Home ШКОЛЬНИКАМ
Школьникам

Кафедра  теоретической ядерной физики была создана в 1946 году и была одной из шести первых кафедр института. Первым  заведующим был  крупнейший  физик-теоретик, академик, лауреат  Нобелевской премии И.Е.Тамм.  Первые  преподаватели  кафедры – известные физики-теоретики, академики М.А.Леонтович, И.Я. Померанчук, Е.Л.Фейнберг. Несколько позже к ним присоединились А.Б.Мигдал, Я.А.Смородинский, А.Д.Галанин, а через несколько лет В.Г.Левич и А.С. Компанеец. В разное время на кафедре работали академики С.Т.Беляев, А.М.Будкер, Ю.А.Трутнев, В.Д.Шафранов, члены-корреспонденты Академии наук  Ю.П.Попов, В.П.Силин, И.С. Шапиро.

 


За шестьдесят лет кафедра подготовила большое количество  высококвалифицированных научных кадров.  Кафедру закончили 13 членов Академии наук, более  200 докторов наук. Среди  выпускников кафедры можно назвать известных физиков-теоретиков А.М. Балдина, Ю.М.Кагана, Л.Б.Окуня (впоследствии академиков), В.М. Галицкого и В.Я.Файнберга (впоследствии членов-корреспондентов Академии наук). Во  всем  мире  трудно найти физический  институт где не работали бы выпускники кафедры.

В настоящее время кафедрой заведует известный физик-теоретик, специалист в области квантовой теории поля и релятивистской астрофизики доктор физико-математических наук, профессор Н.Б. Нарожный.

За шестьдесят лет сотрудниками и преподавателями кафедры получен ряд выдающихся результатов в квантовой механике и квантовой теории поля, физике высоких энергий и ядерной физике, лазерной физики и квантовой оптике, физике твердого тела и теории распространения волн в случайных средах.

Сотрудниками и выпускниками кафедры написано большое количество учебников и учебных пособий, которые охватывают практически все разделы теоретической физики. Широкую известность приобрели такие учебники, как «Сборник задач по классической электродинамике» А.И. Алексеева, «Курс теоретической физики» В.Г.Левича, Ю.А.Вдовина, В.А.Мямлина, «Макроэлектродинамика» В.М.Галицкого, В.М. Ермаченко, «Введение в электродинамику конденсированного вещества» М.И.Рязанова и др. Давно стали классическими и переведены на многие иностранные языки задачники «Сборник задач по квантовой механике» В.И. Когана, В.М. Галицкого и «Задачи по квантовой механике» В.М. Галицкого, Б.М.Карнакова, В.И. Когана. Написанные сотрудниками кафедры учебные пособия охватывают практически все курсы, читаемые кафедрой в МИФИ, и являются неотъемлемой частью учебного процесса.

Результаты научных исследований изложены в целом ряде монографий. Среди них можно отметить монографии В.М. Галицкого, Е.Е.Никитина, Б.М. Смирнова «Теория столкновений атомных частиц», В.С.Ремизовича, Д.Б.Рогозкина, М.И.Рязанова «Флуктуации пробегов заряженных частиц», А.С.Шварца «Квантовая теория поля и топология», А.Б.Мигдала «Теория конечных ферми-систем и свойства атомных ядер», А.Б.Мигдала, В.П. Крайнова «Приближенные методы квантовой механики».

Кафедра сегодня

В качестве штатных преподавателей на кафедре работают 16 кандидатов и 18 докторов физико-математических наук. Среди преподавателей 19 совместителей, ведущих занятия по самым современным направлениям физики (в основном для студентов-теоретиков), которые работают в: ИПМ им. Келдыша, ФИ РАН, ИАЭ им. Курчатова, ИС РАН, ИТЭФ, ИФП, ВНИИЭФ (г. Саров), ИКИ. В их числе - академики Ю.М. Каган и Ю.А.Трутнев, члены-корреспонденты РАН Л.М.Зеленый, М.Ю. Каган, Ю.П.Попов и В.П. Силин.

