• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Первокурсники факультета физики посетили базовые кафедры в Черноголовке

Первокурсники факультета физики посетили базовые кафедры в Черноголовке

© Екатерина Орешкина/ Высшая школа экономики

Можно ли совмещать науку и технологии? Как выглядят современные исследовательские лаборатории? Что изучают физики-теоретики? В этих вопросах разбирались бакалавры первого курса факультета физики НИУ ВШЭ. Студенты  побывали в Институте физики твердого тела РАН и в Институте теоретической физики им. Ландау, где расположены две базовые кафедры факультета — физики конденсированных сред и теоретической физики соответственно.

На факультете шесть базовых кафедр ведущих академических институтов физического профиля — Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау, Института физических проблем им. П.Л. Капицы, Института физики твердого тела, Института общей физики им. А.М. Прохорова, Института спектроскопии, Института космических исследований. Такая «базовая система» обеспечивает взаимосвязь образования и науки благодаря тому, что студенты с самого начала включаются в реальные научные исследования. Магистранты проводят в базовых институтах бОльшую часть своего времени, а первокурсники бакалавриата пока ездят туда на экскурсии.

Институт физики твердого тела (ИФТТ) РАН расположен в Черноголовке, это около 40 км от Москвы. В 60-х годах, когда институт только начинали возводить, подобные расстояния отпугивали многих исследователей и собрать научный коллектив было довольно сложно. Помог случай: примерно в то же время в Черноголовке начали формировать Институт теоретической физики (ИТФ) им. Л.Д. Ландау. «На нас свалилась неслыханная удача, что вся теоретическая школа Ландау, в которую входили ученые, живущие в различных городах Союза, собиралась переехать в Черноголовку», — вспоминал Юрий Осипьян, который потом станет директором Института физики твёрдого тела. ИФТТ и ИТФ расположены на расстоянии 15 минут ходьбы друг от друга. Поэтому экскурсия у первокурсников получилась сразу по двум институтам, в которых расположены базовые кафедры факультета физики НИУ ВШЭ.

Как устроен ИФТТ

«Институт физики твёрдого тела РАН с момента его основания состоит из двух частей. Первая часть — технологическая, или  материаловедческая, здесь мы занимаемся ростом полупроводниковых кристаллов, уникальными технологиями роста профилированного сапфира, выращиваем  кристаллы для детекторов оптического и гамма-излучения. Материаловедческие подразделения ИФТТ РАН также занимаются исследованием жаропрочных, жаростойких композиционных материалов, которые сейчас необходимы в авиационной и космической промышленности.  Для их создания используют электронную микроскопию, рентгеноструктурный анализ, многие другие методики», — рассказывает Эдуард Девятов, доктор физико-математических наук, профессор РАН, заместитель директора по научной работе ИФТТ РАН, профессор факультета физики НИУ ВШЭ.

Вторым равноправным направлением деятельности ИФТТ РАН является фундаментальная наука. А именно — физика низких температур, сильных магнитных полей, исследования разнообразных физических явлений в системах пониженной размерности. Можно выделить плазмонику, исследования возможностей квантовых вычислений, квантовая криптография, физика высоких давлений. В этой области в последние годы произошло открытие высокотемпературной сверхпроводимости у соединений водорода при экстремально высоких давлениях. Таким образом,  в одной организации получается совместить фундаментальную науку и технологические разработки, при этом есть живое общение между специалистами различного профиля, добавляет Эдуард Девятов.

На экскурсии бакалавры ВШЭ увидели, например, магнитный корпус ИФТТ РАН, где сосредоточены исследования в области низких температур (до 10 мК) и сильных магнитных полей (до 18 Тл). Такие условия необходимы для исследования эффектов, возникающих из фундаментальных законов квантовой механики, в частности, только при низкой температуре проявляется дискретность энергетического спектра, а введение  магнитного поля нарушает симметрию по обращению времени. Всё это создаёт специфическую ситуацию, в частности, реализуется квантовый эффект Холла, который кроме чисто фундаментального значения, уже около 20 лет используется в метрологии. 

