THEME 01-3-1137-2019/2023

Австралия, Австрия, Армения, Беларусь, Болгария, Бразилия, Великобритания, Венгрия, Вьетнам, Германия, Дания, Египет, Индия, Иран, Испания, Италия, Канада, Монголия, Новая Зеландия, Польша, Республика Корея, Россия, Румыния, Сербия, Словакия, Словения, США, Тайвань, Узбекистан, Украина, Финляндия, Франция, Чехия, Швейцария, Эквадор, ЮАР, 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. Изучение широкого спектра универсальных явлений в сложных системах - фазовых переходов в конденсированных средах и физике высоких энергий, скейлинга в (магнито)гидродинамической турбулентности, химических реакциях, перколяции и др. методами квантовой теории поля включая функциональную ренормализационную группу. 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:

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.
Разработка численно-аналитических пакетов программ.

Ожидаемые результаты по этапам темы в текущем году:

Теоретические и экспериментальные исследования трехмерной плотной случайной упаковки со степенным распределением по размерам в нано- и микромасштабах.

Моделирование экспериментов по малоугловому рассеянию нейтронов с изменением контраста от биологических макромолекул.

Моделирование свойств карбидов кремния и бора, а также карбо-нитрида хафния (HfC_(x)N_(1-x)) при облучении пучками тяжелых ионов или протонов.

Оценка обменных параметров китаевских магнетиков на основе переходных и редкоземельных металлов и расчет соответствующего спин-волнового спектра.

Исследование антиферромагнетика с сильными китаевскими взаимодействиями RuCl₃ и недавно предложенной для него минимальной модели обменных взаимодействий.

Вычисление магнитной фазовой диаграммы в сильно-коррелированных электронных системах в рамках t-J модели при электронном допировании. Сопоставление полученных результатов с экспериментами в электронно-допированных купратах.

Разработка теории устойчивости смесей квантовых жидкостей.

Подготовка обзора о моделях смешанной материи.

Применение и развитие квантовых алгоритмов для вычислительных задач физики конденсированных сред и квантовой химии.

Исследование физических явлений в джозефсоновских наноструктурах с ферромагнитными слоями.

Разработка модели джозефсоновского перехода, связанного с замкнутой цепочкой наномагнитов. Изучение возможности использования этого перехода для определения изменения состояния цепочки наномагнитов.

Исследование температурной зависимости характеристик различных наноструктур, таких как величина запрещенной зоны, проводимость и подвижность. Применение метода замороженных фононов к различным модифицированным углеродным нанотрубкам и графену с целью определения путей улучшения их транспортных характеристик.

Исследование транспортных свойств квазидвумерного поликристаллического дисульфита молибдена. Расчёт поведения электропроводности как функции величины транспортной щели и размера границы зерна при различных плотностях зарядов.

Изучение топологического эффекта Холла, вызванного классическим спиновым фоном, и топологических сверхпроводников на скирмионной спиновой решетке с использованием калибровочной теории.

Исследование обратного рассеяния киральных фермионов в топологических изоляторах из-за неровных краев.

Описание характеристик моделей димеров на конечномерных решетках с различной геометрией при различных граничных условиях. Подробное изучение «запутанных состояний» сложной квантовой системы с одноионной анизотропией.

Применение модели ротора-роутера, известного как Эйлерово блуждание, к описанию динамики двунитевых разрывов ДНК.

Детальное изучение многомерных комплексных гипергеометрических интегралов в представлении Меллина-Барнса.

Построение новых точно вычисляемых бета-интегралов и преобразований симметрии для интегралов более высокого порядка, полученных редукцией известных соотношений для эллиптических гипергеометрических интегралов, описывающих суперконформные индексы четырехмерных теорий поля.

Доказательство тождеств Деркачева-Манашова для комплексных интегралов Густафсона в теории некомпактных спиновых цепочек.

Построение парафермионного обобщения гиперболических гипергеометрических функций и детальное исследование суперсимметричного случая, связанного с 6j-символами для супергрупп в Рамоновском секторе и в случае сектора Невё-Шварца.

Доказательство характеристических тождеств (квантового аналога теоремы Гамильтона-Кэли) для семейства ортогональных квантовых матричных алгебр.

Исследование квазиосцилляторного представления для линейных квантовых групп U_q(gl_n): построение конечномерных представлений и реализация хопфовых структур в квазиосцилляторном базисе.

Построение нелокальных корреляционных функций в модели полимеров вблизи границы решетки в присутствии анизотропии.

