01-3-1137-2019/2023
 
Приоритет: 1
   
Статус: Новая

 

Теория сложных систем и перспективных материалов



Руководители темы:    Осипов В.А.
Поволоцкий А.М.


Участвующие страны и международные организации:

Австралия, Австрия, Азербайджан, Армения, Беларусь, Бельгия, Болгария, Бразилия, Венгрия, Вьетнам, Германия, Дания, Египет, Индия, Иран, Ирландия, Испания, Италия, Канада, Монголия, Новая Зеландия, Польша, Республика Корея, Россия, Румыния, Сербия, Словакия, Словения, США, Тайвань, Узбекистан, Украина, Франция, Чехия, Швейцария, Южная Африка, Япония. 

Изучаемая проблема и основная цель исследований:

Развитие аналитических и численных методов изучения сложных многочастичных систем, которые представляют актуальный интерес в современной физике конденсированных сред, разработка математических моделей таких систем и выявление универсальных закономерностей на примере изучаемых моделей. Анализ как решетчатых, так и полевых моделей равновесных и неравновесных систем статистической механики и моделирование широкого класса новых материалов, включая наноструктурированные материалы, которые имеют важное прикладное значение. Концепции скейлинга и универсальности позволяют выйти за рамки чисто модельного подхода и применить полученные результаты к широким классам явлений, изучаемым в физике конденсированных сред. Полученные результаты будут использованы при проведении экспериментальных исследований конденсированных сред в ОИЯИ. Важно отметить заметно усиливающийся в последнее время междисциплинарный характер исследований, где физика конденсированного состояния и статистическая физика тесно пересекаются с атомной и ядерной физикой, физикой частиц, астрофизикой, математической физикой и биологией.

Ожидаемые результаты по завершении этапов темы:

  1. Развитие имеющихся и создание новых теоретических методов и подходов для описания и предсказания свойств новых материалов, расчет их характеристик и выяснение механизмов, определяющих поведение таких материалов при их функционализации, структурных изменениях, воздействии внешних факторов; выявление универсальных закономерностей поведения равновесных и неравновесных систем статистической механики; компьютерное моделирование широкого класса двумерных материалов и изучение возможности создания различных устройств на их основе; развитие методов исследования сильно коррелированных систем; выяснение корреляции между структурными характеристиками широкого класса материалов и их физическими свойствами. 

  2. Разработка численно-аналитических пакетов программ. 

Ожидаемые результаты по этапам темы в текущем году:

  1. Исследование сверхпроводимости электронов с сильной корреляцией в рамках t-J модели на двумерной гексагональной решетке: определение симметрии сверхпроводящего параметра порядка и вычисление температуры сверхпроводимости. 

    Проведение модельных и ab initio вычислений магнитой и электронной зонной структур редкоземельных металлов при высоких внешних давлениях. 

    Исследование структуры массовых и поверхностных фракталов в нано и микро масштабе с использованием метода малоуглового рассеяния. 

    Исследование модели Бозе-Хаббарда с отталкиванием и ее классического предела, дискретного нелинейного уравнения Шредингера, при отрицательных температурах. 

    Исследование возможности регулирования спиновой динамики в дипольных и спинорных системах с использованием квадратичного эффекта Зеемана. Построение теории быстрого магнитного переворота за счет влияния внешних переменных полей на эффективную магнитную анизотропию. 

  2. Исследование влияния сильного магнитного поля на свойства электронного спектра купратов, допированных дырками; оценка влияния флуктуаций сверхпроводимости на возникновение в фазе псевдощели Ферми поверхности, состоящей из нодальных электронных карманов. 

    Исследование транспортных характеристик контактов вейлевский полуметалл-сверхпроводник в присутствии внешнего магнитного поля. 

    Исследование динамики и вольт-амперных характеристик джозефсоновских наноструктур сверхпроводник - ферромагнетик - сверхпроводник для целей сверхпроводящей спинтроники. Анализ проявления свойств маятника Капицы в таких структурах. Моделирование системы: «наномагнит + стек внутренних джозефсоновских переходов». Исследование возможности синхронизации системы связанных джозефсоновских переходов под воздействием одного наномагнита и цепочки связанных наномагнитов. 

    Расчет плотности состояний, проводимости и подвижности в флюорографене и фосфорене с учетом вклада дефектов различных типов и электрон-фононного взаимодействия. Расчет вклада, обусловленного границами зёрен поликристаллического графена, в подвижность электронов. Анализ термоэлектрических транспортных коэффициентов поликристаллического графена. 