Исследования, связанные с квантовым эффектом Холла, привели к исследованиям топологических изоляторов, что является одним из самых актуальных направлений исследований в последние 5–10 лет. Топологические изоляторы — это класс двумерных и трёхмерных систем, являющихся, вообще говоря, диэлектриками, но обладающих поверхностной проводимостью.

Принципиально, что возникновение такой проводимости определяется объёмными свойствами вещества, в частности, инверсией зон в объёме, и не зависит от конкретного устройства поверхности, наличия и силы беспорядка, примесей и т.п. Трёхмерные системы, демонстрирующие топологическую поверхностную проводимость, также синтезируются в ИФТТ РАН.

Студенты смогли увидеть, как работают лаборатории спектроскопии дефектных структур, неравновесных электронных процессов, электронной кинетики, квантового транспорта, структурных исследований, сектор элементного и структурного анализа. В каждой из них они пообщались с научными сотрудниками и задали вопросы.

Александр Ширшов

Студент

Мне очень понравился ИФТТ, потому что люди там работают руками и действительно делают интересные вещи. Мне нравятся прикладные направления, когда можно своими глазами увидеть, сделать что-то реальное. 

Александр Аронин

Доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией структурных исследований в ИФТТ, профессор факультета физики НИУ ВШЭ

Нам всегда нужны молодые сотрудники, со свежими новыми идеями. Физика  как наука очень быстро меняется, сейчас появляются такие приборы, которые позволяют нам фактически добиться разрешения меньше размера атома. Естественно подобные исследования требуют нового подхода, применяются компьютерная обработка результатов, планирование, теоретические представления. У молодых ребят мозги  устроены по-другому, они с детства знают, что такое компьютеры, как с ними работать, у них очень быстро получается добиться нужного результата. Когда я понимаю, что мы получаем изображение практически отдельных атомов, то для меня это удивительно, а  для них это становится привычным. Потрясающе! Новые специалисты очень нужны нашему институту, стране, науке в целом.
Арслан Галиуллин

Студент

В ИФТТ мне понравилось то, что он выглядит очень современно, я по-другому думал про подобные институты, в лабораториях было очень интересно, можно было всё разглядеть, задать любые вопросы. Хочется во всём этом подробнее разобраться.

Как устроен ИТФ

В Институте теоретической физики им. Ландау бакалавров встретил Игорь Колоколов, заместитель директора института, заведующий базовой кафедрой теоретической физики. ИТФ РАН был основан в 1964 году учениками Льва Ландау с целью сохранить научную школу выдающегося физика. Основная тематика научных исследований института — физика конденсированного состояния, низкоразмерные и мезоскопические системы, нелинейная динамика, квантовая теория поля, релятивистская астрофизика и космология, физика квантовых вычислений, математическая физика, вычислительная физика и сетевые исследования.

Студенты отправились в сектор квантовой теории поля. Одно из основных направлений здесь — изучение и развитие непертурбативных методов исследования разнообразных конформных теорий поля, описывающих квантовые теории поля в фиксированных точках ренормгруппового потока. Учёные рассказали о своих исследованиях студентам, ответили на вопросы по теоретической физике.

Роман Гайдаров

Студент

Мы увидели настоящих ученых, занимающихся квантовой теорией поля, познакомились с глубинами теории струн и осознали, почему наше пространство 10-мерное, а не совсем 26-мерное, как предсказывали некоторые видные деятели конца прошлого века. ИФТТ — он прекрасен, но я больше теоретик и очень впечатлен институтом теоретической физики, это потрясающий опыт, поскольку меня очень интересует теория струн: струнные модели квантовой гравитации и струнные проявления в космологии, в частности, в физике чёрных дыр. 

Наталия Журбина

Студентка

Я не могу сказать даже, где мне больше понравилось. Институты сложно сравнивать, они разные, мне пока всё интересно: и теоретическая физика и экспериментальная.

В планах факультета физики — организовать экскурсии и в другие базовые институты в этом учебном году.

