• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Контакты

Москва, ул. Ст. Басманная, д. 21/4, стр.5

Как добраться

Тел: +7(495)772-95-90, доб.15250,15407

e-mail: facultyofphysics@hse.ru 

 

 

Декан — Трунин Михаил Рюрикович

 

Заместитель декана — Джанибекова Сапият Хисаевна

 

Заместитель декана — Заварин Сергей Сергеевич

 

Наука

В настоящее время основным производителем научной продукции является ассоциированная с факультетом физики Международная лаборатория физики конденсированного состояния (заведующий лабораторией - член-корреспондент РАН, д.ф.-м.н. Ю.Г. Махлин, научный руководитель - к.ф.-м.н. Л.Б. Иоффе). Лаборатория была создана в июне 2016 г. для организации в НИУ ВШЭ фундаментальных исследований в области физики конденсированных сред. В ее работе принимают участие ведущие российские ученые-физики из академических Институтов – базовых организаций НИУ ВШЭ.

Россия имеет богатые традиции в физике. Факультет физики НИУ ВШЭ создан именно для подготовки исследователей высшей квалификации. Как показывает мировой опыт, наиболее эффективный способ обучения науке – прямое включение студентов в реальные научные исследования. Поэтому факультет физики построен на базовой системе, которая доказала свою эффективность. В настоящее время базовыми организациями факультета являются шесть ведущих научно-исследовательских институтов Отделения физических наук РАН, которые также вносят свой вклад в научные исследования.

Generation of spin waves by a train of fs-laser pulses: a novel approach for tuning magnon wavelength. Scientific Reports
Возбуждение динамики намагниченности периодическими лазерными импульсами: (а) схема эксперимента pump-probe. Образец облучается парой импульсов (накачка/зондирование - pump/probe). Временная задержка между pump- и probe-импульсами Δtn  варьировалась от 0 до 2.6 нс. (b,c) Осцилляции фарадеевского вращения поляризации пучка накачки (лазер с частотой повторения мпульсов 80 МГц) приводили к прецессии намагниченности в образце А (b) и B (c). Внешнее магнитное поле составляло 590 Э. (d) Три рассмотренных случая отношения интервала между импульсами накачки (pump) (T) и времени затухания прецессии намагниченности (τ): T1/τA « 1 (случай I), T2/τA ~ 1 (случай II), and T2/τB » 1 (случай III). Красная кривая представляет прецессию намагниченности,  голубая – эффективное магнитное поле в обратном эффекте Фарадея.
В работе продемонстрировано влияние периодической оптической накачки на спектр генерируемых спиновых волн. Наиболее отчетливые результаты получены для случая, когда интервал между лазерными импульсами гораздо короче, чем время затухания спиновых волн. Это приводит к эффективной синхронизации магнитных осцилляций и, как результат, к значительной модификации зависимости амплитуды спиновой волны от ее волнового числа. Показано, что если магнитный образец возбуждается редкими импульсами, то максимум амплитуды спиновой волны соответствует нулевому волновому числу для любого магнитного поля. И наоборот, облучение образца частыми импульсами модифицирует зависимость волнового числа от амплитуды спиновой волны: максимум сдвигается в область ненулевых волновых чисел, что делает его положение зависимым от величины магнитного поля или частоты повторения лазерных импульсов. Более того, диапазон волновых чисел генерируемых спиновых волн сужается. В дополнение к этому амплитуда спиновых волн значительно усиливается. Данное обнаружение представляет значительный интерес для магноники, поскольку значительно расширяет потенциал сверхбыстрой оптической генерации и управления спиновыми волнами. 

Evolution of magnetic field fluctuations in two-dimensional chaotic flow

В работе был принципиально решен вопрос о  динамике флуктуаций магнитного поля в хаотическом двумерном течении, или о двумерном магнитном динамо. Явление магнитного динамо состоит в росте амплитуды магнитного поля в проводящей жидкости, если оно имелось в начальный момент. Исследование двумерных течений, кроме методической важности  (например, любая нетривиальная схема численного моделирования должна показать свою эффективность на двумерных моделях),  имеет и вполне практическое значение: сильное вращение двумеризует турбулентность (это результат многочисленных численных и некоторых натурных экспериментов), двумерные потоки  сравнительно легко возбуждаются и доступны детальным измерениям. Также двумерная эволюция магнитного поля является существенным ингредиентом в задачах с сильно анизотропными течениями, в первую очередь, астрофизических.  Проблема, принципиально решенная в описываемой статье,  является классической и восходит к работе Я.Б.Зельдовича 1956 года, в которой имеется утверждение об отсутствии эффекта динамо в двумерных потоках, даже если само магнитное поле имеет три компоненты и зависит от трех координат (иначе говоря, является вполне физическим). Позже были сформулированы строгие математические теоремы асимптотического характера об отсутствии роста магнитного поля на временной бесконечности. Несколько лет назад была  показана ошибочность исходных аргументов Я.Б.Зельдовича. В связи с этим снова возник вопрос, что же происходит  с магнитным полем ? Остановка динамо на бесконечно больших временах не запрещает существенного роста на конечных. Хотя такая возможность в литературе не отрицалась, оценки для   величины максимального усиления поля и физический механизм остановки были неизвестны. В данной работе этот механизм был прояснен: остановка происходит из-за самопересечений силовых линий магнитного поля на масштабе длины корреляции поля скорости,  причем  поле  растет, несмотря на полноценную работу диссипативных механизмов  (в противоречие с утверждениями, имевшимися в литературе).

Физика молнии: новые подходы к моделированию и перспективы спутниковых наблюдений

В настоящее время теоретическое описание механизмов инициации и эволюции электрических разрядов в грозовых облаках сталкивается с принципиальными трудностями. С одной стороны, в рамках описания одиночного стримерного разряда, стартующего с крупной заряженной внутриоблачной частицы, или лавин убегающих электронов в условиях грозовых облаков не удаётся достичь необходимых для развития молнии параметров плазменных образований. С другой стороны, разработанные к настоящему времени подходы к описанию самого молниевого разряда не позволяют описать ряд его важных свойств, таких как асимметрию эволюции и параметров отрицательного и положительного лидеров, различный характер стримерно-лидерного перехода для лидеров различной полярности, динамику тока и изменение проводимости горячего канала. Кроме того, к современным вызовам теории молниевого разряда относятся многочисленные (в том числе спутниковые) регистрации так называемых коротких биполярных событий (Narrow Bipolar Events, NBE) – кратковременных сверхмощных всплесков высокочастотного электромагнитного излучения, синхронных с интенсивным биполярным импульсом электрического поля. В настоящей работе излагаются основные положения нового подхода к описанию зарождения и развития молниевого разряда, который рассматривает формирование плазменных образований в грозовом облаке как индуцированный электростатическим шумом кинетический переход и предлагает универсальный механизм их эволюции во внутриоблачном электрическом поле, основанный на анализе взаимодействия и агрегации проводящих кластерных структур. В рамках указанного подхода удаётся разрешить ряд важнейших проблем теоретического моделирования широкого круга разрядных явлений в грозовых облаках, в том числе описать механизм инициации молнии в подпороговых средних электрических полях грозового облака, свойства и морфологию молниевых разрядов различных типов (в том числе компактных внутриоблачных), а также построить самосогласованное описание их широкополосного электромагнитного излучения. Обсуждаются дальнейшие перспективы развития модели и важная роль предстоящих спутниковых экспериментов по регистрации интенсивного электромагнитного излучения грозовых облаков.
Выпуск информационного бюллетеня "Перст" (04, апрель)