Сотрудники кафедры работают в различных областях теоретической физики, таких, как ядерная и лазерная физика, физика твердого тела, взаимодействие волн и частиц с конденсированными средами, квантовая механика, квантовая теория поля и др. Благодаря спонсорской помощи кафедре удается поддерживать наиболее успевающих студентов (ежемесячные кафедральные стипендии) и аспирантов.

 

В настоящее время студенты-теоретики слушают следующие курсы (некоторые - по выбору)

 

3 курс

Квантовая механика, теория поля, численные методы, статистическая физика,  теория упругости, современная геометрия, теория групп, гидрогазодинамика

4 курс

Взаимодействие лазерного излучения с веществом, теория элементарных частиц, теоретическая  физика твердого тела, макроэлектродинамика, квантовая теория поля, методы статистической физики, теория сильнокоррелированных систем, физическая кинетика, теория сверхсильных полей, теория ядра.

5,6 курсы

Введение в нелинейную электродинамику, дополнительные главы теоретической физики, математические модели в современной астрофизике, моделирование процессов массо- и теплопереноса, общая теория относительности, вычислительные методы газовой динамики, радиационная физика твердого тела, теория неидеального кристалла, теория элементарных частиц, топологические методы в физике, физическая теория переноса, теоретическая физика поверхности, компьютерное моделирование в теоретической физике.

 

Приходите к нам учиться!

 

 

 



Некоторые нерешённые задачи современной физики
Школьникам - Что такое теоретическая физика

Некоторые нерешённые задачи современной физики

см. также:

"Какие проблемы физики и астрофизики представляются сейчас особо важными и интересными (тридцать лет спустя, причем уже на пороге XXI века)?", УФН, 169, 419 (1999) / Physics Uspekhi, 42, 353 (1999)

"О некоторых проблемах физики и астрономии за последние 3 года", УФН, 172, 213 (2002) / Physics Uspekhi, 45, 205 (2002)

Нерешённые проблемы современной физики на ru.wikipedia.org.

