Кафедра квантовой теории
и физики высоких энергий

 
  Заведующий кафедрой: профессор В.И. Денисов
  Секретарь кафедры: Рудзит Маргарита Викторовна
  Комн.: 3-36, Тел.: +7(495)939-16-47
ТГ t.me/qt_and_hep группа ВК https://vk.com/quanthep

>>Основные общие и специальные курсы, читаемые кафедрой на физическом факультете<<
>>Монографии и учебные пособия<<    

В настоящее время на кафедре представлены следующие научные направления¹⁾:

            Проблемы нелинейной электродинамики вакуума и гравитации разрабатываются под руководством проф. В.И.Денисова. В настоящее время в научной литературе наиболее обсуждаемыми являются нелинейные электродинамики Борна-Инфельда и Гейзенберга-Эйлера. Уравнения электромагнитного поля в этих теориях представляют собой системы нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных первого порядка, методов решения которых в математике не создано. Поэтому на первом этапе исследования таких моделей пришлось создать частный метод интегрирования этих уравнений, который позволяет для широкого класса задач найти лучи, по которым во внешнем электромагнитном поле распространяются импульсы электромагнитного излучения, и определить закон движения их по этим лучам (Denisov V.I., Svertilov S.I., Astronomy and Astrophysics, 2003,V. 399, № 3, P. L39-L42, (Q1)). Это позволило предсказать ряд новых эффектов. В частности, были вычислены частоты генерации встречных электромагнитных волн в кольцевом лазере и показано, что их разность, возникающая из-за нелинейности электродинамики, может быть измерена после создания кольцевых лазеров нового поколения (Denisov V.I., Physical Review D, 2000, V. 61, № 3, (Q1)). Наиболее же ярко нелинейно-электродинамические эффекты должны проявляться в сильных магнитных полях пульсаров (B~10¹² Гс) и магнетаров (B~10¹⁵ Гс). Как показано в работах (Denisov V.I., Shvilkin B.N., Sokolov V.A., Physical Review D, 2016, V. 94, P. 045021-(6pp), (Q1); Denisov V.I., Sokolov V.A., Svertilov S.I. , Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2017, V. 9, P. 004-(23pp), (Q1)), любой электромагнитный импульс, прошедший через такое поле, будет иметь необычную поляризацию: передняя часть любого регистрируемого импульса, согласно уравнениям нелинейной электродинамики вакуума, должна иметь линейную поляризацию. Задняя часть этого импульса также должна быть линейно поляризованной, но в ортогональном направлении к поляризации передней части. Поляризация остальной части электромагнитного импульса может быть произвольной. Этот необычный поляризационный эффект показывает, что магнитные поля нейтронных звезд являются хорошими объектами для исследования нелинейной электродинамики вакуума и проверки ее предсказаний. Он может быть обнаружен после создания поляриметров космического базирования, которые начались в России, в США и в Европейском космическом агентстве.

--В рамках релятивистской кварковой модели и кварк-дикварковой картины барионов рассчитаны форм-факторы распадов редких полулептонных и радиационных распадов тяжёлых  барионов в лёгкие Λ гипероны и нуклоны.  (R.N. Faustov, V.O. Galkin. Rare  and  decays in the relativistic quark model. //  Physical Review D – 2017. –  Vol. 96 – P. 053006-1-19. (Q1)).

 -- Рассмотрены редкие распады тяжёлого очарованного бариона в протон и лептонную пару  , которые происходят за счёт   кварковых переходов,  вызванных изменяющими аромат нейтральными токами.  (Faustov R.N., Galkin V.O.  Rare  decay in the relativistic quark model //  European Physical Journal C. –  2018. – Vol. 78. – No.6.  –  P. 527. (Q1)).

-- Вычислены значения формфакторов, параметризующих матричные элементы слабого тока для переходов очарованных барионов  и , с последовательным и полным учетом релятивистских эффектов. (Faustov R. N., Galkin V. O. Semileptonic  baryon decays in the relativistic quark model //The European Physical Journal C. — 2019. — Vol. 79, No. 8. — P. 695. (Q1)). 

-- Рассчитаны формфакторы, параметризующие слабые полулептонные распады D имезонов, с последовательным учетом релятивистских эффектов.  (Faustov R. N., Galkin V. O., Kang X. W. Semileptonic decays of D and D s mesons in the relativistic quark model //Physical Review D. – 2020. – Т. 101. – №. 1. – С. 013004. (Q1).)  Полученные подробные теоретические предсказания могут быть в ближайшем будущем измерены в экспериментах на Большом Адронном Коллайдере. 

Работы проф. Л.К. Гладилина посвящены изучению процессов рождения и свойств адронов, содержащих тяжёлые кварки. Он является специалистом мирового уровня в физике высоких энергий, активным участником проекта «АТЛАС», осуществляемом в настоящее время в ЦЕРНе, в котором работают 3000 физиков из 181 институтов и университетов 38 стран. В этих работах измеряются сечения рождения и характеристики адронов, содержащих тяжёлые кварки. Проводятся поиски новых адронов и ещё неоткрытых распадов. Все полученные результаты сравниваются с теоретическими ожиданиями. Планируются дальнейшие исследования на будущих коллайдерах.                

Основные недавние результаты:

-- Измерены дифференциальные сечения рождения пары B адронов в распадах B(→J/ψ[→μ+μ−]+X)B(→μ+X) в pp столкновениях при √s = 8 ТэВ. (ATLAS Collaboration, Measurement of b-hadron pair production with the ATLAS detector in proton-proton collisions at √s =8 TeV, JHEP 11 (2017) 62. (Q1)).

