ФизФак

Кафедра теоретической физики сегодня

Истоки кафедры

Понятие «Научная школа», как известно, подразумевает определенное направление в науке, связанное единством основных взглядов, преемственностью принципов и методов. Необходимым признаком школы является также и достаточно узкий круг научных проблем, оригинальное решение которых и есть достоинство именно данного коллектива ученых. Всеми этими признаками безусловно обладает научная школа «Фундаментальные проблемы взаимодействия оптического излучения с атомами и молекулами». Ее основал и много лет идейно вдохновлял доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки России Рапопорт Лев Павлович (1920–2000). С 1956 г. по 1993 г. он возглавлял кафедру теоретической физики Воронежского государственного университета, а с 1993 г. до самого последнего времени в должности профессора продолжал на ней активную работу. За этот период через институты аспирантуры и соискательства Л.П.Рапопорту удалось подготовить и собрать около себя наиболее талантливых учеников, сплотив их не только общим направлением тематики научных исследований, но и едиными принципами научных и чисто человеческих взаимоотношений. Л.П.Рапопорт был безусловным авторитетом при решении всевозможных проблем, возникающих при функционировании такого сложного коллектива, как научная школа. Этому в значительной мере способствовали такие его индивидуальные черты, как чрезвычайно обостренное чувство нового, актуального, способность постоянно быть на переднем крае научных исследований, и это несмотря на «периферийность» университета, умение выбрать собственный оригинальный путь исследования. Большая эрудиция и удивительная широта научных интересов всегда помогали Л.П.Рапопорту относительно легко переключаться с тех проблем, где главные задачи уже решены, на новые, нередко из совсем других разделов физики. Ему также свойственны были требовательность, умение ставить высокую планку и в науке, и в учебной работе, не поддаваясь конъюнктурным веяниям и влиянию авторитетов. Все эти черты он пытался привить своим ученикам и реализовать в деятельности научной школы. Ее успешное функционирование и международная известность свидетельствуют, что в значительной мере Л.П.Рапопорту это удалось.

Главное направление научных исследований последнего двадцатилетия, с которым связаны наиболее весомые результаты, отраженное в официальном названии научной школы, возникло не сразу. В 50 – 60-х годах, в период, когда особенно актуальны были исследования по ядерной физике, научные исследования Л.П.Рапопорта и его учеников проводились в области теории ядра. Их усилиями были разработаны современные варианты теории α-распада, протонной и кластерной радиоактивности атомных ядер, β-распада и электронного захвата в них, теория вторичных процессов в ядерном поле. Эти исследования составили основу диссертаций д.ф.-м.н. С.Г.Кадменского (с 1978 г. — заведующий кафедрой ядерной физики ВГУ), д.ф.-м.н. И.В.Копытина (с 1993 г. — заведующий кафедрой теоретической физики ВГУ), д.ф.-м.н. И.С.Баткина (до 1992 г. — профессор кафедры ядерной физики, с 1993 г. — профессор университета г. Оттава (Канада)). Кроме того, коллективом кафедры теоретической физики в этом направлении подготовлен ряд специалистов, ставших известными впоследствии своими научными достижениями: это д.ф.-м.н., проф. Пятов Н.И. (главный научный сотрудник Лаборатории теоретической физики Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), г. Дубна), Фурман В.И. (заместитель директора Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ), Иванов И.Н. (заместитель директора Лаборатории высоких энергий ОИЯИ), Пустыльник Б.И. (ученый секретарь Лаборатории ядерных реакций ОИЯИ). Исследования этого направления продолжаются и в настоящее время на кафедрах теоретической и ядерной физики, сосредоточившись на проблемах теории ядерных реакций, столкновений тяжелых ионов и ядерной астрофизики. На кафедре теоретической физики направление, связанное с исследованием электромагнитного излучения при столкновениях тяжелых ионов, возглавляет профессор И.В.Копытин.