Макрофизика

  1. Управляемый ядерный синтез.
  2. Проблема управляемого ядерного синтеза все еще не решена, хотя ей уже более полувека. Что касается альтернативных путей синтеза легких ядер для получения энергии, то надежды на возможности «холодного термояда» практически оставлены, а использование мюонного катализа хоть и очень изящно, но представляется нереальным, по крайней мере, без комбинации с делением урана. Помимо основной схемы с токамаком, существуют проекты использования ускорителей с различными ухищрениями. Наконец, возможен инерционный ядерный синтез и, конкретно, «лазерный термояд».
  3. Высокотемпературная и комнатнотемпературная сверхпроводимость.
  4. Долгие годы ВТСП было мечтой, но в 1986–1987 гг. такие материалы были созданы. Однако механизм сверхпроводимости в различных классах веществ, например в купратах (наивысшая температура Тс=135 К достигнута для HgBa2Ca2Cu3O8+x без давления; под довольно большим давлением для этого купрата уже Тс = 164 К), до сих пор остается не вполне ясным. Вопрос открыт, несмотря на огромные усилия, затраченные на изучение ВТСП (за 10 лет на эту тему появилось около 50 000 публикаций). Но главный вопрос в этой области, это конечно возможность создания КТСП.
  5. Металлический водород. Другие экзотические вещества.
  6. Металлический водород еще искуственно не создан даже под давлением около 3 миллионов атмосфер (при низкой температуре). Однако исследование молекулярного водорода под большим давлением выявило у этого вещества целый ряд неожиданных и интересных особенностей. При сжатии ударными волнами и температуре около 3000 К обнаружен, по-видимому, переход в металлическую (т. е. хорошо проводящую) жидкую фазу. При высоком давлении обнаружены также своеобразные особенности у воды и ряда других веществ.
  7. Двумерная электронная жидкость (аномальный эффект Холла и некоторые другие эффекты)
  8. Теория эффекта Холла достаточно разработана и даже обобщена на случай зонной структуры твердого тела, и вплоть до 1980 года казалось, что никаких открытий в этой области физики твердого тела не предвидится. Однако к 80-м годам была развита технология получения сложных плоских полупроводниковых сверхструктур с поперечными размерами порядка сотен и десятков ангстрем. В результате оказалось возможным реализовать строго двумерные физические структуры (двумерный электронный газ). В полученных структурах было обнаружено квантование Холловской проводимости (т.н. квантовый эффект Холла, дробный квантовый эффект Холла), которое удалось описать с помощью модели двумерной несжимаемой квантовой электронной жидкости. Следует отметить, что в последнее время острие исследований дробного квантового эффекта Холла направлено еще на одно интересное явление, а именно на реализацию другого нового состояния двумерного электронного газа - кристалла Вигнера. Впервые возможность вигнеровской кристаллизации в двумерной электронной системе в сильном магнитном поле рассмотрели Е.Ю. Лозовик и В.И. Юдсон.
  9. Некоторые вопросы физики твердого тела (гетероструктуры в полупроводниках, переходы металл—диэлектрик, волны зарядовой и спиновой плотности, мезоскопика).
  10. Твердые тела долгое время считались чем-то единым и целым. Однако сравнительно недавно выяснилось, что в твердом теле существуют области с различным химическим составом и физическими свойствами, разделенные резко очерченными границами. Такие системы и называются гетерогенными. Это приводит к тому, что, скажем, твердость или электрическое сопротивление одного конкретного образца резко отличается от усредненных значений, измеренных у их набора; поверхность кристалла имеет свойства, отличные от его внутренней части и т. д. Совокупность подобных явлений называется мезоскопикой. Исследования мезоскопических явлений чрезвычайно важны для создания тонкопленочных полупроводниковых материалов, высокотемпературных сверхпроводников и т. д.
  11. Фазовые переходы второго рода и родственные им. Некоторые примеры таких переходов. Охлаждение (в частности, лазерное) до сверхнизких температур. Бозе-эйнштейновская конденсация в газах.
  12. Особое внимание в последние годы привлекает к себе бозе-эйнштейновская конденсация (БЭК) газов. Это, несомненно, очень интересные работы. Длительное время, правда, на БЭК не обращали внимания и иногда даже сомневались в ее реальности. Но эти времена давно прошли, особенно после 1938 года, когда Ф. Лондон связал БЭК со сверхтекучестью 4He. Стремление наблюдать БЭК в разреженном газе вполне понятно и оправдано. Другое дело, что наблюдение БЭК в газах Rb, Na, Li и, наконец, в H, осуществленное в 1995 году и позже, является очень большим достижением экспериментальной физики. Оно стало возможным только в результате развития методов охлаждения газов до сверхнизких температур и удержания их в ловушках. В бозе-эйнштейновском конденсате атомы находятся в когерентном состоянии, и можно наблюдать интерференционные явления, что привело к появлению понятия «атомный лазер». Весьма интересна БЭК в двумерном газе.
