Список лекций

“Динамический хаос: непредсказуемость в классической механике”

Классическая механика, как она была создана Ньютоном и Лапласом, утверждает принципиальную предсказуемость траекторий всех взаимодействующих тел: зная их начальные координаты и скорости, можно сосчитать все, что случится с ними в будущем. Жизненный опыт этого обычно не подтверждает, и непредсказуемость наблюдаемого мира нередко связывают с квантовой механикой. На самом деле, все проще: на большом интервале времени фактически непредсказуемы решения обычных уравнений Ньютона, если взаимодействует достаточно много тел сразу. На лекции будет рассказано об этом явлении, которое известно уже более 100 лет, начиная с работ Пуанкаре и Ляпунова.

Лекция предназначена для студентов младших курсов и старшеклассников.

Лектор: Михаил Викторович Фейгельман

“Почему существует графен – от Ландау и Пайерлса до Гейма и Новоселова”

Графен - новый материал, представляющий собой один атомный слой атомов углерода. В 30-ые годы прошлого века Ландау и Пайерлс теоретически показали, что двумерные кристаллы макроскопических размеров могут существовать только строго при нулевой абсолютной температуре. В лекции будет рассказано об упругих свойствах графена (о продольных, поперечных и изгибных фононах и их взаимодействии) и объяснено, почему, несмотря на запрет Ландау и Пайерлса, Гейму и Новоселову удалось получить графен даже при комнатной температуре и почему говорят, что графен тверже железа.

Лекция предназначена для студентов младших курсов и старшеклассников.

Лектор: Игорь Сергеевич Бурмистров

“На смену лейденской банке: Вольтов столб”

Устройство, изобретенное итальянцем Алессандро Вольта в 1799 году, оказалось для экспериментаторов гораздо удобнее доступной ранее лейденской банки. Этот первый в истории химический источник тока позволял непрерывно и достаточно долго подавать постоянное напряжение и регулировать его. История Вольтова столба - общая история физики и химии. Как и почему этот столб работает - удалось понять уже после того, как с его помощью было осуществлено много классических экспериментов по электричеству и электролизу. В лекции это будет обсуждаться в обратном порядке (сначала конструкция, принцип действия и достижимые параметры). Будут также кратко рассмотрены некоторые другие выдающиеся химические источники тока.

Лекция предназначена для студентов младших курсов и старшеклассников.

Лектор: Галина Александровна Цирлина


“Как Перрен число Авогадро измерял”

Гипотезу Авогадро была сформулирована в 1811 году. Её формулировка следующая: в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковой температуре и давлении, содержится одно и то же количество молекул. После многочисленных экспериментальных проверок это гипотеза стала законом, который лёг в основы современной химии. Однако, вопрос, о том сколько молекул содержится в одном моле вещества, оставался не выяснен. Ответы Лошмидта и Максвелла, полученные в XIX веке отличались на несколько порядков. Ответ с приемлемой точностью был получен Перреном в 1908 году.

На лекции будут разобраны опыты Перрена. В их основу легла идея проверки теории Броуновского движения, предложенная Эйнштейном.

Лекция предназначена для студентов младших курсов и старшеклассников.

Лектор: Алексей Лункин

“Физическая природа информации”

Как в науке, так и в жизни часто приходится высказываться о том, о чем имеешь в лучшем случае туманное представление. Физики придумали как это делать, не краснея. Простейший способ называется термодинамическим, при этом мы высказываемся только о границах возможного, исходя из симметрий или законов сохранения. Более изощренный подход оценивает также вероятности различных событий и называется статистической физикой. Когда остальное человечество поняло, какой замечательный инструмент придумали физики, оно присвоило его под именем теории информации и стало применять повсюду, от самоуправляемых автомобилей до биржевых спекуляций. Но и физики недавно начали осознавать не только физическую природу информации, но и информационную природу физики, раздвинув границы подхода до квантового компьютера и энтропии черных дыр. В лекции я постараюсь объяснить в каком смысле разработчики искусственного интеллекта, биржевые стратеги, исследователи мозга, турбулентности и черных дыр используют практически один и тот же инструмент – поиск условного экстремума энтропии.

Лекция предназначена для студентов младших курсов.

