Лекции ИПФ РАН на Российской Студенческой весне
17 мая
11:00-12:00 «Квантовый вакуум: как создать вещество из света»
Лектор: Артем Коржиманов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник сектора моделирования сверхбыстрых оптических процессов ИПФ РАН
Согласно популярным космологическим теориям, наша Вселенная появилась из квантовой флуктуации вакуума. Идее о том, что вакуум не является абсолютной пустотой, а содержит квантовые флуктуации или, как их ещё называют, нулевые колебания, уже почти сто лет, но до сих пор большая часть доказательств их существования носит косвенный характер. Возможно, однако, что уже в скором времени мы получим инструмент, который позволит изучать квантовые свойства вакуума напрямую. Речь идёт о лазерных системах сверхвысокой мощности. О том, как они устроены, как могут взаимодействовать с вакуумом, когда достигнут нужной мощности и какое это всё имеет отношение к Нобелевской премии по физике 2018 года и Нижнему Новгороду, и пойдёт речь в лекции.
18 мая
11:00-12:00 «Миры наноструктур: увидеть невидимое»
Лектор: Дмитрий Татарский, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник отдела магнитных наноструктур ИФМ РАН.
Современный мир невозможно представить без наноструктур. Они буквально основа современной электроники. В ходе разработки новых устройств всегда есть вопрос о том, что же эти наноструктуры представляют собой. Ответить на него помогают самые современные микроскопы. О методах и принципах работы таких микроскопов и будет рассказ
14:00-15:00 «Фракталы в природе»
Лектор: Дмитрий Иудин, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории атмосферного электричества ИПФ РАН, заведующий кафедрой медицинской физики и информатики ПИМУ
Фрактальная геометрия и ее приложения к различным областям физики, геофизики, геоэкологии, биологии, нейродинамики и инженерии формирует сегодня стремительно развивающуюся область математического моделирования в естественных науках. Рост деревьев и дренажные системы речных бассейнов, растительный покров и лесные пожары, структура облачности и грозовые электрические разряды, просачивание жидкости сквозь грунты и сейсмичность, динамика нейронных и глиальных сетей, эволюция популяций и многое другое, — все это примеры фрактального поведения. Кроме того, фракталы являются неотъемлемым атрибутом систем с катастрофическим поведением. Предлагаемая лекция является элементарным введением в мир фракталов. Руководствуясь принципом от простого к сложному, мы начнем с изложения основ фрактальной геометрии, дадим определения базовых понятий и рассмотрим простейшие примеры как регулярных, так и стохастических фракталов. Далее мы поговорим об основных архетипах фрактальных объектов в окружающей природе. Более подробно познакомимся с фрактальными структурами, возникающими при геометрических фазовых переходах, которые изучаются теорией протекания. В заключении остановимся на приложении фрактальной геометрии к описанию молнии.
19 мая
11:00-12:00 «Атмосферные разряды»
Лектор: Екатерина Свечникова, сотрудник лаборатории нелинейной физики природных процессов ИПФ РАН
Атмосфера Земли пронизана электрическим полем. Усиливаясь в облаках, оно создаёт знакомые всем молнии, бьющие в землю или из неё. Однако, этим не исчерпывается разнообразие явлений атмосферного электричества. В облаках и над ними, прямо у нас над головой, временами возникают быстрые красочные вспышки, происходят ядерные реакции и даже создаётся антиматерия.
14:00-15:00 «Оптическая диагностика в биологии и медицине
Лектор: Илья Турчин, кандидат физико-математических наук, заведующий отделом радиофизических методов в медицине ИПФ РАН
По своей природе люди непрозрачны, и мы не можем увидеть человека насквозь в видимом свете, потому что свет проникает в биологические ткани на очень небольшую глубину. Однако исследование различных видов взаимодействия оптического излучения с биотканями – рассеяние, поглощение, флуоресценция - привело к созданию новых методов визуализации внутренней структуры биологических объектов. В лекции будет рассказано об оптической наноскопии, томографии и оптоакустической визуализации – методах, позволяющих исследовать биологические объекты на разных масштабах – от долей микрона до нескольких сантиметров.
15:00-16:00 «Что такое радиоастрономия?»
Лектор: Александр Лапинов, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией миллиметровой радиоастрономии ИПФ РАН.
В настоящее время астрономия переживает свое второе рождение. Современный технологический рост привел к практически взрывному развитию различных способов изучения окружающего нас мира. В результате астрономия не просто перестала быть уделом увлеченных одиночек, проводящих бессонные ночи у своих оптических инструментов. Теперь это поистине всеволновая область исследований, охватывающая все доступные диапазоны и способы измерений, нередко объединяя к сотрудничеству большое количества стран. Запускаются в строй гигантские нейтринные и гравитационно-волновые детекторы, строятся оптические телескопы диаметрами в десятки метров и радиоинтерферометры размером в планету, в космосе и высоко в горах работают гамма обсерватории, детектирующие частицы с энергиями, на порядки превышающие энергии частиц в Большом адронном коллайдере. Открыты тысячи новых экзопланет. Обо всем этом и поговорим в лекции.