-- Проведен поиск тетракварка Х(5568) в его распадах X → B_s⁰π^± в эксперименте ATLAS. (ATLAS Collaboration, Search for a Structure in the Bs0π± Invariant Mass Spectrum with the ATLAS Experiment, Phys. Rev. Lett. 120 (2018) 202007. (Q1)). 

-- Выполнено измерение редких распадов B_s⁰ и B⁰ мезонов на пару мюонов в данных эксперимента ATLAS 2015 и 2016 годов. (ATLAS Collaboration, Study of the rare decays of Bs0 and B0 mesons into muon pairs using data collected during 2015 and 2016 with the ATLAS detector, JHEP 04 (2019) 098. (Q1)).

В научной группе проф. К.А.Свешникова рассматриваются различные вопросы квантовой электродинамики. Результаты исследований по этой тематике

изложены в большом числе статей различных журналов, включая высокорейтинговые:

(Grashin P., Sveshnikov K. Ferromagnetic Phase in Graphene‐Based Planar Heterostructures Induced by Charged Impurity.  ANNALEN DER PHYSIK, 2020, V. 532, № 1, (Q1);

Artyukova Svetlana, Sveshnikov Konstantin, Tolokonnikov Andrey. Atomic H over plane: Effective potential and level reconstruction, International Journal of Quantum Chemistry, 2019, V. 119, № 17, P. e25965, (Q1);Voronina Yu, Komissarov I., Sveshnikov K. , Casimir force variability in one-dimensional QED systems, Physical Review A, 2019, V. 99, P. 062504, (Q1);Voronina Yu, Komissarov I., Sveshnikov K., Casimir interactions between two short-range Coulomb sources, Annals of Physics, 2019, V. 404, P. 132, (Q1);   Roenko A.A., Sveshnikov K.A., Estimating the radiative part of QED effects in superheavy nuclear quasimolecules, Physical Review A, 2018,  V. 97, № 1, P. 012113, (Q1).)

Работы с.н.с. А.Е. Казанцева посвящены  поиску и доказательству точных соотношений между ренормгрупповыми функциями в N=1 суперсимметричных калибровочных теориях. Основные результаты последних лет:

В работе Kataev A. L., Kazantsev A. E., Stepanyantz K. V. Eur. Phys. Jour. C 79 (2019) 477 (Q1). было строго доказано, что в N=1 суперсимметричной квантовой электродинамике в схеме вычитаний на массовой поверхности во всех порядках теории возмущений выполняется соотношение Новикова—Шифмана—Вайнштейна—Захарова между бета-функцией и аномальной размерностью массы. С его помощью впервые был вычислен трехпетлевой вклад в бета-функцию в той же схеме вычитаний.

В работе Kazantsev A. E., Stepanyantz K. V. Jour. of High Ener. Phys. 06 (2020) 108 (Q1). были впервые вычислены двухпетлевая аномальная размерность полей материи и трехпетлевая бета-функция в наиболее общей перенормируемой N=1 суперсимметричной теории Янга—Миллса с полями материи, регуляризованной высшими ковариантными производными.

В основополагающих работах проф. Славнова Д.А. последних лет в рамках алгебраического подхода рассмотрен эффект Аронова-Бома. Построена математическая схема, которая, с одной стороны, согласуется с экспериментальными результатами, а с другой стороны, не противоречит принципам локальности и причинности.  (Д.А. Славнов «Эффект Аронова-Бома. Алгебраический подход.» ЭЧАЯ 2019. т 50(1), стр. 60-85). В рамках алгебраического подхода рассмотрена проблема локальности в экспериментах квантового ластика. Показано, что, вопреки распространенному мнению, результаты экспериментов можно согласовать с принципом локальности.      (Д.А. Славнов «Квантовый ластик и проблема локальности» ЭЧАЯ 2017. т 48(4), стр. 503-528) . Построена компьютерная модель кубита. Рассмотрено несколько ключевых экспериментов в физике квантовой информации. Модель воспроизводит результаты квантовых измерений без использования подгоночных параметров.  (Д.А. Славнов «Компьютерная модель кубита» Письма в ЭЧАЯ 2015. т 12(3), стр. 687-692).

С 2017 г.  на кафедре под руководством проф. С.О.Алексеева проводится поиск экспериментальных и наблюдательных следствий современных теорий гравитации.  Результаты исследований изложены в большом числе статей различных журналов, включая высокорейтинговые:  (P.Dyadina, N.Avdeev, S.Alexeyev, MNRAS v.438, p.947 (2019), (Q1); S.Alexeyev, B.Latosh, X.Calmet, Phys. Lett. B, v.776, p.111 (2018) , (Q1)).

В работах научной группы проф. Силаева П.К.  предложена процедура перенормировки давления и энергии Казимира для массивного скалярного поля в шаре с граничным условием Дирихле. Эта процедура позволяет получить ответ для давления, которое экспоненциально убывает с ростом массы поля, т.е. получить “физически естественную” зависимость давления от массы поля, характерную для полостей с плоскими границами.  Исследован вопрос о коллапсе в массивной и безмассовой РТГ для сферически-симметричных конфигураций. Показано, что характерное время “отскока” (перехода от сжатия к расширению) в массивной РТГ сопоставимо с временем существования Вселенной.

В работах в.н.с. А.А.Власова с соавторами исследуются вопросы физической химии в приложении к растворам сывороточного альбумина.

Кафедра квантовой теории и физики высоких энергий имеет вычислительный практикум, который работает под руководством профессора Силаева П.К.

Вычислительный кластер кафедры квантовой теории и физики высоких энергий.

Дисплейный класс кафедры квантовой теории и физики высоких энергий. Студенты на занятии.

Вычислительный практикум нашей кафедры позволяет: