks sissejuhatuseks kaasaegsesse satelliitmõõtmiste ja kliimamuutuste valdkonda. 

Projektist avalikkuses 

https://phys.org/news/2019-08-pollution-wont-global-spike.html https://novaator.err.ee/965947/ohusaastatuse-vahendamine-ei-hoogusta-gl…;

https://novaator.err.ee/1608354707/inimtekkeline-saaste-vahendas-uleilm…;

Sobib nii bakalaureuse kui magistritööks. Juhendaja: Velle Toll  velle.toll@ut.ee

Meteoroloogilise C-riba radariga on võimalik määrata sademete hulk kõrge ajalise ja ruumilise lahutusvõimega. Siiski on selle täpsus erinevates situatsioonides väga muutlik. Üheks muutlikkuse allikaks on erinev sademete faas, mis mõjutab oluliselt radari signaali peegelduvust. Tüüpiliselt on sademed kõrgemates kihtides meie laiuskraadil igal aastaajal tahkes olekus, mis tähendab radarile madalat peegelduvust. Soojal ajal algab mingis kihis tahkete osakeste sulamine mis põhjustab peegelduvuse järsku tõusu. Töö eesmärk on katsetada ja analüüsida erinevaid vertikaalse profiili korrektsiooni vabavaralisi algoritme ja nende parameetreid mitmete juhtumite põhjal. Kasutatavateks andmeteks on Keskkonnaagentuuri Harku ja Sürgavere radari operatiivsed andmed alates aastast 2010. Üheks võrdlusbaasiks oleks radari sajusummade võrdlus maapealsete ilmajaamade sademesummadega. Võrrelda võiks vähemalt kolme järgnevat meetodit: 

https://docs.wradlib.org/en/latest/vpr.html 

https://pyart-mch.readthedocs.io/en/latest/generated/pyart.correct.corr…;

https://pyart-mch.readthedocs.io/en/latest/generated/pyart.correct.corr…

Sobib nii bakalaureuse kui magistritööks. Juhendajad: Tanel Voormansik tanel.voormansik@ut.ee ja Jorma Rahu jorma.rahu@ut.ee

Image

Läbilõige tüüpilisest sajualast soojal ajal: kõrgem peegelduvus sulamiskihis ja peegelduvuse tagasilangus sellest madalamal. 

Meteoroloogiline C-riba radar on mõeldud eelkõige sademete määramiseks, aga peaaegu alati satub radari kiire teele ka teisi objekte. Nende objektide eristamine aitaks tõsta sademete määramise täpsust aga võimaldaks luua ka täiesti uusi rakendusi. Kasutatavateks andmeteks on Keskkonnaagentuuri Harku ja Sürgavere radari operatiivsed andmed alates aastast 2010. Töö üheks osaks oleks töö vabavaraliste Pythoni tarkvarateekidega, näiteks 

https://docs.wradlib.org/en/latest/classify.html 

https://pyart-mch.readthedocs.io/en/latest/retrieve.html#pyart.retrieve…;

Sobib nii bakalaureuse kui magistritööks. Juhendajad: Tanel Voormansik tanel.voormansik@ut.ee ja Jorma Rahu jorma.rahu@ut.ee 

Image

Näide võimalikest eristatavatest peegelduste klassidest Soome C-riba meteoradari andmetest (https://space.fmi.fi/main/remote-and-in-situ-observations-nowcasting-an…).

Radari mõõdetud peegelduvusest (tähis Z, ühik dBZ) sajuintensiivsuse (tähis R, ühik mm/h) arvutamiseks kasutatakse empiirilisi Z-R seoseid, mis sõltuvad radari spetsiifikast ja  piirkonna klimatoloogiast. Kui vihmasaju intensiivsuse määramine radariga on juba võrdlemisi täpne, siis peegelduvuse ja lumesaju vahelisi seoseid on uuritud vähem ja praktikas nende rakendamine on pigem harv. Töö eesmärgiks on analüüsida erinevate seoste täpsusi Eesti radarite andmetel (Keskkonnaagentuuri C-riba ilmaradarid Harkus ja Sürgaveres) võrrelduna maapealsete sadememõõtjatega ja leida parim seos, mis tõstaks sajukoguste hindamise täpsust võrreldes praegu kasutatava seosega. 

Sissejuhatuseks teemasse: 

http://www.pa.op.dlr.de/erad2014/programme/ExtendedAbstracts/036_Saltik…;

https://helda.helsinki.fi/server/api/core/bitstreams/49eaab06-a6d4-4c22…;

  
Sobib nii bakalaureuse kui magistritööks. Juhendajad: Tanel Voormansik tanel.voormansik@ut.ee ja Jorma Rahu jorma.rahu@ut.ee

Paraboolantenniga meteoroloogiline radar mõõdab peegeldusi skaneerides atmosfääri erinevatel kõrgusnurkadel (ühe kõrgusnurga skaneeringut nimetatakse PPI-ks). Kuna selline andmeväli on erinevatel kaugustel maapinnast erinevatel kõrgustel on ka peegelduste iseloom erinev ja näiteks radari lähedastel aladel on madalatel skaneeringunurkadel sageli palju maapinnapeegeldusi. Seetõttu on mitmetes rakendustes vaja radariprodukti, mis näitaks peegeldusi ühel konstantsel kõrgusel (või sellele lähimal kõrgusel, kuna kogu atmosfääri me selliselt skaneerides katta ei suuda). Töö eesmärgiks on välja töötada PseudoCAPPI arvutamise meetod, mis oleks kõrge kvaliteediga ja piisavalt kiirelt arvutatav, et seda saaks rakendada operatiivtöös. See meetod võib tugineda veebis vabavaraliselt kättesaadavatel meetoditel, näiteks 

https://fmidev.github.io/rack/productspage.html 

https://docs.wradlib.org/en/latest/generated/wradlib.vpr.PseudoCAPPI.ht…

Image

Näide PseudoCAPPI loomise põhimõttest.

Sobib nii bakalaureuse kui magistritööks. Juhendajad: Tanel Voormansik tanel.voormansik@ut.ee ja Jorma Rahu jorma.rahu@ut.ee

Kliimamuutusi võib uurida globaalses mastaabis, kuid väikeses ruumiskaalas on muutustel oma nägu. Töö käigus kasutatakse üle-Euroopalisi andmekogumeid, et kirjeldada nihkeid viimase 70 aasta jooksul mõõdetud temperatuuri, sademete ja teiste kliimakarakteristikute aegridade põhjal Eestis. Uurimistöö hõlmab vajalike andmete kogumist, statistilist analüüsi kui ka ruumiandmete visualiseerimist. Andmetöötluseks on kasutada TÜ teadusarvutuste keskuse superarvuti. Töö käigus saab edasi arendada juba olemasolevaid programmeerimise alaseid algteadmisi ning omandada oskusi statistikas. 

Image

Joonis. Viimase poolesaja aasta kõige soojemad jõulud Eestis pärinevad aastast 2011.

Sobib nii bakalaureuse kui magistritööks.  

Juhendaja: Hannes Keernik hannes.keernik@ut.ee

Maailmamere tõus, globaalse temperatuuri kasv, äärmuslike ilmaolude sagenemine, need on muutused kliimas, mis on kohal juba praegu. Kuidas aga globaalsed muutused mõjutavad Eesti tulevikukliimat, mis on kliimaga seotud tulevikuriskid Eestis? Selleks, et neile küsimustele vastata tuleb globaalsed muutused tõlkida kohalikeks muutusteks ning need omakorda mõjudeks loodusele ning ühiskonnale. Globaalsed kliimamuutused ning nende võimalikud mõjud ning tagajärjed on kirjeldatud IPCC (valitsustevahelise kliimamuutuse paneeli) aruannetes. Kohaliku kliima muutused tulevikus saab leida globaalseid mudelprognoose Eesti ala jaoks täpsemalt analüüsides. See tähendab konkreetsete indeksite nagu näiteks kuuma- või külmapäevade arv või sademete äärmusväärtuste arvude arvutamine selle sajandi lõpus. Seda liiki indeksite kaudu on võimalik hinnata nende muutuste mõju inimeste ja looduse, aga ka taristu tervisele. Oluline on sel puhul hinnata, et kuidas me tulevikus globaalsetest muutustest mõjutatud saame ning kuidas peaks riske vähendama. 