Вам также может быть интересно:

«Мы можем изменять спины электронов, прикладывая внешнее магнитное поле»

Ученые ВШЭ, МФТИ и Института физики твердого тела РАН совместно с коллегами из Англии, Швейцарии и Китая изучили свойства тонкослойной гетероструктуры «платина — ниобий». Проведенные ими эксперименты и теоретические расчеты подтвердили, что при контакте со сверхпроводником в платине возникает спин, который можно использовать как носитель информации. Платина не обладает собственным магнитным моментом, что в перспективе дает возможность создавать на базе новой структуры еще более миниатюрные чипы, чем в «традиционной» спинтронике. Работа опубликована в журнале Nature Communications.

Микролазеры с квантовыми точками оказались способны работать даже при высоких температурах

Ученые из Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге исследовали, как размер резонатора влияет на температуру работы микродискового лазера с квантовыми точками в режиме двухуровневой генерации. Выяснилось, что микролазеры способны генерировать излучение на нескольких частотах даже при высокой температуре. Это позволит в будущем использовать микролазеры в фотонных интегральных схемах и передавать в два раза больше информации. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanomaterials.

Атомные часы, квантовые деньги и разноцветные алмазы: как прошел День света на факультете физики ВШЭ

В конце мая факультет физики Вышки впервые организовал День света для студентов и абитуриентов. Его целью стало погружение школьников и учащихся младших курсов в увлекательный мир науки. Ученые ВШЭ рассказывали о распространении света в галактике, демонстрировали волновую теорию света на потолке лекционного зала и опыты с получением флуоресцеина. А студенты старших курсов представили свои исследовательские работы.

Туннельный контакт помог изучить электронную структуру углеродных нанотрубок

Российские физики показали, что можно использовать туннельный контакт для спектроскопии электронных состояний углеродных нанотрубок. Предложенная технология изготовления туннельного контакта и метод спектроскопии помогут точно определять ширину запрещенной зоны нанотрубок, которая является ключевой характеристикой для разработки любых электронных устройств на их основе. Результаты работы были представлены в журнале Applied Physics Letters.

5 причин учиться на базовой кафедре квантовой оптики и нанофотоники Института спектроскопии РАН

Чем молодых физиков привлекает обучение в Вышке? Какие лаборатории ИСАН открыты для будущих профессоров и академиков? Выяснила новостная служба портала.

«Нам удалось быстро включить магистрантов-физиков в реальные научные исследования»

В этом году состоялся первый выпуск магистерской программы «Физика». О том, чего удалось достичь студентам, какими исследованиями они занимались во время учебы и как будет меняться программа в будущем, рассказал ее академический руководитель, директор Института теоретической физики им. Л. Д. Ландау, член-корреспондент РАН Владимир Лебедев. Подать документы на программу можно до 31 июля.

Какими исследованиями занимаются в магистратуре по физике

Студенты магистерской программы «Физика» сразу приступают к исследованиям в ведущих академических институтах, участвуют в проводимых в лабораториях этих институтов экспериментах и готовят научные публикации по результатам своих работ. Рассказываем о трех исследованиях выпускников 2019 года, которые получили высокие оценки экспертов, а сами выпускники — рекомендации в аспирантуру.

В Вышке появятся первые экспериментальные лаборатории по физике

Конкурсная комиссия НИУ ВШЭ подвела итоги международного конкурса на создание физических лабораторий. Его победителями стали два проекта — лаборатория Ван-дер-Ваальсовых гетероструктур и лаборатория нанофотоники и функциональных материалов.

Как поступить в магистратуру факультета физики по результатам научных исследований

25 мая на факультете физики состоится конкурс студенческих научных работ. Его победители и призеры получат льготы при поступлении на магистерскую программу «Физика». Прием заявок на конкурс продолжается по 23 мая. Рассказываем, как он будет проходить.

«День открытых дверей»: где учатся физики

Домашняя атмосфера, лояльные преподаватели и возможность заниматься наукой уже с первого курса — так устроен один из самых молодых факультетов Вышки, факультет физики. В проекте «День открытых дверей» о нем рассказывают студенты бакалаврской программы «Физика» Арслан Галиуллин (2 курс) и Софья Лопатина (1 курс).