  13. Физика поверхности. Кластеры.
  14. Уж получено очень много результатов. Обнаружен поверхностное магнитное упорядочение. Особого упоминания заслуживают исследования инверсионных слоев на границе Si и SiO3, свойства электронов на поверхности жидкого гелия, изучение поверхностных поляритонов и реконструкции ряда кристаллических поверхностей. При этом под реконструкцией поверхности понимается изменение параметра решетки для атомов, расположенных на поверхности. Например, на поверхности Si при определенных условиях параметр решетки в 7 раз больше, чем в объеме. Возможно, что при рассмотрении явления реконструкции в ряде случаев существен учет роли поверхностных электронных уровней. Впечатляющими, как по масштабам, так и по значению, являются исследования фазовых переходов в двумерных и квазидвумерных системах. Задачи здесь весьма разнообразны.
  15. Жидкие кристаллы. Ферроэлектрики. Ферротороики (Ferrotoroic).
  16. Кроме электрического и магнитного момента в веществе может существовать так называемый тороидальный момент - им обладает замкнутый тороидальный соленоид, по которому течет ток. Внутри такого соленоида есть магнитное поле, а снаружи оно отсутствует. Ферротороики - вещества обладающие ненулевым собственным тороидальным моментом. Жидкие кристаллы широко используются в технике, велика их роль в биологии, и, наконец, жидкие кристаллы разных типов и фазовые переходы в них оказались интересными в плане различных исследований в области физики конденсированных сред.
  17. Фуллерены. Нанотрубки.
  18. Помимо металлического водорода к числу «экзотических» веществ можно отнести фуллерены и нанотрубки. Совсем недавно, кроме «обычного» фуллерена С60, начинает исследоваться фуллерен С36, который, как может оказатсья, обладает при добавлении примесей очень высокой температурой сверхпроводящего перехода.
  19. Поведение вещества в сверхсильных магнитных полях.
  20. Вопрос о поведении вещества в сверхсильных магнитных полях до открытия пульсаров оставался в достаточной мере абстрактным. Теперь известно, что на поверхности пульсаров магнитные поля достигают значений H ~ 1012 – 1013 Э. Свойствами поверхности далёких от нас нейтронных звёзд дело, не ограничивается. Для атомов и молекул создать сверхсильные магнитные поля (в указанном выше смысле) в лаборатории пока не представляется возможным. Но существуют ситуации, в которых действие магнитного поля сильнее влияния кулоновских сил уже в доступных на Земле полях.
  21. Нелинейная физика. Турбулентность. Солитоны. Хаос. Странные аттракторы.
  22. В настоящее время внимание к нелинейной физике не ослабевает. В значительной мере это связано с тем, что использование современной вычислительной техники позволяет анализировать задачи, исследование которых раньше было недоступно.
  23. Разеры, гразеры, сверхмощные лазеры.
  24. В современных лазерах достигнута интенсивность порядка 1020–1021 Вт/см2. При такой интенсивности напряженность электрического поля порядка 1012 В/см, т. е. оно на два порядка сильнее поля протона на основном уровне атома водорода. Магнитное поле достигает 109–1010 Э. При этом используются очень короткие импульсы длительностью до 10–15 с и менее. Использование таких импульсов открывает целый ряд возможностей, в частности, для получения гармоник, лежащих уже в рентгеновском диапазоне, и, соответственно, рентгеновских импульсов с длительностью в аттосекунды (1а = 10–18 с). Родственная проблема — создание и использование разеров и гразеров — аналогов лазеров, соответственно, в рентгеновском и гамма-диапазонах
  25. Сверхтяжёлые элементы. Экзотические ядра.
  26. Данная проблема из области ядерной физики. Здесь можно выделить два вопроса. Во-первых, это далекие трансурановые элементы в связи с надеждами на то, что отдельные изотопы в силу оболочечных эффектов живут долго (в качестве такого изотопа в литературе указывалось на ядро с Z = 114 и с числом нейтронов N = 184, т. е. с массовым числом А = Z + N = 298). Известные трансурановые элементы с Z < 114 живут лишь секунды или доли секунд. Появлявшиеся в литературе указания на существование в космических лучах долгоживущих (речь идет о миллионах лет) трансурановых ядер пока подтверждены не были. В начале 1999 года появилось сообщение о том, что в Дубне синтезирован 114-й элемент с массовым числом 289, живущий около 30 секунд. Поэтому возникла надежда на то, что элемент (114289) действительно окажется долгоживущим. Во-вторых, упомянуты «экзотические» ядра. Это ядра из нуклонов и антинуклонов, гипотетические ядра с повышенной плотностью, ядра несферической формы и с другими особенностями. Сюда примыкает проблема кварковой материи и кварк-глюонной плазмы.