Ootused üliõpilasele: Oodatud on nii loodus- ja täppisteaduste üliõpilased (nt füüsika, keemia ja materjaliteaduse, geoloogia ja keskkonnatehnoloogia, matemaatika ja statistika, informaatika või geograafia erialalt), aga ka sotsiaalteaduse üliõpilased, kel on huvi kliimamuutuste ja kliimauuringute  vastu.  

Konkreetne töö sõltub üliõpilase huvidest ja oskustest. Võib olla nii arvutuslik andmeanalüüs, aga ka kvalitatiivne uuring. 

Juhendaja: Piia Post piia.post@ut.ee 

...

...

...

...

Hiljutises uurimuses kasutati argooni madalarõhulist plasmat kristallilise Al2O3 tekitamisel aatomkihtsadestus protsessis. Kristallilisel Al2O3 on mitmeid rakenduste seisukohalt tähtsaid omadusi nagu näiteks kõrge keemiline stabiilsus, väga head mehhaanilised ja optilised karakteristikud. Selgus, et plasma parandas oluliselt kristalllilise Al2O3 teket.

Bakalaureusetöö eesmärgiks on spektraalanalüüsi abil leida sadestamisel kasutatud plasma parameetrid ning nende alusel pakkuda mehhanism, mis selgitaks plasma rolli kristallilise Al2O3 tekitamises.  

Juhendaja: Jüri Raud (jyri.raud@ut.ee)

Metastabiilses seisundis olevate aatomite kontsentratsioon on võrreldes teistes ergastatud seisundites olevate aatomite kontsentratsiooniga väga suur, sest metastabiilses seisundites olevatel aatomitel puudub efektiivne seisundeid tühjendav mehhanism- kiirguslikud üleminekud. Pika eluea tõttu jõuavad metastabiilid põrkuda plasmas olevate aatomite ja molekulidega ning keemilistes reaktsioonides tekitada paljude rakenduste jaoks olulisi reaktiivseid ühendeid.

Antud töö eesmärgiks on määrata madalatemperatuurilises He plasmas metastabiilses seisundis olevate aatomite kontsentratsioon kasutades selleks neeldumisspektroskoopia meetodit.

Juhendaja: Jüri Raud (jyri.raud@ut.ee)

...

Mitmesuguste (saaste)gaaside detekteerimine või nende kontsentratsiooni mõõtmine on aktuaalne paljudes rakendustes. TÜFI Sensortehnoloogiate laboris uuritakse muuhulgas ka optilise kostega gaasisensoreid, millel on potentsiaalseid eeliseid elektrijuhtivuslike sensorite ees (sh võimalus saada ühest väikesest sensorelemendist samaaegselt mitu optilist signaali). Töö eesmärk on uurida sobivaid õhukesi anorgaanilisi kilesid, nende luminestsentskosteid aktuaalsetele saastegaasidele (NH3, NO2 jm) ja õhuniiskuse mõju. Sõltuvalt tudengi suundumusest võib töö hõlmata ka sobivate kilede valmistamist pulsslasersadestusega või mõõtmiste/andmetöötluse arendamist kuni masinõppeni.
Bakalaureuse/magistritöö juhendajad: Valter Kiisk, Margus Kodu.

Juhendajad: Mikro- ja nanooptika kaasprofessor Siim Pikker (siim.pikker@ut.ee), PhD ja Tauno Kahro, MSc

Halltoonlitograafiaks nimetame UV- ja elektronlitograafia meetodi puhul, erineva kõrgusega struktuuride valmistamist erinevate doositugevuste abil. Sellega on võimalik valmistada ühele substraadile kontrollitava paksusega Fabry-Pérot tüüpi optilisi resonaatoreid, mida iseloomustab paksusega kontrollitav peegeldus ja läbilaskvusspekter iseloomulike resonantsidega. Sellist tüüpi resonaatorit töötavad ka kui valgusfiltrid ja neid kasutatakse näiteks hüperspektraalkaamerates. 
Pakutav uurimistöö on eksperimentaalne ja sisaldab endas puhasruumis töötamist, elektronmikroskoopide ning litograafiaseadmete kasutamist.