Научный потенциал, накопленный на кафедре теоретической физики на этой начальной стадии исследований, оказался достаточным для расширения их тематики и переключения на новый круг задач, поставленных интенсивным развитием экспериментальных исследований в области лазерной физики. В частности, наибольшую актуальность в теоретическом плане приобрела проблема поведения атомов и молекул в интенсивных электромагнитных полях оптического диапазона частот. С начала 70-х годов и до последнего времени именно процессы такого рода стали определять круг научных интересов Л.П.Рапопорта и его ближайших учеников — д.ф.-м.н. Б.А. Зона (с 1980 г. — заведующий кафедрой математической физики ВГУ) , д.ф.-м.н. Н.Л.Манакова (с 1980 г. — профессор кафедры теоретической физики ВГУ), д.ф.-м.н. В.Д.Овсянникова (с 1995 г. — профессор кафедры теоретической физики ВГУ), д.ф.-м.н. С.А.Запрягаева (с 1998 г. — профессор кафедры теоретической физики ВГУ, экс-первый проректор ВГУ), д.ф.-м.н. П.А.Головинского (профессор Воронежской архитектурно-строительной академии), д.ф.-м.н. А.Ф.Клинских (доцент Воронежского государственного агроуниверситета, докторскую диссертацию защитил в 2000 г.), д.ф.-м.н. В.Г.Пальчикова (ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института физико-технических и радиоизмерений (ВНИИФ-3, г. Менделеево Московской обл.)) и др.

Актуальные научные направления

Основное направление этих научных исследований под названием «Фундаментальные проблемы взаимодействия сильных электромагнитных полей с атомами и молекулами» трансформировалось в новые научные направления:

  • Теория атомов и молекул в сильных электромагнитных полях и нелинейно-оптические процессы в газах.

  • Релятивистская теория атомов и многозарядных ионов.

  • Преобразование лазерных частот и проблемы устойчивости квантовых систем в сверхсильных электромагнитных полях.

  • Использование диссипативно-индуцированного поляризационного дихроизма для нелинейной лазерной спектроскопии атомов и ионов.

Исследования по этим направлениям стимулируются устойчивым интересом мирового научного сообщества к процессам взаимодействия лазерного излучения с веществом. Достаточно указать на тот диапазон применения современных лазеров, который достигнут в последнее время в науке и технике, в том числе и технике бытовой — от создания сверхточных приборов для сварки металлов до миниатюризации современных компьютерных средств, от кабельного телевидения и волоконно-оптических систем связи до современных средств космической навигации и передачи информации. Значительные надежды в деле освоения новых источников энергии физики связывают с лазерно-управляемой термоядерной реакцией.

Понимание процессов взаимодействия мощных импульсов лазерного излучения с веществом невозможно без фундаментальных знаний, основанных на строгом математическом описании элементарных эффектов взаимодействия сильных электромагнитных полей с атомами, молекулами и элементарными частицами. Приобретению этих знаний и посвящена научно-исследовательская деятельность сотрудников кафедры теоретической физики ВГУ.

Каждое из направлений возглавляется одним из профессоров кафедры — учеником Л.П.Рапопорта. Так, группа сотрудников и аспирантов, руководимая проф. Н.Л.Манаковым, проводит исследование поведения простейших квантовых систем в сверхсильных лазерных полях. В частности, всесторонне изучена возможность использования обнаруженного Н.Л.Манаковым и А.Г.Файнштейном в 80-х годах эффекта диссипативно-индуцированного оптического дихроизма как для изучения спектроскопических свойств атомов и молекул, так и для повышения эффективности преобразования поляризационно-частотных свойств мощных световых пучков в нелинейной атомарной среде.

Научные исследования под руководством проф. В.Д. Овсянникова, направлены на изучение влияния сильных электромагнитных полей на спектроскопические свойства атомов.

На кафедре математической физики под руководством проф. Б.А. Зона проводятся исследования ридберговских состояний в полярных атомах и молекулах, а также процессов внутренней конверсии. В круг научных интересов данной группы входит также нелинейная магнитооптика, туннельная ионизация, ориентация молекул в сильном лазерном поле и т.д.

Под руководством проф. С.А. Запрягаева проводится изучение квантово-электродинамических эффектов в спектрах многозарядных ионов — специфических объектов, существующих в высокотемпературной плазме. Основой этих исследований является метод релятивистской кулоновской функции Грина, разработанный на кафедре в 1970-х годах. Полученные в этих исследованиях данные предоставляют важную спектроскопическую информацию, требующуюся как для изучения структуры плазменных объектов, так и для управления происходящими в них процессами.

Почитать ещё