Два проекта ученых ЛФИ стали победителями конкурса грантов РНФ

Подведены итоги конкурса 2022 года новых проектов малых отдельных научных групп на получение грантов РНФ. Гранты выделяются на осуществление фундаментальных и поисковых научных исследований в 2023 — 2024 годах с последующим возможным продлением срока выполнения на один или два года. Размер одного гранта составляет до 1,5 миллиона рублей ежегодно.

В числе победителей — два проекта ученых ЛФИ МФТИ.

Мы исследуем свойства корреляционных функций в квантовой теории поля в сильных внешних полях различной природы, а также динамику начального состояния в нестационарных ситуациях. При рассмотрении таких симметрических пространств, как пространства Минковского, де Ситтера и анти де Ситтера, и инвариантных относительно соответствующих изометрий состояний, важно изучение аналитических свойств корреляторов и петлевых поправок к ним, как функций геодезических расстояний.

В случае же более общих, не инвариантных, состояний и фоновых полей важно изучение динамики начального состояния. А именно исследование нестационарных явлений, когда, например, фон зависит от времени, требует включение в рассмотрение состояний с ненулевыми аномальными средними и заселенностями уровней, так как эти величины генерируются динамически в петлях во многих моделях со взаимодействием во внешних полях, даже если исходно они были равны нулю. Такие явления наблюдались нашей группой в присутствии коллапса в черную дыру, в расширяющихся вселенных различного типа, в сильных электро-магнитных полях, во внешних скалярных полях и в присутствии двигающихся зеркал.

Также с прикладной точки зрения самой актуальной проблемой является динамика фермионов в моделях с взаимодействием и в сильном магнитном поле при высокой плотности или при низких температурах. Помимо всего прочего, исследование динамики в этих системах может пролить свет на физику динамического образования конденсата и ответить на вопрос о существовании островков стабильности в плазме высокой плотности.

Оксид графена и композиты на его основе являются перспективными материалами для многих отраслей индустрии, с такими потенциальными приложениями как: 1) создание на основе оксида графена мембран для фильтрации и очищения воды 2) разработка на его основе биосовместимых актуаторов 3) усовершенствование методик восстановления оксида графена до графена.

Однако отсутствие на текущий момент детального понимания структуры оксида графена выливается в проблемы с интерпретацией физико-химических процессов, протекающих на его поверхности (взаимодействие оксида графена с водой, распределение зарядовой плотности на его поверхности, диффузия интеркалированных ионов и т. д.). Отсутствие таких знаний затрудняет поиск и развитие прикладных применений оксида графена. Экспериментальный анализ структуры оксида графена как правило сводится к методам XPS и рамановской спектроскопии, которые дают только полуколичественные данные об элементарном составе материал.

В связи с этим особо актуальной представляется попытка разработать численную методику определения наиболее энергетически предпочтительных конфигураций оксида графена. В рамках проекта будет исследована структура оксида графена, определен характер распределения кислородсодержащих групп на его поверхности, как для монослоя, так и для многослойной конфигурации. Будут определены механизмы диффузии молекул воды сквозь многослойный оксид графена, ответственные за его необычно высокую проницаемость для воды. Также будут исследованы фундаментальные механизмы, отвечающие за работу актуаторов на основе оксида графена — пластинок из многослойного оксида графена, в которых возникают механические напряжения при изменении влажности внешней среды.

Развитие тематики проекта будет проводиться в тесном контакте с экспериментальными коллективами, занимающими лидирующие роли в исследовании прикладных возможностей оксида графена и материалов на его основе.