Отделения и кафедры факультета

Кафедра квантовой теории и физики высоких энергий

Заведующий кафедрой
академик РАН профессор Логунов Анатолий Алексеевич

Кафедра физики высоких энергий была основана в 1970 году по инициативе директора НИИЯФ МГУ академика С.Н. Вернова. С момента основания до настоящего времени кафедру бессменно возглавляет академик Анатолий Алексеевич Логунов. Кафедра создавалась как учебная база подготовки высококвалифицированных специалистов для Института физики высоких энергий (ИФВЭ) в Протвино и других, близких по профилю научных институтов. В свою очередь, ИФВЭ стал основной научной базой кафедры. Связь кафедры с ИФВЭ была самая тесная: студенты 5-6 курсов большую часть учебного времени проводили в Протвино, где работали в лабораториях, слушали специальные курсы, выполняли дипломные работы.

Заведующий кафедрой квантовой теории
и физики высоких энергий
академик А.А. Логунов

Существенные изменения произошли в 1982 году, когда после реорганизации большая часть сотрудников кафедры электродинамики и квантовой теории (у истоков которой стояли такие крупные ученые, как академики Л.Д. Ландау, М.А. Леонтович, А.С. Давыдов, позднее там работал академик И.М. Лифшиц) перешла в состав кафедры, руководимой А.А. Логуновым. Обновленная кафедра получила название квантовой теории и физики высоких энергий. Штат кафедры значительно увеличился в 1992 году, когда в ее состав вошли такие известные ученые, как академики В.Г. Кадышевский, директор ОИЯИ (Дубна), В.А. Матвеев, директор ИЯИ РАН (Троицк), Д.В. Ширков, что укрепило связи кафедры с институтами РАН. Помимо упомянутых институтов, у кафедры всегда была тесная связь с НИИЯФ МГУ, где из выпускников кафедры был организован Отдел теоретической физики высоких энергий. Рост численного состава кафедры сопровождался расширением научной тематики - кафедра стала общетеоретической.

Учебная работа

Сотрудники кафедры читают общие курсы лекций: "Квантовая теория" (6,7 семестры, проф. Ю.М. Лоскутов, проф. О.А. Хрусталев, проф. К.А. Свешников, проф. П.К. Силаев), "Электродинамика" (5,6 семестры, проф. В.И. Григорьев, проф. В.И. Денисов, проф. А.А. Власов, доц. В.С. Ростовский, доц. А.Р. Френкин).

На кафедре читаются следующие специальные курсы: "Теория групп" (проф. О.А. Хрусталев, проф. П.К. Силаев), "Квантовая теория поля" (проф. Д.А. Славнов), "Теория перенормировок и ренормгруппы" (проф. Д.А. Славнов), "Численные методы в теоретической физике" (проф. П.К. Силаев), "Введение в физику элементарных частиц" (акад. В.А. Матвеев, доц. К.В. Парфенов), "Дополнительные главы классической электродинамики" (проф. А.А. Власов), "Введение в теорию гравитации" (проф. В.И. Денисов), "Теория гравитационного поля" (проф. Ю.М. Лоскутов), "Современные методы квантовой теории поля" (акад. Д.В. Ширков), "Нелинейная квантовая теория поля" (доц. М.В. Чичикина), "Динамические уравнения в квантовой теории поля" (проф. В.И. Саврин), "Теория калибровочных полей" (проф. Ю.С. Вернов), "Системы и подсистемы в квантовой механике" (проф. О.А. Хрусталев), "Физика квантовых вычислений" (доц. О.Д. Тимофеевская), "Солитоны, инстантоны, скирмионы и кварковые мешки" (проф. К.А. Свешников).

На кафедре работают оригинальные практикумы: "Компьютерные вычисления в теоретической физике", "Язык аналитических вычислений REDUCE", практикум по курсу "Численные методы в теоретической физике" (руководитель практикума науч. сотр. В.А. Ильина).

Научная работа

На кафедре ведутся научные исследования по следующим основным направлениям:

Релятивистская теория гравитации (руководитель - акад. А.А. Логунов).
Поиск и исследование новых нелинейных и квантовых эффектов в гравитации, космологии, физике частиц и вакуумного состояния (руководитель - акад. А.А. Логунов).
Проблемы квантовой теории поля (руководитель - акад. Д.В. Ширков).
Эффекты нелинейной электродинамики вакуума и их проявления в лабораторных и астрофизических условиях (руководитель - проф. В.И. Денисов).
Исследование гравитационных эффектов (руководитель - проф. Ю.М. Лоскутов).
Нелинейные эффекты в квантовой теории поля, квантовые компьютеры, квантовая криптография (руководитель - проф. О.А. Хрусталев).
Проблемы квантовомеханической теории измерений (руководитель - проф. Д.А. Славнов).
Киральные кварк-мезонные модели низкоэнергетического барионного состояния (руководитель - проф. К.А. Свешников).
Теория бароэлектрического и баромагнитного явлений (руководитель - проф. В.И. Григорьев).

