Перейти к основному содержанию

Теоретическая физика

Направление: физика


Руководитель программы

Рубаков Валерий Анатольевич

академик РАН, д.ф.-м.н., профессор

Боос Эдуард Эрнстович

чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н., профессор

Борисов Анатолий Викторович

профессор, д.ф.-м.н.

Описание программы

Основной задачей магистерской программы «Теоретическая физика» является фундаментальное высшее образование и профессиональная подготовка специалистов в области современной теоретической физики. Программа предполагает исчерпывающее изучение физики фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, астрофизики и космологии, теоретической ядерной физики, физической кинетики. Часть курсов посвящена экстремальным процессам: предусмотрено изучение гидродинамики с ударными и детонационными волнами, уравнений состояния вещества при высоких плотностях и температурах.

Магистерская программа по теоретической физике реализуется на базе филиала МГУ имени М. В. Ломоносова в г. Сарове при активном участии ведущих специалистов физического факультета МГУ, Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ, Института ядерных исследований РАН и Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики.

Научная работа студентов филиала будет связана с развитием моделей эволюции Вселенной и построением общей теории фундаментальных взаимодействий, исследованием квантовых процессов в искривленном пространстве-времени, расширением представлений о «темной материи» и «темной энергии». Знания в области теоретической ядерной физики позволят студентам принять участие как в исследованиях в области ядерной астрофизики, так и в разработках современных ядерных технологий для энергетики, медицины и других практических областей.

Глубокие знания теоретической физики и способность применять их для описания реальных физических эффектов имеют решающее значение для правильной интерпретации новых экспериментальных результатов, а также для разработки успешных идей для будущих технологических приложений. Выпускники программы будут обладать навыками современного исследователя в области теоретической физики и соответствовать самым высоким профессиональным требованиям ведущих российских и международных исследовательских и образовательных центров. Полученное ими широкое профессиональное видение, знание методологических подходов и опыт участия в решении практических задач позволят им продолжить научное развитие в исследовательских проектах самого высокого уровня.

Основные курсы

  • Квантовая теория поля
  • Теория фундаментальных взаимодействий
  • Квантовая хромодинамика
  • Моделирование процессов в физике элементарных частиц на коллайдерах
  • Теоретическая ядерная физика
  • Ядерная астрофизика
  • Общая теория относительности
  • Теоретическая космология
  • Физическая кинетика
  • Гидродинамика, ударные и детонационные волны

Ключевые особенности программы «Теоретическая физика»

  • Базируется на изучении фундаментальных концепций современной теоретической физики.
  • Уникальное междисциплинарные исследования на стыке наук, особое внимание уделено отражению свойств микромира на макроскопических и космологических масштабах.
  • Формирование уникальной научно-образовательной среды в области теоретической физики.
  • Особый акцент сделан на исследовательскую работу самих студентов.
  • Участие в международных научных коллаборациях и публикации в ведущих научных журналах.
  • Возможность защиты магистерской диссертации под руководством выдающихся ученых с мировыми именами.
  • Диплом ведущего университета страны, одного из лидеров мирового образования в области физики.

Примерные темы и направления научной работы студентов Филиала МГУ в городе Сарове по этой программе (направление теоретическая физика)