    Расчет проводимости для полевых транзисторов с жидким затвором, где канал представлен одним из типов низкоразмерных структур: углеродные нанотрубки, графеновые наноленты, фосфорен, нитрид бора и их гетероструктур с прикрепленными биомолекулами-детекторами, такими как ДНКзимы, антитела и др. Исследование влияния на проводимость различных концентраций детектируемого материала. 

    Исследование поведения во времени квантовых корреляций между различными структурными элементами в квазиодномерной макромолекулярной структуре, включая их квантовое перепутывание, в зависимости от начального вибронного возбуждения макромолекулы. 

  3. Получение точных выражений кумулянтов лавинного потока в модели Raise and Peel. Вычисление второго кумулянта потока частиц в q-бозонной модели процесса с нулевым радиусом взаимодействия. Анализ его асимптотики и получение функции, описывающей кроссовер между классами универсальности Кардара-Паризи-Жанга и Эдвардса-Уилкинсона. 

    Изучение роста кластера посещенных узлов в модели Эйлеровых блужданий. Исследование скейлинговых свойств границы растущего кластера. 

    Получение вероятности образования конфигураций из n мостов вблизи границы в модели ветвящихся полимеров или остовных деревьев на решетке в случае изотропной и анизотропной решетки. Изучение асимптотической формы таких конфигураций мостов и ее универсальных флуктуаций. 

    Обнаружение симметрий эллиптических гипергеометрических интегралов, порождаемых леммами Бейли, смешивающими корневые системы An и Cn, а также изучение их следствия для суперконформных индексов четырехмерных суперсимметричных теорий поля. 

    Обобщение и доказательство структурных теорем Кэли-Гамильтона для классических бесконечных серий квантовых матричных (супер)алгебр, детальное исследование структуры картановского исчисления для линейных квантовых групп: исследование центра и коммутативных подалгебр, рассмотрение возможности SL-редукции. 

    Изучение низкоэнергетического предела теорий (супер-) Янг-Миллса в 4, 5 и 6 измерениях, компактифицированных на окружность малого радиуса или на Риманову поверхность. Исследование редукции теории Янга-Миллса к сигма-моделям с пространствами мишеней, зависящими от геометрических условий, наложенных на калибровочные поля. 
Основные этапы темы:
  Этап темы Руководители  
  Лаборатория или другие 
подразделения ОИЯИ
Основные исполнители
1. Комплексные материалы Анитас Е.М.
Плакида Н.М.
 
  ЛТФ 
 
Владимиров А.А.,  Куземский А.Л.,  Нгуен Дань Тунг,  Черный А.Ю.,  Юкалов В.И.,  Юшанхай В.Ю.
  ЛНФ 
 
Аксенов В.Л.,  Балагуров А.М.,  Козленко Д.П.,  Куклин А.И.
  ЛИТ 
 
Сюракшина Л.А.,  Юкалова Е.П.
2. Наноструктуры и наноматериалы Осипов В.А.
Кочетов Е.А.
 
  ЛТФ 
 
Глебов А.А.,  Иванцов И.Д.,  Катков В.Л.,  Колесников Д.В.,  Красавин С.Е.,  Куликов К.В.,  Майти М.,  Медведева С.Ю.,  Плечко В.Н.,  Рахмонов И.Р.,  Садыкова О.Г.,  Смотлаха Я.,  Чижов А.В.,  Шукринов Ю.М.
  ЛИТ 
 
Земляная Е.В.,  Сархадов И.,  Сердюкова С.И.
  ЛЯР 
 
Олейничак А.
3. Математические модели 
статистической физики 
сложных систем
Поволоцкий А.М.
Бранков Й.
 
  ЛТФ 
 
Бънзарова Н.Ж.,  Дербышев А.Е.,  Дубовик В.М.,  Жидков П.Е.,  Иванова Т.А.,  Иноземцев В.И.,  Папоян В.В.,  Пятов П.Н.,  Спиридонов В.П.