Сотрудниками кафедры получены крупные научные результаты:

Академиком А.А. Логуновым внесен фундаментальный вклад в развитие квантовой теории поля, обоснование и применение дисперсионных соотношений, в создание метода ренормгруппы, нашедшего применение в решении широкого круга задач. Им установлены строгие асимптотические теоремы для поведения характеристик сильного взаимодействия при высоких энергиях. Он предложил новый подход к изучению множественных процессов, который оказался наиболее адекватным составному строению частиц и позволил открыть на ускорителе Института физики высоких энергий новую важнейшую закономерность микромира - масштабную инвариантность.
Развивая идеи Пуанкаре, Минковского, Эйнштейна и Гильберта, академик А.А. Логунов создал последовательную релятивистскую теорию гравитации (РТГ), которая, полностью согласуясь со всеми экспериментальными фактами, устранила принципиальные трудности общей теории относительности. В РТГ единым пространственно-временным континуумом для всех полей, включая и гравитационное, является псевдоевклидово пространство Минковского, а источником гравитационного поля является сохраняющийся тензор энергии-импульса материи, включая и само гравитационное поле. Такой подход позволяет однозначно построить теорию тяготения как калибровочную теорию, в которой гравитационное поле обладает спинами 2 и 0 и является физическим полем в духе Фарадея-Максвелла, а поэтому возможна локализация гравитационной энергии, сохраняется понятие инерциальной системы координат и строго выполняются законы сохранения энергии-импульса и момента количества движения. При этом благодаря универсальности гравитации и тензорному характеру гравитационного поля с необходимостью возникает эффективное полевое риманово пространство. Уравнения гравитационного поля в РТГ содержат явно метрический тензор пр-ва Минковского, а гравитационное поле становится массивным. Масса гравитона чрезвычайно мала, но ее наличие принципиально, так как благодаря наличию массовых членов в РТГ всегда можно однозначно отделить силы инерции от сил гравитации. Теория однозначно обьясняет результаты всех гравитационных эффектов в Солнечной системе. В РТГ наиболее полно раскрылось свойство гравитационного поля: своим действием не только замедлить ход времени, но и остановить процесс замедления времени, а следовательно, и процесс сжатия вещества. Появилось также новое свойство "самоограничения поля", которое играет важную роль в механизме гравитационного коллапса и эволюции Вселенной. В частности, "черные дыры" невозможны: коллапсирующая звезда не может уйти под свой гравитационный радиус; развитие однородной и изотропной Вселенной идет циклически от некоторой максимальной плотности до минимальной, причем плотность вещества остается всегда конечной и состояние точечного Большого Взрыва не достигается. При этом Вселенная бесконечна и "плоская", и в ней существует большая скрытая масса "темной материи".
Профессором Ю.М. Лоскутовым предсказаны эффекты: деполяризации черенковского излучения вблизи порога; спонтанной радиационной поляризации электронов в магнитном поле; индуцированной поляризации фермионов в магнитном поле; асимметрии углового распределения нейтрино, генерируемых в магнитном поле, и возможность самоускорения нейтронных звезд. Создан аппарат квантовой электродинамики в сильном магнитном поле, предсказан ряд эффектов (слияние и расщепление фотонов, модификация закона Кулона и др.). Предложена и реализована гипотеза о гравислабых взаимодействиях, нарушающих зарядовую и пространственную четность; предсказано гравитационное вращение плоскости поляризации электромагнитного излучения.
Профессором О.А. Хрусталевым на основании общих принципов локальной теории поля предсказан ряд асимптотических соотношений между сечениями взаимодействия адронов при высоких энергиях. Развито вероятностное описание рассеяния при высоких энергиях. Развита схема описания квантовых полей на фоне классических, удовлетворяющая требуемым законам сохранения. Создан аппарат условной матрицы плотности, последовательно описывающий поведения подсистем в большой системе.

Профессора кафедры

В.И. Григорьев, Ю.М. Лоскутов, В.И. Денисов

К.А. Свешников, Д.А. Славнов, О.А. Хрусталев

А.А. Власов, П.К. Силаев

Кафедра активно участвует в организации и проведении ежегодных международных семинаров по проблемам квантовой теории поля и теории гравитации в ИФВЭ - Протвино. Сотрудники, аспиранты и студенты кафедры наряду с основным составом Института теоретических проблем микромира им. Н.Н. Боголюбова МГУ составляют основу ведущей научной школы РФ "Развитие теоретико-полевых методов в физике частиц, гравитации и космологии", научным руководителем которой является академик А.А. Логунов.

Виртуальный тур и фильмы о факультете

Вестник МГУ. Серия 3.
Физика. Астрономия