Image

Joonis 1 Värviliste mikroresonaator pikslite valmistamise meetod a) Ühe piksli tööpõhimõte b) 3D skemaatiline kontseptioon, kuidas kasutada halltoonlitograafiat FP resonaatoritel baseeruvate värvipikslitega c) Skeem näitab erineva paksusega FP-resonaatorite monoliitset tootmist, kasutades halltoonlitograafiat, et saavutada rikkalikud värvid. [1]

Image

 Joonis 2 a) FP mikroresonaatorite arvutuslik läbipaistvusspekter koos 0.5λ, λ ja 1.5λ resonantsidega vs resonaatori paksus. b) Mõõdetud FP mikroresonaatori läbilaskvusspekter vs kiiritusdoos. c) i doosimodulatsioon skeem ii optiline mikroskoobi pild iii pildile ii vastav aatomjõumikroskoobi pilt. d) sama mis b), kuid ilma tühimiketa resonaatorite vahel. [2]

Viited:
[1] Z. Yang et al., “Microscopic Interference Full-Color Printing Using Grayscale-Patterned Fabry-Perot Resonance Cavities,” Adv. Opt. Mater., vol. 5, no. 10, p. 1700029, May 2017, doi: 10.1002/adom.201700029.
[2] C. Williams, G. S. D. Gordon, T. D. Wilkinson, and S. E. Bohndiek, “Grayscale-to-Color: Scalable Fabrication of Custom Multispectral Filter Arrays,” ACS Photonics, vol. 6, no. 12, pp. 3132–3141, Dec. 2019, doi: 10.1021/acsphotonics.9b01196.
 

Struktuursed värvid (ingl. k. structural colors) [1] on värvilised nanostruktuurid, kus värv ei tulene mitte materjali enda omadustest (nagu tavaliste pigmentide korral), vaid interferentsist nanostruktuuri sees.
Selle uurimistöö sisuks on esiteks selliste struktuuride omaduste arvutamine ning ka numbriline disain, ehk siis probleemi püstitus, kus arvutiprogrammile antakse ette soovitud värv (st peegeldumisspekter) ning siis programm varieerib struktuuri kuju ja parameetreid, et saavutada soovitule võimalikud lähedased omadused (ehk siis numbriline optimeerimine).
Suurem osa tööst oleks Pythoni baasil.
[1] S. Daqiqeh Rezaei, Z. Dong, J. You En Chan, J. Trisno, R.J.H. Ng, Q. Ruan, C.-W. Qiu, N.A. Mortensen, J.K.W. Yang, Nanophotonic Structural Colors, ACS Photonics. 8 (2020) 18–33. https://doi.org/10.1021/acsphotonics.0c00947.

Juhendaja: Taavi Repän <taavi.repan@ut.ee>

Arvutusfüüsikas mängivad olulist rolli numbrilised simulatsioon, aga pahatihti on need arvutused ressursimahukad, vajades palju aega ja/või arvutusvõimsust. Tehisnärvivõrkude arenguga on aga aga võimalikuks saanud erinevad ligikaudsed meetodid, mis mõningase arvutustäpsuse kao arvelt hoiavad oluliselt kokku arvutusressursi. Just nende meetodite uurimises antud lõputöö seisnebki.
Näiteks on välja pakkuda ülesanne, kus arvutatakse valguse hajumist omavahel sidestatud optiliselt resonaatoritelt. Üksikute resonaatorite arvutamine on suhteliselt lihtne, aga suuremate omavahel seotud süsteemide arvutamine läheb juba keerukamaks. Siin ongi hea masinõppe meetoditel potentsiaali selliste süsteemide arvutamist kiiremaks teha. Samas konkreetse füüsikalise süsteemi valik on suhteliselt vaba, huvi korral võib aluseks võtta mõne muu füüsikalise probleemi.
Masinõppe jaoks tuleb käiku Pythoni tarkvarapakett PyTorch.

Juhendaja: Taavi Repän <taavi.repan@ut.ee>

...