Лектор: Григорий Фалькович

"Магнитные поля в экспериментальной физике: рекорды и способы их достижения"

Физики-экспериментаторы часто в своих действиях напоминают маленьких детей, познающих мир. Но если ребенок, изучая окружающий мир, разбирает свои игрушки, то физики пытаются "разобрать" различные физические явления - а для этого нужен подходящий инструмент. Изменение магнитного поля, действующего на образец, является одним из таких инструментов. И, конечно, чем этот инструмент мощнее. чем больше доступные поля, тем больше задач можно изучить, тем более необычные условия можно создать. В лекции, ориентированной на старшеклассников и студентов младших курсов, будут разобраны методы, используемые в современных физических лабораториях для получения магнитных полей от умеренных (несколько тесла), до сильных (десятки тесла) и рекордных (более тысячи тесла), а также будут рассмотрены некоторые явления, для изучения или применения которых такие сильные поля нужны

Лектор: Василий Глазков

"Атом водорода и основы современной физики"

Будет рассказана история возникновения атомной теории вещества с начала 19 века (опыты Дальтона), затем конец 19 - начало 20 века, как период обозначения значительных проблем в физике того времени (ультрафиолетовая катастрофа, опыты Резерфорда, линейчатые спектры веществ, дифракция электронов, фотоэффект и т.д.). Наконец, мы покажем, как сильно нынешние исследования по-прежнему опираются на результаты начала прошлого столетия и обрисуем сегодняшние проблемы, решение которых могло бы привести нас к новым физическим теориям.

Лектор: Глеб Фёдоров

Свет - частица или волна?

Что такое квант электромагнитного поля? Как его можно передать на расстояние и обнаружить? Детекторы одиночных фотонов. Как измерить фотон? Теория когерентности Глаубера. Корреляционная функция второго порядка для электомагнитного поля. Интерференция фотона с самим собой. Эксперименты с отложенным выбором. Где пролетает фотон когда мы его не видим? Генерация одиночных фотонов в оптическом и СВЧ-диапазоне

Лекция предназначена для студентов 2-3 курса.

Лектор: Алексей Дмитриев

“Демистификация квантовой механики”

В лекции будут обсуждаться различные нюансы квантовых законов “теории вероятностей” - в чём-то похожих на интуитивно понятные классические законы, а в чём-то разительно от них отличающиеся. Особое внимание будет уделено вопросам, обычно вызывающим трудности при первом знакомстве с квантовой механикой - кажущаяся её нелокальность, возникающая из-за процедуры кванто-механического измерения и последующей редукции фон Неймана, и квантовая телепортация. Мы также обсудим некоторые известные парадоксы квантовой механики. Обсуждения различных интерпретаций квантовой механики при этом, по-видимому, избежать не удастся.

Лекция предназначена для студентов младших курсов.

Лектор: Игорь Побойко

“Декогеренция и переход от квантовой механики к классической”

Квантовая механика оказалась чрезвычайно успешной теорией, описывающей огромное количество самых разных экспериментальных данных в атомной, молекулярной физике, квантовой оптики и физике конденсированного состояния. Тем не менее, спустя столетие после ей создания, продолжается обсуждение того, как соотносятся понятия квантовой физики с привычным классическим опытом. В отсутствие простого критерия различения квантового и классического, иногда отождествляются "классичность" и "макроскопичность" системы. В результате относительно недавнего экспериментального прогресса стало ясно, что это разделение не совсем адекватно. В этой лекции, мы обсудим

примеры перехода от квантового описания к классическому и увидим, как "эффективно" классическое поведение возникает из лежащего в основе квантового описания.

Лекция предназначена для студентов младших курсов.

Лектор: Константин Тихонов

“Механическая модель Фазового перехода II-рода.”

По настоящему разнообразной и интересной физикой обладают системы с большим числом степеней свободы. Такие системы могут находиться в различных "фазах", а так же осуществлять переходы между ними. Теорию описывающую это явление называют теорией фазовых переходов, и в этой лекции мы коснемся физики так называемых переходов II-рода. В этой области хорошо известна и эффективно применяется эмпирическая Теория Ландау, однако интересно посмотреть на конкретную решаемую модель, что бы «пощупать» фазовый переход.

Обычно точно-решаемые модели (например двумерная модель Изинга) достаточно сложны, по-этому здесь мы рассмотрим простую механическую модель, на примере которой как-раз можно «пощупать» основные особенности фазовых переходов II-рода.


Лекция предназначена для студентов младших курсов.

Лектор: Николай Степанов

"Kогерентное рассеяние назад и интерференционные явления в электронном транспорте"

Квантовое движение электронов в неупорядоченных проводниках во многом похоже на распространением света в непоглощающих рассеивающих средах, таких как молоко или облака. В типичных металлах, где длина свободного пробега существенно превышает де-бройлевскую длину волны электронов, их движение может быть описано классически. Это соответствует пределу геометрической оптики. Однако, даже в этом квазиклассическом случае наблюдаются яркие эффекты связанные с интерференцией волн. Я расскажу о двух таких связанных явлениях – когерентном рассеянии назад, и отрицательном магнетосопротивлении.

Лекция предназначена для студентов 2-3 курса.

Лектор: Антон Андреев