ТЕМЫ КУРСОВЫХ РАБОТ ДЛЯ СТУДЕНТОВ II КУРСА
Студенты кафедры выполняют выпускные квалификационные работы бакалавров и магистерские диссертации не только под научным руководством сотрудников кафедры, но и, при желании, под руководством ведущих ученых ФИАН, Института теоретической физики им Л.Д.Ландау, Математического института имени В. А. Стеклова, ИФВЭ, НИИЯФ МГУ. Среди победителей конкурса дипломных работ имени Р.В. Хохлова на физическом факультете МГУ регулярно присутствуют выпускники кафедры.Выполнение этих курсовых позволит студенту стать соавтором научных работ, или как минимум приобрести опыт работы с актуальными проблемами квантовой теории и физики фундаментальных взаимодействий, а также с современными вычислительными технологиями, без которых невозможно никакое содержательное исследование в этой области физики.
*Тема, предложенная именно вам может не присутствовать в списке. Список лишь определяет общее возможное направление курсовой. Всегда встречайтесь с предполагаемым руководителем и обсуждайте с ним ваши стремления в научных изысканиях.
Классическая электродинамика и гравитация
Денисов Виктор Иванович - д.ф.-м.н., профессорvid.msu@yandex.ru
1. Излучение гравитационных волн при распространении электромагнитной волны во внешних электромагнитных полях - Radiation of gravitational waves during the propagation of an electromagnetic wave in external electromagnetic fields
Согласно системе уравнений Эйнштейна-Максвелла при распространении электромагнитной волны во внешнем электромагнитном поле должна излучаться гравитационная волна. В настоящее время этот канал генерации гравитационного излучения остается теоретически малоизученным, хотя в астрофизике имеются объекты, имеющие магнитные поля, на десятки порядков превосходящие поля земных источников (пульсары и магнетары). При выполнении курсовой работы необходимо провести расчет такого излучателя и оценить перспективы его использования в качестве излучателя высокочастотных гравитационных волн.
2. Детектирование гравитационной волны в магнитном дипольном поле нейтронной звезды - Detection of a gravitational wave in the magnetic dipole field of a neutron star
Согласно системе уравнений Эйнштейна-Максвелла при распространении гравитационной волны во внешнем постоянном электромагнитном поле должна излучаться электромагнитная волна. Так как магнитные поля нейтронных звезд достигают значений 10^15 Гаусс и на десятки порядков превосходят поля земных источников, то нейтронные звезды могут служить астрофизическими детекторами гравитационных волн. При выполнении курсовой работы необходимо провести расчет такого детектора и оценить перспективы его использования в качестве детектора высокочастотных гравитационных волн.
3. Поиск точных решений в теориях гравитации с массивным гравитоном - Search for exact solutions in theories of gravity with a massive graviton
В настоящее время в научной литературе предложено несколько теорий гравитации, согласно которым гравитон должен иметь массу. Для выяснения, насколько согласуются предсказания этих теорий с окружающей действительностью, необходимо проводить поиск различных решений и исследовать их наблюдательные свойства.
При выполнении курсовой работы предполагается найти точные решения этих теорий с достаточно простой симметрией и проанализировать свойства получающегося пространства-времени.
4. Излучение голдстоуновских бозонов электромагнитными источниками - Radiation of Goldstone bosons by electromagnetic sources
Поиск различных элементарных частиц и изучение их свойств являются одними из важнейших задач теоретической и экспериментальной физики. В последнее время в теоретической физике возник интерес к проблеме существования голдстоуновских бозонов: ариона -- строго безмассовой частицы и аксиона -- массивной частицы.
Поиск этих частиц в настоящее время идет не только в экспериментах на ускорителях и в лабораторных оптических экспериментах, но и в астрофизических условиях.
Однако эти работы осложнены тем, что не для всех перспективных, с экспериментальной точки зрения, задач удается решить соответствующие уравнения математической физики и предсказать ожидаемый поток псевдоскалярных частиц от тех или иных астрофизических и лабораторных источников.
Электромагнитным источником арионов, как и аксионов, является скалярное произведение индукции магнитного поля на напряженность электрического поля.
5. Процессы фоторождения дилатонов - Processes of photogeneration of dilatons
В последнее время в теоретической физике вновь возник интерес к теории дилатонов.
Это связано, в основном с тем, что появились новые идеи о расширении применения этой теории, представляющие Абелев сектор Янг-Миллсовского дилатона. Для описания дилатонного поля используется скалярная функция ψ.
Основным источником генерации дилатонного поля является первый инвариант тензора электромагнитного поля. Так как у плоских электромагнитных волн этот инвариант равен нулю, то распространение таких волн в пространстве не вызывает появления дилатонного излучения. Поэтому необходимо теоретически проанализировать такие ситуации, в которых первый инвариант тензора электромагнитного поля становится не равным нулю. Поэтому регистрация дилатонов, рожденных в процессах взаимодействия электромагнитных волн с астрофизическими облаками заряженных частиц будет служит косвенным доказательством существования дополнительных измерений.
Астрофизика и ОТО
Алексеев Станислав Олегович - д.ф.-м.н., профессорalexeyev@sai.msu.ru
6. Ограничения на современные теории гравитации из астрофизических данных - Constraints on modern extended gravity theories from astrophysical data
В настоящее время общая теория относительности (ОТО) блестяще подтверждается множеством астрономических данных. При этом, для решения проблем темной энергии и темной материи создаются новые теории гравитации, включающие в себя ОТО в качестве нулевого предела. Предлагаемые темы включают в себя проверку и ограничение этих новых теорий с использованием астрофизических результатов на разных масштабах. Это, например, тени черных дыр, двойные пульсары, гравитационно-волновая астрономия, а также корректность описания таких явлений, как инфляция, отскок в ранней Вселенной и других.
Квантовая теория
Силаев Петр Константинович - д.ф.-м.н., профессорsilaev314@yandex.ru
8. Индетерминизм в квантовой механике: парадокс GHZ - Indeterminism in quantum mechanics: the GHZ paradox
При выполнении курсовой работы предлагается:
• Ознакомиться с теорией измерений в квантовой механике
• Понять, чем в измерение в классической физике отличается от измерения в квантовой теории
• Понять, чем классическая случайность отличается от квантовой
• Убедиться, что «парадокс» GHZ --- это не парадокс, а прямое доказательство «истинного» квантового индетерминизма
• Познакомиться с результатами какой-нибудь из экспериментальных реализаций «парадокса» GHZ
9. О верных и неверных интерпретациях экспериментов в квантовой механике - On correct and incorrect interpretations of experiments in quantum mechanics
При выполнении курсовой работы предлагается:
• Ознакомиться с одним из недавно проведенных экспериментов
• Понять, почему эксперимент совершенно правильный, а его интепретация --- неправильная
• Самостоятельно построить корректную интерпретацию результатов эксперимента
• Разумеется, сначала придется освоить тот кусочек квантовой теории, который необходим для понимания происходящего