    Микрофизика

  27. Спектр масс. Кварки и глюоны. Квантовая хромодинамика. Кварк-глюонная плазма.
  28. Проблема состоит в создании теории, дающей ответы, например, на такие вопросы: почему мюон в 207 раз тяжелее электрона.
  29. Стандартная модель. Великое объединение. Суперобъединение. Распад протона. Масса нейтрино. Магнитные монополи.
  30. Одна из самых актуальных задач физики элементарных частиц — поиски и, как все надеются, обнаружение бозона Хиггса. По оценкам, его масса меньше 1000 ГэВ, но скорее даже меньше 200 ГэВ. Поиски ведутся и будут вестись на имеющихся и реконструируемых ускорителях (в ЦЕРНе и Фермилабе). Главная же надежда физики высоких энергий (возможно, и при поисках хиггса) — это ускоритель LHC (Large Hadron Collider). В нем ожидается энергия в 14 ТэВ (в системе центра масс сталкивающихся нуклонов). Распад протона пока не обнаружен. По последним данным, среднее время жизни протона, если определить его по реакции р→е+0, больше 1,6⋅1033 года. Связь между нейтрино и другими частицами, отражающая их «объединение», приводит к тому, что нейтрино имеют отличную от нуля массу покоя. Величину этой массы при современном состоянии теории вычислить нельзя, но если бы и было возможно, всё равно необходимо определить массу нейтрино на опыте. После серии экспериментов было высказано утверждение, что масса электронного нейтрино лежит в интервале 14-46 эВ. Если масса нейтрино более 10 эВ, то это имеет огромное космологическое значение. Но если массы всех сортов нейтрино менее 1 эВ, роль нейтрино в космологии существенно уменьшится.
  31. Фундаментальная длина. Взаимодействие частиц при высоких и сверхвысоких энергиях. Коллайдеры.
  32. Эксперименты на ускорителях подтвердили, что до расстояний порядка 10–17 см (чаще, правда, указывают длину в 10–16 см) и времен порядка 10–27 с существующие пространственно-временные представления справедливы. А что происходит в меньших масштабах? Такой вопрос в сочетании с имевшимися затруднениями теории и привел к гипотезе о существовании некоторой фундаментальной длины lf и времени tf ~ lf/с, при которых вступает в строй «новая физика» и конкретно какие-то необычные пространственно-временные представления («зернистое или квантованное пространство-время» и т. п.). Сегодня нет никаких оснований для введения длины lf ~ 10–17 см. С другой стороны, в физике известна и играет важную роль некоторая другая фундаментальная длина, а именно планковская, или гравитационная, длина lg = 1,6⋅10–33 см; ей отвечают время t ~ 10–43 с, энергия Eg ~ 1019 ГэВ, масса mg ~ 10–5 г. Физический смысл длины lg заключается в том, что при меньших масштабах уже нельзя пользоваться классической релятивистской теорией гравитации и, в частности, общей теорией относительности (ОТО), построение которой было завершено Эйнштейном в 1915 году. Здесь нужно использовать квантовую теорию гравитации, еще не созданную в сколько-нибудь законченной форме.
  33. Несохранение СР-инвариантности.
  34. Нельзя не отметить исследование проблемы CP-несохранения и, в силу справедливости СРТ-инвариантности (совместных пространственной инверсии Р, зарядового сопряжения C и обращения знака времени Т), также и несохранения T-инвариантности (неинвариантность при замене знака времени t на —t). Это фундаментальный вопрос, в частности, с точки зрения объяснения необратимости физических процессов. Природа процессов с СР-несохранением пока неясна; идут поиски СР-несохранения при распаде B-мезонов.
  35. Нелинейные явления в вакууме и в сверхсильных электромагнитных полях. Фазовые переходы в вакууме.
  36. Постановка задачи здесь восходит к началу 30-х годов. Именно тогда стало понятно, что в сильных электромагнитных полях вакуум ведёт себя подобно некоторой нелинейной среде. К тому же в достаточно сильном электрическом поле могут рождаться электрон-позитронные пары.
  37. Струны. М-теория.
  38. Вместо термина «струны» часто употребляют название суперструны (superstrings), во-первых, чтобы не было путаницы с космическими струнами, и, во-вторых, чтобы подчеркнуть использование представлений о суперсимметрии. В суперсимметричной теории каждой частице отвечает (содержится в уравнениях) ее партнер с другой статистикой: например, фотону (бозону со спином 1) отвечает фотино (фермион со спином S) и т. д. Суперсимметричные партнеры (частицы) еще не обнаружены. Их масса, по-видимому, не меньше 100–1000 ГэВ. Поиски этих частиц — одна из основных задач экспериментальной физики высоких энергий как на существующих или реконструируемых ускорителях, так и на LHC.

    Космофизика

  39. Экспериментальная проверка общей теории относительности.
  40. Общую теорию относительности (ОТО) проверяют уже, по крайней мере, с 1919 г., когда впервые удалось измерить предсказанное теорией отклонение световых лучей в гравитационном поле Солнца. До 2004 года ОТО была проверена с точностью 0.5%, но открытие системы из двух радиопульсаров J0737-3039 позволило улучшить это значение до 0.05%
  41. Гравитационные волны, их детектирование.
  42. Существенной проверкой ОТО является исследование двойных пульсаров. Оно показало, что потеря энергии двумя движущимися нейтронными звездами, образующими двойную систему, находится в полном согласии с ОТО при учете гравитационного излучения (интенсивность которого была вычислена Эйнштейном в 1918 году). Имеется проблема — прием гравитационных волн, приходящих из космоса. Задача технически очень сложна, для ее решения строятся гигантские установки. Так, система LIGO (Laser interferometer gravitational-wave observatory, США) состоит из двух далеко разнесенных «антенн» длиной 4 км каждая. В этой установке можно будет заметить происходящее под действием приходящей гравитационной волны смещение зеркал на 10–16 см, а в дальнейшем и меньшие смещения. В ближайшие годы LIGO и аналогичные установки, строящиеся в Европе и Японии, вступят в строй. Так будет положено начало гравитационно-волновой астрономии.
  43. Космологическая проблема. Инфляция. Λ-член. Связь между космологией и физикой высоких энергий.
  44. Уравнения ОТО были получены и опубликованы Эйнштейном в 1915 году. В 1917, чтобы получить стационарную нерасширяющуюся Вселенную, Эйнштейн добавил в свои уравнения Λ-член, что, в последствии, называл главной ошибкой своей жизни. В 1965 году Глинер указал на то, что точно такой же эффект как Λ-член c Λ>0 производит вещество с уравнением состояния p=-ε. Такой Λ-член или такое вещество вызывают "антигравитацию" - отталкивание. Наблюдения последних нескольких лет показали, что примерно 70% полной плотности массы нашей Вселенной определяется Λ-членом, около 30% - невидимым (темным) веществом, а на обычное (барионное) вещество приходится только около 4%. Следствием того, что Λ-член так велик, является ускорение расширения нашей Вселенной.
  45. Нейтронные звезды и пульсары. Сверхновые звезды.
  46. Для физики важнее всего возможность изучать сами нейтронные звезды и вещество, из которого они состоят. Это очень большая и интересная тема, из которой можно выделить исследования внешней коры нейтронных звезд. Здесь главные особенности связаны не с высокой плотностью, сверхтекучестью и ядерными эффектами, а с действием сверхсильного магнитного поля. Хотя в принципиальном отношении и проще, но на практике в известном отношении сложнее проблема магнитосфер пульсаров и механизм излучения. Сверхсильное поле, наличие вращения в отсутствии аксиальной симметрии (у пульсаров ось вращения и магнитный момент находятся под углом друг к другу) и необходимость учитывать релятивистские плазменные эффекты — всё это делает задачу очень сложной. Во всяком случае, понимание в этой области отстает от изучения самих нейтронных звезд.
  47. Черные дыры. Космические струны.
  48. Космические струны (не следует путать с суперструнами) — это некоторые (не единственно возможные) топологические «дефекты», которые могли возникать при фазовых переходах в ранней Вселенной. Они представляют собой нити, может быть, замкнутые (кольца), космических масштабов и с характерной толщиной порядка 10–29–10–30 см. Космические струны еще не наблюдались. Совсем иначе дело обстоит с черными дырами — они являются важнейшими астрономическими и физическими объектами. Несмотря на то что «схватить черную дыру за руку» очень трудно, в их существовании и большой роли в космосе сегодня невозможно сомневаться. Любопытно, что черные дыры в некотором смысле были предсказаны еще в конце XVIII века Митчеллом и Лапласом. По всей вероятности, наблюдаются черные дыры двух типов — со звездными массами меньше или порядка 100 масс Солнца и гигантские дыры в галактиках и квазарах с массами порядка (106–109) масс Солнца. Дыры со звездными массами находят в основном в результате наблюдения двойных систем.
  49. Квазары и ядра галактик. Образование галактик.
  50. Вопрос об образовании галактик составляет особую главу космологии. Ее содержание в теоретическом плане состоит в анализе динамики неоднородностей плотности и скорости вещества в расширяющейся Вселенной. В результате роста крупномасштабных неоднородностей вещества во Вселенной появляются галактики и скопления галактик.
  51. Проблема темной материи (скрытой массы) и ее детектирования.
  52. Количество светящейся материи определяется в результате наблюдений в основном в видимом свете. Полное же количество гравитирующей материи сказывается на динамике — движении звезд в галактиках и галактик в скоплениях. Вне всяких сомнений, установлено, что во Вселенной имеется несветящаяся материя, проявляющаяся в силу своего гравитационного взаимодействия. Темная материя распределена отнюдь не равномерно, но присутствует везде: и в галактиках, и в межгалактическом пространстве. Так возник один из важнейших вопросов современной астрономии — какова природа темной материи, часто именовавшейся ранее также скрытой массой? Проще всего предположить, что речь идет о нейтральном водороде, сильно ионизованном (и поэтому слабо светящемся) газе, планетах, слабо светящихся звездах — коричневых карликах, нейтронных звездах или, наконец, черных дырах. Однако все эти предположения опровергаются наблюдениями разных типов.
  53. Происхождение космических лучей со сверхвысокой энергией.
  54. Протоны с энергией E>3⋅1019эВ из-за взаимодействия с фотонами реликтового излучения не могут распространяться на расстояние большее ~100 Мпк. Таким образом на более высоких энергиях должен наблюдаться завал в спектре космических лучей (его называют завалом Зацепина-Кузьмина-Грайзена). Однако экспериментальные наблюдения широких атмосферных ливней такого завала не показывали, частиц с энергиями выше порога наблюдалось неожиданно много.
  55. Гамма-всплески. Гиперновые.
  56. В конце 60-х годов в США была запущена система спутников Вела (Vela), оснащенных приборами, могущими регистрировать мягкие гамма-лучи и предназначенные для контроля над соглашением, запрещающим атомные взрывы в атмосфере. Взрывы не производились, но были зафиксированы гамма-всплески неизвестного происхождения. Их типичные энергия (0,1–1) МэВ и длительность — секунды. Об этом открытии было сообщено лишь в 1973 году. Гамма-всплески с тех пор энергично изучались, но их природа долгое время оставалась неясной. Сейчас можно констатировать, что гамма-всплески — следствие мощнейших взрывных явлений, наблюдаемых во Вселенной, не считая, конечно, самого Большого взрыва (Big Bang). Речь идет об энерговыделении до примерно 1051 эрг только в гамма-диапазоне. Это существенно больше, чем оптическое излучение при взрывах сверхновых. Поэтому некоторые источники гамма-всплесков называли гиперновыми. Кандидаты на роль таких «источников»: слияние двух нейтронных звезд, столкновение или слияние массивной звезды с нейтронной и т. п.
  57. Нейтринная физика и астрономия. Нейтринные осцилляции.
  58. Солнце и звезды, как известно, излучают за счет происходящих в их недрах ядерных реакций и, следовательно, должны испускать нейтрино. Такие нейтрино, имеющие энергию около 10 МэВ, могут в настоящее время регистрироваться лишь от Солнца. Еще несколько лет назад считалось, что измеряемый поток нейтрино от Солнца существенно меньше вычисленного. Но сейчас построены и начали эксплуатироваться несколько более совершенных установок для детектирования солнечных нейтрино с различными энергиями. Результаты наблюдений самых последних лет позволяют утверждать, что проблема солнечных нейтрино в основном решена. Нейтринная астрономия — это не только солнечная астрономия. Сейчас ведется мониторинг, и если нам повезет и вблизи Солнца (в Галактике или в Магеллановых Облаках) вспыхнет еще одна сверхновая, то будет получен богатый материал (сверхновые в Галактике вспыхивают в среднем примерно раз в 30 лет, но эта цифра неточна, и, главное, вспышка может произойти в любой момент). Особо нужно упомянуть задачу детектирования реликтовых нейтрино с малыми энергиями, быть может вносящими вклад в темную материю. Наконец, буквально «на выходе» находится нейтринная астрономия высоких энергий с энергиями нейтрино, превышающими 1012 эВ. Наиболее вероятные источники: ядра галактик, слияние нейтронных звезд, космические топологические «дефекты».
 