Классификация марковских дуальностей в одномерных интегрируемых стохастических моделях взаимодействующих частиц и двумерных решеточных моделях, построенных с использованием представлений агебр Гекке бесконечного порядка, и их использование для решений этих моделей.

Вычисление плотностей петель в O(1) петлевых моделях и плотностей кластеров в критической перколяции на цилиндрической решетке повернутой ориентации и с нечетной длиной окружности цилиндра.

Исследование в рамках функциональной ренормгруппы БЭК-БКШ кроссовера в системе многокомпонентных фермионов: установление фазовой диаграммы и вычисление температур перехода в упорядоченное состояние. Аппробация и адаптация вычислительных методов для решения непертурбативных уравнений функциональной ренормализационной группы.

Развитие вычислительных методов для вычисления вкладов многопетлевых диаграмм в реномргрупповые функции динамических моделей. Исследование динамики сверхпроводящего фазового перехода в низкотемпературных сверхпроводниках.

Исследование эффектов, связанных с нарушением зеркальной симметрии в магнитогидродинамической развитой турбулентности. Вычисление двухпетлевых диаграмм Фейнмана, порождаемых силой Лоренца, и двухпетлевых диаграмм функции отклика, приводящих к экспоненциальному росту флуктуаций магнитного поля в области больших масштабов. Изучение явления турбулентного динамо.

Построение эффективных теоретико-полевых моделей химических реакций разного сорта частиц, протекающих в случайных средах. Изучение инфракрасного скейлингового поведения статистических корреляций плотностей частиц методами ренормализационной группы.

Исследование изотропной и направленной перколяции. Вычисления трехпетлевых диаграмм Фейнмана, порождающих ультрафиолетовые расходимости. Вычисление фиксированных точек уравнения ренормализационной группы и вычисление критических индексов для физически значимых и экспериментально наблюдаемых величин – функций отклика, плотности активных узлов (агентов), эффективного радиуса и массы активных зон.

Изучение влияния изотропного движения среды с различными статистическими характеристиками на возможность возникновения анизотропного скейлинга в модели самоорганизованной критичности Хуа-Кардара.

Исследование методом функциональной ренормгруппы возможных асимптотических режимов, соответствующих не универсальному скейлинговому поведению поверхности, растущей в случайной среде и описываемой моделью, включающей бесконечное количество типов взаимодействий.

Основные этапы темы:
	Этап темы	Руководители

Лаборатория или другие
подразделения ОИЯИ

Основные исполнители

Комплексные материалы

Аницаш Е.М.
Плакида Н.М.

ЛТФ

Владимиров А.А., Донков А.А., Куземский А.Л.,
Максимов П.А., Нгуен Дань Тунг, Черный А.Ю.,
Юкалов В.И., Юшанхай В.Ю.

ЛНФ

Аксенов В.Л., Балагуров А.М., Дорошкевич А.С.,
Исламов А., Козленко Д.П., Куклин А.И., Попов Е.П.

	ЛИТ	Сюракшина Л.А., Юкалова Е.П.
	ЛЯР	Мирзаев М.

Наноструктуры и наноматериалы

Осипов В.А.
Кочетов Е.А.

ЛТФ

Ангел Д., Белгибаев Т., Катков В.Л., Кешарпу К.К.,
Красавин С.Е., Куликов К.В., Мазаник А., Рахмонов И.Р., Садыкова О.Г., Шукринов Ю.М.

ЛИТ

Земляная Е.В.

ЛРБ

Бугай А.Н.

ЛЯР

Олейничак А.

Математические модели статистической физики сложных систем

Поволоцкий А.М.

ЛТФ

Иноземцев В.И., Папоян В.В., Пятов П.Н., Спиридонов В.П.

Методы квантовой теории поля
в сложных системах

Гнатич М.

ЛТФ

Аджемян Л.Ц., Антонов Н.В., Калагов Г., Компаниец М.В., Лебедев Н., Мижишин Л., Молотков Ю.Г., Налимов М.Ю., Севастьянов Л.А.

ЛИТ

Буша Я.