 

Сотрудничество по теме:  
Страна или 
международная 
организация
Город Институт или 
лаборатория
Участники Статус
Азербайджан Баку Филиал МГУ Нахмедов Э. + 2 чел. Совместные работы
Армения Ереван ЕГУ Мардоян Л.Г.
Морозов В.Ф.
Совместные работы
    ИПИА НАН РА Погосян В.С. Совместные работы
    ННЛА Измаилян Н.Ш. Совместные работы
Беларусь Минск БГТУ Грода Я.Г. + 3 чел. Совместные работы 
Обмен визитами
    ИФ НАНБ Килин С.Я. + 5 чел. Совместные работы 
Обмен визитами
    МГЭИ БГУ Бояркин О.М. + 4 чел. Совместные работы 
Обмен визитами
    НПЦ НАНБ по материаловедению Сайко А.П. + 3 чел. Совместные работы 
Обмен визитами
    ОИЭЯИ-Сосны НАНБ Кувшинов В.И. + 2 чел. Совместные работы 
Обмен визитами
Болгария София IMech BAS Бънзарова Н. Совместные работы
    INRNE BAS Бананаева Б. Совместные работы
    ISSP BAS Тончев Н.
Шамати Х. + 3 чел.
Совместные работы
    SU Марваков Д.
Мишонов Т.
Совместные работы
  Пловдив PU Атанасова П. Совместные работы
Вьетнам Ханой IMS VAST Нгуен Ван Хьеу + 5 чел. Обмен визитами
Монголия Улан-Батор NUM Цогбадрах Н. + 2 чел. Совместные работы
Польша Варшава IPC PAS Холас А.
Ольшевский Я.
Обмен визитами
  Вроцлав WUT Миржеевски М. Совместные работы
  Катовице US Маська М. Совместные работы
  Краков JU Капусцик Э. + 2 чел.
Олесь Л.
Обмен визитами
  Познань AMU Навроцик В. + 1 чел.
Танась Р. + 3 чел.
Совместные работы
    IMP PAS Морковский Я. Обмен визитами
Россия Москва ИТЭФ Хорошкин С.М. Обмен визитами
    МИАН Боголюбов Н.Н. (мл.) Обмен визитами
    МИРЭА Морозов В.Г. Совместные работы
    НИИЯФ МГУ Толстой В.Н. Обмен визитами
    НИЯУ "МИФИ" Евсеев И.В. + 3 чел. Обмен визитами
    НИУ ВШЭ Гриценко В.А. Обмен визитами
    НИЦ КИ Каган Ю.М. + 3 чел. Обмен визитами
    РУДН Рыбаков Ю.П. + 2 чел. Совместные работы
  Москва, Троицк ИФВД РАН Тареева Е.Е. + 2 чел. Обмен визитами
  Белгород БелГУ Чеканов Н.А. Совместные работы
  Воронеж ВГУ Засорин Ю.В. Совместные работы
  Гатчина НИЦ КИ ПИЯФ Гинзбург С.Л.
Малеев С.В. + 3 чел.
Обмен визитами
  Казань КФУ Игнатьев Ю.Г. Совместные работы
  Протвино ИФВЭ Сапонов П.А.
Разумов А.В.
Обмен визитами
  Самара СУ Салеев В.А
Шипилова А.В.
Совместные работы
  Саратов СГУ Глухова О.Е. + 3 чел.
Колесникова А.С.
Совместные работы
  Пермь ПГНИУ Хеннер В.К. Совместные работы
  С.-Петербург ПОМИ РАН Деркачев С.Э. Совместные работы
    СПбГПУ Антонов А.И. Совместные работы
    СПбГЭТУ Соколов А.И.
Антонов А.И.
Совместные работы
    ФТИ им. А.Ф.Иоффе Шалаев Б.Н. + 1 чел. Обмен визитами
Румыния Бухарест IFIN-HH Барсан В.
Ангел Д
Мишику С.
Арангел Д.
Совместные работы
  Клуж-Напока UTC-N Сакаж З. 
Тодоран Р.
Совместные работы
  Тимишоара UVT Бика И. Совместные работы
Словакия Братислава CU Плеценик А. Обмен визитами
  Кошице PJSU Илкович В.
Калагов Г.
Совместные работы
    IEP SAS Пудлак М.
Пинчак Р.
Обмен визитами
Узбекистан Ташкент ФТИ НПО
"Ф.-С." АН РУз
Абдуллаев Ф.Х. + 2 чел.
Гулямов К.Г.
Обмен визитами
Украина Киев ИМФ НАНУ Барьяхтар В.Г. + 3 чел. Обмен визитами