Современная космология и космофизика
Школьникам - Что такое теоретическая физика

Современная космология и космофизика

(статья А.В. Беркова в журнале ФИЗИКА, Новый взгляд)

читать статью в pdf

читать статью в djvu

 
Студенты-теоретики слушают следующие курсы (некоторые - по выбору)
Школьникам - Чем хороша кафедра ТЯФ

В настоящее время студенты-теоретики слушают следующие курсы (некоторые - по выбору)

 

 

3 курс

Квантовая механика, теория поля,

численные методы, статистическая физика,

теория упругости, современная геометрия,

теория групп, гидрогазодинамика

 

 

4 курс

Взаимодействие лазерного излучения с веществом, теория элементарных частиц, теоретическая физика твердого тела, макроэлектродинамика, квантовая теория поля, методы статистической физики, теория сильнокоррелированных систем, физическая кинетика, теория сверхсильных полей, теория ядра

 

 

5 курс

Введение в нелинейную электродинамику, дополнительные главы теоретической физики, математические модели в

современной астрофизике, моделирование процессов массо- и теплопереноса, общая теория относительности, вычислительные методы газовой динамики, радиационная

физика твердого тела, теория неидеального кристалла, теория элементарных частиц, топологические методы в физике

физическая теория переноса, теоретическая физика поверхности,

компьютерное моделирование в теоретической физике.

 
Почему Вам нужно учиться на кафедре
Школьникам - Чем хороша кафедра ТЯФ

КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

- Это возможность получить базовое образование физика-теоретика в любой области физики (наши выпускники работают в физике макро- и микромира, в астрофизике и физике атомного ядра, в био- и медицинской физике и т.д.)

 

- Это возможность учиться и работать на одной из лучших в мире кафедр физики (среди штатных преподавателей кафедры 18 докторов и 16 кандидатов наук)

 

- Это возможность обучения и индивидуальной работы с выдающимися российскими физиками (на кафедре работает ряд членов РАН)

 

- Это возможность самому стать выдающимся физиком (кафедру закончили 14 академиков и членов-корреспондентов РАН, в том числе нобелевский лауреат)

 

- Это возможность продолжить образование в аспирантуре на кафедре или в научных центрах в России и за рубежом (задолго до окончания наших выпускников «разбирают» российские и зарубежные институты)

 

- Это умение использовать компьютер для решения научных и прикладных задач (в программу обучения входит освоение современных методов обработки и передачи информации, аналитического и численного программирования, методов параллельных вычислений)

 

- Это образование, которое дает правильный взгляд на любую проблему, в том числе, и не связанную с фундаментальной наукой, и которое не даст затеряться нашему выпускнику в любой сфере деятельности

Приходите к нам! Мы обещаем Вам трудную, но интересную работу!

 
Система электронного тестирования НИЯУ МИФИ
Школьникам - Подготовка к поступлению

Уважаемые абитуриенты!

На сайте нашего института работает система электронного тестирования знаний абитуриентов.

 
Взаимодействие лазерного излучения с веществом
Школьникам - Что такое теоретическая физика

http://194.67.66.73/picturesR0/IMGP0990.JPGВо второй половине 20 века человечество научилось не только получать мощные лазерные импульсы, но и сделало их получение доступным в средней физической лаборатории. В результате было обнаружено и изучено множество различных процессов, для описания которых была проделана большая теоретическая работа, развито множество моделей. Один из аспектов взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом рассмотрен в научно-популярной статье профессора кафедры С.П. Гореславского.

 
Квантовая информатика
Школьникам - Что такое теоретическая физика

В.П. ЯКОВЛЕВ

Профессор кафедры

Теоретической ядерной физики МИФИ

 

 

Доклад на ФЕСТИВАЛЕ НАУКИ

 

 

 

 

Москва, МИФИ,

11 октября 2008 г.

 

Cлайд 1

За последние два–три десятилетия сформировалась новая область знания о природе, объединившая  в себе квантовую механику и теорию информации.  К этой междисциплинарной науке относятся такие понятия как «квантовая информация», «квантовые вычисления» и «квантовый компьютер», которые написаны на слайде как название доклада. Сюда же можно еще добавить термины «квантовые алгоритмы» и «квантовая криптография». Все они обозначают принципиально иной, квантовый подход – в отличие от традиционного классического – к самому понятию информации и к законам, позволяющим этой информацией манипулировать, то есть записывать, хранить, обрабатывать, передавать, а также производить вычисления.