Сотрудничество по теме:

Страна или международная организация	Город	Институт или лаборатория	Участники	Статус
Австралия	Сидней	Ун-т	Молев А.	Совместные работы
Австрия	Линц	JKU	Ернст А.	Совместные работы
Армения	Ереван	ЕГУ	Мамасахлисов Е.Ш.	Совместные работы
			Мардоян Л.Г.
			Морозов В.Ф.
		ННЛА	Ананикян Н.С.	Совместные работы
			Апресян Е.
			Измаилян Н.Ш.
Беларусь	Минск	БГТУ	Грода Я.Г. + 4 чел.	Обмен визитами
		ИФ НАНБ	Килин С.Я. + 5 чел.	Обмен визитами
		НПЦ НАНБ по материаловедению	Сайко А.П. + 3 чел.	Обмен визитами
Болгария	Пловдив	PU	Атанасова П.	Совместные работы
	София	IMech BAS	Бънзарова Н.	Совместные работы
		INRNE BAS	Анаева Б.	Совместные работы
		ISSP BAS	Иванов Н.Б.	Совместные работы
			Тончев Н.
			Шамати Х. + 3 чел.
		SU	Марваков Д.	Совместные работы
			Мишонов Т.
Бразилия	Бразилиа	UnB	Оливейра Ф.А.	Обмен визитами
	Натал	IIP UFRN	Ферраз А.	Совместные работы
	Сан-Паулу	USP	Алькарац Ф.С.	Обмен визитами
			Банято В.С.
Великобритания	Ковентри	Warwick	Заборонский О.В.	Совместные работы
Венгрия	Будапешт	Wigner RCP	Зимани Й. + 2 чел.	Обмен визитами
Вьетнам	Ханой	IMS VAST	Нгуен В.Х. + 5 чел.	Обмен визитами
Германия	Брауншвейг	TU	Шерм Р.	Обмен визитами
	Бремен	Ун-т	Чихолл Г.	Совместные работы
	Вупперталь	UW	Боос Г.	Совместные работы
			Геман Ф.
			Клюмпер А.
	Дармштадт	GSI	Неренберг В. + 1 чел.	Совместные работы
		TU Darmstadt	Албер Г.	Совместные работы
	Дортмунд	TU Dortmund	Герлах Б. + 1 чел.	Совместные работы
	Дрезден	IFW	Дрекслер Ш. + 3 чел.	Соглашение
			Хозой Л.
		MPI PkS	Месснер Р.	Обмен визитами
			Фюльде П.
	Йена	Ун-т	Зайдель П.	Совместные работы
			Шмидл Ф.
	Лейпциг	UoC	Бен У.	Совместные работы
			Иле Д.
	Магдебург	OVGU	Рихтер И.	Совместные работы
	Росток	Ун-т	Рёпке Г. + 2 чел.	Совместные работы
Дания	Люнгбю	DTU	Слямов А.	Совместные работы
Египет	Гиза	CU	Ел Шербини Т.М.	Совместные работы
Индия	Калькутта	IACS	Сенгупта К.	Совместные работы
Иран	Зенджан	IASBS	Колахчи М.	Совместные работы
Испания	Мадрид	ICMM-CSIC	Смирнов-Руэда Р. + 1 чел.	Совместные работы
Италия	Катания	UniCT	Пучи Р. + 2 чел.	Совместные работы
	Фишано	UNISA	Манчини Ф. + 3 чел.	Совместные работы
Канада	Квебек	UL	Крегер Х. + 3 чел.	Совместные работы
	Кингстон, ОН	Queen's	Коулман А.	Совместные работы
	Лондон, OН	Western	Коттэм М.	Совместные работы
			Синг М.
	Монреаль	Concordia	Холл Р.Л.	Совместные работы
Монголия	Улан-Батор	IPT MAS	Сангаа Д.	Обмен визитами
		NUM	Цогбадрах Н. + 2 чел.	Совместные работы
Новая Зеландия	Окленд	Ун-т	Бранд Й.	Совместные работы
Польша	Варшава	IPC PAS	Ольшевский Я.	Обмен визитами
			Холас А.
	Вроцлав	WUT	Миржеевски М.	Совместные работы
	Катовице	US	Маська М.	Совместные работы
	Краков	JU	Олесь Л.	Обмен визитами
	Познань	AMU	Навроцик В. + 1 чел.	Совместные работы
			Танась Р. + 3 чел.
		IMP PAS	Морковский Я.	Обмен визитами
Республика Корея	Инчхон	Inha	Чой Х.Дж.	Совместные работы
