Предрасположенность к аналитике, а не эксперименту я давно за собой заметил, а в ходе обучения эта склонность только закреплялась. На ФОПФе мы выбираем базовую кафедру на втором курсе, так что у студента есть время и подумать, и передумать. До обучения на ней я находил лекции, которые читали Михаил Викторович Фейгельман и Владимир Валентинович Лебедев. С 4-го семестра обучения начал ездить в Черноголовку на кафедральные занятия. Мне понравилась учебная программа, понравилось, что теорфизику тебе дают как способ изучения реальной природы, а не работу над математическими задачами, мотивированными физикой. И у меня сформировалось очень положительное впечатление об ИТФ в целом.

На третьем году мы проходили курс про нелинейные проблемы в гидродинамике, который вел Виктор Петрович Рубан. Он меня заинтересовал гидродинамикой в целом, я стал смотреть в сети материалы по этой области физики. И затем Игорь Валентинович Колоколов прочитал нам обзорную лекцию по турбулентности. Я увлекся этой темой и пришел заниматься научной работой под руководством В. В. Лебедева в лабораторию «Современная гидродинамика», где они с И. В. Колоколовым и другими сотрудниками исследуют турбулентность. В общем, в выборе своей специализации я руководствовался интересом, и мне нравится то, чем я занимаюсь. А кафедра в этом поиске мне всячески способствовала.

Обучение на базе проходит интенсивно, нагрузка сопоставима с общей факультетской программой. Занятия проводились в Черноголовке, на Физтехе и в центре Москвы. В моем году наш набор на кафедру оказался очень дружный и сплоченный — мы разбирались во многом вместе, так что учеба спорилась. И за эти начальные годы мы познакомились со многими теоретиками из института. Кто-то нам преподавал, устраивались презентации для студентов. Были и отдельные курсы, в которых мы каждую неделю встречали сотрудников ИТФ, рассказывавших об областях современной физики, которыми они занимаются: давали вводную и разбирали задачи. Так нас знакомили со многими направлениями, в которых мы могли начать свою научную деятельность — студент выбирает руководителя, уже имея представление о многих кандидатах.

Кроме уже упомянутого курса «Нелинейные проблемы гидродинамики» Виктора Петровича Рубана, самыми интересными для меня оказались курс Дмитрия Сергеевича Любшина по статистической физике и курс Владимира Валентиновича Лебедева по теории фазовых переходов. Оба мне понравились из-за «большого охвата», который получается за счет универсальности — явления одного и того же класса реализуются в разных системах. Например, переход от сверхтекучей жидкости к нормальной в пленках гелия-4 обладает аналогичными характеристиками (перехода Березинского-Костерлица-Таулесса), что и фазовый переход в плоских магнетиках. И универсальными оказываются теоретические подходы, которыми мы можем их описывать. Так, изученные техники для случайных процессов и функциональные методы я сейчас применяю в своей научной работе.

С 4-го курса мы вместе с моим научным руководителем Владимиром Валентиновичем Лебедевым и Сергеем Сергеевичем Вергелесом работали над исследовательскими задачами, связанными с когерентными вихрями. Эти вихри — устойчивые крупномасштабные структуры, возникающие в квазидвумерных турбулентных течениях (такими можно считать циклоны в атмосфере). Для них В. В. Лебедев и И. В. Колоколов разработали аналитическую теорию, сформулировав механизм, как такой вихрь поддерживает свое течение энергетически за счет мелких случайных турбулентных флуктуаций.

Моя задача была в том, чтобы рассмотреть, как будут развиваться возмущения на фоне основного потока когерентного вихря. В результате было показано, что ситуация зависит от механизма потерь энергии в сформировавшемся вихре.

Если диссипация происходит преимущественно за счет сил вязкого трения, возмущения быстро затухают. А если потери энергии происходят в основном через трение о дно, то возникнут волны, радиально распространяющиеся по его телу, характеристики которых мы описали. Вдобавок, наша модель указывает на возникновение высокочастотных неустойчивых волн, амплитуда которых нарастает при приближении к краю вихря, тем самым разрушая его течение. Так мы получили новую теоретическую оценку характерного размера когерентного вихря. Эта работа выросла из моего бакалаврского диплома и была нами опубликована уже в магистратуре.

Следующей моей задачей было исследование статистики того, как в подобном течении может размешиваться т.н. пассивное скалярное поле. Им может быть отклонение в температуре, переносимое в образовавшемся потоке, или концентрация примеси, которую мы вбрасываем в жидкость. Последнее, например, делается, для того чтобы изучать течения. В нашей лаборатории есть сектор, связанный с экспериментом. У них есть установка, в которой генерируются и исследуются такие вихри. Для этого в жидкость добавляются частицы-трейсеры примерно такой же плотности, которые увлекаются с движениями жидкости и тем самым позволяют измерять скорость течений. Это послужило мотивацией для нашего теоретического исследования, результаты которого вполне можно проверять как на опыте, так и в численной симуляции на компьютере.

Мне очень нравится атмосфера в моем институте, здесь работают настоящие энтузиасты науки. Люди очень отзывчивые: с любым вопросом ты можешь обратиться к сотруднику, аспиранту, старшекурснику — тебе объяснят, посоветуют что-то по теме и т. п. Помню, студенты постарше и при встрече поздней ночью в кампусе были не против помочь нам в чем-то разобраться. Такая увлеченность вдохновляет и тебя самого. На мой взгляд, она — еще одна важная причина высокого уровня подготовки у студентов, обучающихся в ИТФ.

Если у вас есть вопросы об ИТФ, кафедре, учебе и научной работе, напишите мне на ivchenko.na@phystech.edu, постараюсь ответить.