    КНУ Каденко И.Н. Совместные работы
  Львов ИФКС НАНУ Стасюк И.В. + 3 чел. Обмен визитами
  Харьков ННЦ ХФТИ Пелетминский С.В.
+ 3 чел.
Слезов В.В. + 2 чел.
Обмен визитами
Чехия Ржеж NPI CAS Экснер П.
Дитрих Я.
Обмен визитами
Венгрия Будапешт Wigner RCP Зимани Й. + 2 чел. Обмен визитами
Германия Брауншвейг TU Шерм Р. Совместные работы
  Бонн UniBonn Риттенберг В. Совместные работы
        Обмен визитами
  Бремен Ун-т Чихолл Г. Совместные работы
  Вупперталь UW Боос Г.
Геман Ф.
Клюмпер А.
Совместные работы
  Дармштадт GSI Неренберг В. + 1 чел. Совместные работы
  Дортмунд TU Dortmund Герлах Б. + 1 чел. Совместные работы
  Дрезден IFW Дрекслер Ш. + 3 чел.
Хозой Л.
Соглашение
    MPI PkS Фюльде П.
Месснер Р.
Обмен визитами
    TU Dresden Салинг С. Совместные работы
  Йена Ун-т Зайдель П.
Шмидл Ф.
Совместные работы
  Лейпциг UoC Бен У.
Иле Д.
Совместные работы
  Магдебург OVGU Рихтер И. Совместные работы
  Росток Ун-т Репке Г. + 2 чел. Совместные работы
Египет Гиза CU Ел Шербини Т.М. Совместные работы
Италия Катания UniCT Пучи Р. + 2 чел. Совместные работы
  Салерно UNISA Манчини Ф. + 3 чел. Совместные работы
ЮАР Претория UNISA Бота А.Е. Совместные работы
Австралия Мельбурн Ун-т Де Гир Я. Совместные работы
  Сидней Ун-т Молев А. Совместные работы
Австрия Вена TU Wien Брюннер Ф. Совместные работы
  Линц JKU Ернст А. Совместные работы
Бельгия Лувен-ля-Нёв UCL Рюэль Ф. + 2 чел. Совместные работы
Бразилия Бразилиа UnB Оливейра Ф.А. Обмен визитами
  Натал IIP UFRN Ферраз А. Совместные работы
  Сан-Паулу USP Банято В.С.
Алькарац Ф.С.
Обмен визитами
        Совместные работы
Дания Копенгаген DTU Слямов А. Совместные работы
Индия Мумбаи TIFR Дхар Д. Совместные работы
  Калькутта IACS Сенгупта К. Совместные работы
Иран Зенджан IASBS Колахчи М. Совместные работы
Ирландия Дублин DIAS Дорлас Т. + 2 чел. Обмен визитами
Испания Мадрид ICMM-CSIC Смирнов-Руэда Р. + 1 чел. Совместные работы
Канада Квебек UL Крегер Х. + 3 чел. Совместные работы
  Кингстон Queen's Коулман А. Совместные работы
  Лондон Western Коттэм М.
Синг М.
Совместные работы
  Монреаль Concordia Холл Р.Л. Совместные работы
Новая Зеландия Окленд Ун-т Бранд Й. Совместные работы
Республика Корея Тэджон IBS Флах С. Совместные работы
Сербия Белград INS "VIN
CA"
Галович С.
Чевизович Д.
Текич Д.
Совместные работы
Словения Любляна UL Преловчек П. + 3 чел.
Кабанов В.
Совместные работы
США Луисвилл UofL Хеннер В.К. Обмен визитами
  Нью-Йорк CUNY Манассах Д.Т. Обмен визитами
  Рочестер UR Бигелоу Н. Обмен визитами
  Таллахасси FSU Дзеро М.О. Совместные работы
Тайвань Тайбэй IP AS Чин-Кун Ху Обмен визитами
Франция Париж UPMC Зинн-Жюстен П. Обмен визитами
  Аннеси-ле-Вье LAPTh Чичерин Д. Совместные работы
  Валансьен UVHC Гуревич Д. Обмен визитами
  Марсель CPT Огиевецкий О. Совместные работы
    UPC Загребнов В.А.
Хайн Р.
Соглашение
  Ницца UN Сорнетте Д. Обмен визитами
Швейцария Виллиген PSI Розенфельдер Р. Обмен визитами
  Цюрих ETH Сорнетт Д. Совместные работы
Япония Уцуномия UU Ирие А. Совместные работы