	Тэджон	CTPCS IBS	Флах С.	Совместные работы
Россия	Белгород	БелГУ	Чеканов Н.А.	Совместные работы
	Воронеж	ВГУ	Засорин Ю.В.	Совместные работы
	Гатчина	НИЦ КИ ПИЯФ	Малеев С.В. + 3 чел.	Обмен визитами
	Екатеринбург	ИФМ УрО РАН	Стрельцов С.В. + 1 чел.	Совместные работы
	Казань	КФУ	Игнатьев Ю.Г.	Совместные работы
	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
		НИУ ВШЭ	Гриценко В.А.	Обмен визитами
		НИЦ КИ	Каган Ю.М. + 3 чел.	Обмен визитами
		НИЯУ "МИФИ"	Евсеев И.В. + 3 чел.	Обмен визитами
		РУДН	Кулябов Д.С.	Совместные работы
			Рыбаков Ю.П. + 2 чел.
		ФИАН	Нечаев С.К.	Совместные работы
	Москва, Троицк	ИФВД РАН	Тареева Е.Е. + 2 чел.	Обмен визитами
	Новосибирск	ИНХ СО РАН	Окотруб А.В. + 3 чел.	Совместные работы
		ИФП СО РАН	Антонова И.В. + 2 чел.	Обмен визитами
	Пермь	ПГНИУ	Хеннер В.К.	Совместные работы
	Протвино	ИФВЭ	Разумов А.В.	Обмен визитами
			Сапонов П.А.
	С.-Петербург	ПОМИ РАН	Деркачев С.Э.	Совместные работы
		СПбГПУ	Антонов А.И.	Совместные работы
		СПбГУ	Гулицкий Н. + 2 чел.	Совместные работы
			Комарова М.
		СПбГЭТУ	Антонов А.И.	Совместные работы
			Соколов А.И.
		Ун-т ИТМО	Попов И.Ю.	Обмен визитами
		ФТИ им. А.Ф.Иоффе	Шалаев Б.Н. + 1 чел.	Обмен визитами
	Самара	СУ	Салеев В.А.	Совместные работы
			Шипилова А.В.
	Саратов	СГУ	Колесникова А.С.	Совместные работы
Румыния	Тимишоара	UVT	Бика И.	Совместные работы
Сербия	Белград	INS "VINCA"	Галович С.	Совместные работы
			Текич Д.
			Чевизович Д.
Словакия	Братислава	CU	Плеценик А.	Совместные работы
	Кошице	IEP SAS	Пинчак Р.	Совместные работы
			Пудлак М.
			Ремецки Р.
			Юрчишин М.
			Юрчишинова Е.
		UPJS	Кецер М.	Совместные работы
			Лучивянски Т. + 3 чел.
			Овсянников А.
Словения	Любляна	UL	Кабанов В.	Совместные работы
			Преловчек П. + 3 чел.
США	Ирвайн	UCI	Чернышев А.	Совместные работы
	Луисвилл	U of L	Хеннер В.К.	Обмен визитами
	Нью-Йорк	CUNY	Манассах Д.Т.	Обмен визитами
	Пасадена	Caltech	Райнс Э.М.	Совместные работы
	Рочестер	UR	Бигелоу Н.	Обмен визитами
	Таллахасси	FSU	Дзеро М.О.	Совместные работы
Тайвань	Тайбэй	IP AS	Чин-Кун Ху	Обмен визитами
Узбекистан	Ташкент	ФТИ НПО "Ф.-С." АН РУз	Абдуллаев Ф.Х. + 2 чел.	Обмен визитами
			Гулямов К.Г.
Украина	Киев	КНУ	Каденко И.Н.	Совместные работы
	Львов	ИФКС НАНУ	Стасюк И.В. + 3 чел.	Обмен визитами
Финляндия	Хельсинки	UH	Хонконен Ю. + 2 чел.	Совместные работы
Франция	Валансьен	UVHC	Гуревич Д.	Обмен визитами
	Марсель	CPT	Огиевецкий О.	Совместные работы
		UPC	Загребнов В.А.	Соглашение
			Хайн Р.
	Ницца	UN	Сорнетте Д.	Обмен визитами
	Париж	UPMC	Зинн-Жюстен П.	Обмен визитами
Чехия	Оломоуц	UP	Печусик И. + 1 чел.	Совместные работы
	Ржеж	NPI CAS	Дитрих Я.	Обмен визитами
			Экснер П.
Швейцария	Виллиген	PSI	Розенфельдер Р.	Обмен визитами
	Цюрих	ETH	Сорнетт Д.	Совместные работы
Эквадор	Кито	USFQ	Новиков А.Н.	Совместные работы
ЮАР	Претория	UNISA	Бота А.Е.	Совместные работы
Япония	Уцуномия	UU	Ирие А.	Совместные работы

▲