МП Теоретическая физика (ВНИИЭФ, МГУ, ИЯИ)
  • Рождение гравитационных волн на стадии первичного разогрева Вселенной после инфляции
  • Рождение частиц тёмной материи распадающимися доменными стенками в ранней Вселенной
  • Сверхтяжёлая тёмная материя в моделях с модифицированной гравитацией
  • Джинсовская неустойчивость в классической теории поля
  • Радиационные поправки в квантовой электродинамике с нарушенной Лоренц-инвариантностью
  • Эффекты нелинейной электродинамики в сверхпроводящих радиочастотных резонаторах
  • Устойчивые модели с космологическим «отскоком» в скалярно-тензорных теориях гравитации DHOST
  • Проявления различных моделей темной материи в данных нейтринных телескопов
  • Процессы с нарушением аромата кварков и лептонов в моделях новой физики
  • Наблюдаемые следствия нестандартных моделей ранней Вселенной («отскок», «генезис»)
  • Феноменологические основы и методы оптимизации наблюдения одиночного топ-кварка в эксперименте CMS коллайдера LHC;
  • Статистический анализ одиночного рождения топ-кварка на детекторе Компактный мюонный соленоид Большого адронного коллайдера и поиск аномальных связей в вершине взаимодействия топ-кварка, б-кварка и W-бозона;
  • Разработка методов применения нейронных сетей глубокого обучения для исследования топ-кварка на современных и будущих коллайдерах;
  • Ограничения на эффективные операторы, связанные с нейтральными токами, меняющими аромат кварков;
  • Многопартонные взаимодействия в КХД;
  • Двойное партонное рассеяние на БАК;
  • Функции Грина многокварковых токов и экзотические многокварковые адроны;
  • Непертурбативные КХД эффекты в слабые распадах тяжёлых адронов;
  • Исследование завихренности (vorticity), ее возникновение в системе сталкивающихся ядер и эволюция до стадии термического вымораживания (freeze-out) частиц;
  • Изучение влияния завихренности на поляризацию барионов, в частности, Lambda;
  • Возникновение и развитие направленного, эллиптического и триангулярного потоков в столкновениях тяжелых ионов;
  • Изучение влияния завихренности на формирование и развитие направленного потока адронов;
  • Исследование и сравнение пространственно-временной картины химического и термического фризаутов адронов в микро- и макроскопических моделях;
  • Корреляции и флуктуации барионного заряда и странности в столкновениях тяжелых ионов;
  • Оценка проявлений эффектов новой физики в дифференциальных распределениях редких многолептонных распадов В-мезонов;
  • Вычисление парциальных ширин распадов нейтральных В-мезонов на два заряженных лептона и два нейтрино в рамках Стандартной модели;
  • Оценка возможности поиска нарушений неравенств Вигнера и Леггета-Гарга в системах тяжелых кварков на Большом адронном коллайдере;
  • Влияние нейтронного избытка на структуру атомных ядер и гиперядер;
  • Синтез сверхтяжелых атомных ядер в природе и в лаборатории;
  • Развитие динамического подхода к описанию реакции полного слияния – деления при столкновениях тяжелых ионов;
  • Развитие аb initio подходов к описанию структуры легких ядер;
  • Изоспиновые эффекты в формировании и распаде гигантского дипольного резонанса атомных ядер;
  • Формирование гигантских резонансов в легких ядрах;
  • Теоретические расчеты распространенности обойденных ядер в p-процессе;
  • Моделирование процессов рождения бозонов Хиггса на БАК;
  • Бозоны Хиггса в расширениях стандартной модели;
  • Осцилляции нейтрино в расширениях стандартной модели;
  • Бозоны Хиггса и механизмы генерации барионной асимметрии Вселенной;
  • Бозоны Хиггса и фазовые переходы в ранней Вселенной;
  • SU(5) модель Великого объединения в методе размерной редукции;
  • Однопетлевые поправки в распадах бозона Хиггса на пару кваркониев;
  • Рождение дважды тяжёлых барионов на e-e+ коллайдерах будущего;
  • Рождение возбуждённых состояний Bc мезона на e-e+ коллайдерах будущего;
  • Однопетлевые поправки в парное рождение ботоммониев в e-e+ аннигиляции.

Примерные темы и направления научной работы студентов Филиала МГУ в городе Сарове по этой программе (направление физика)

МП Теоретическая физика (ВНИИЭФ, МГУ, ИЯИ)
  • Рождение гравитационных волн на стадии первичного разогрева Вселенной после инфляции
  • Рождение частиц тёмной материи распадающимися доменными стенками в ранней Вселенной
  • Сверхтяжёлая тёмная материя в моделях с модифицированной гравитацией
  • Джинсовская неустойчивость в классической теории поля
  • Радиационные поправки в квантовой электродинамике с нарушенной Лоренц-инвариантностью
  • Эффекты нелинейной электродинамики в сверхпроводящих радиочастотных резонаторах
  • Устойчивые модели с космологическим «отскоком» в скалярно-тензорных теориях гравитации DHOST
  • Проявления различных моделей темной материи в данных нейтринных телескопов
  • Процессы с нарушением аромата кварков и лептонов в моделях новой физики
  • Наблюдаемые следствия нестандартных моделей ранней Вселенной («отскок», «генезис»)
  • Феноменологические основы и методы оптимизации наблюдения одиночного топ-кварка в эксперименте CMS коллайдера LHC;
  • Статистический анализ одиночного рождения топ-кварка на детекторе Компактный мюонный соленоид Большого адронного коллайдера и поиск аномальных связей в вершине взаимодействия топ-кварка, б-кварка и W-бозона;
  • Разработка методов применения нейронных сетей глубокого обучения для исследования топ-кварка на современных и будущих коллайдерах;
  • Ограничения на эффективные операторы, связанные с нейтральными токами, меняющими аромат кварков;
  • Многопартонные взаимодействия в КХД;
  • Двойное партонное рассеяние на БАК;
  • Функции Грина многокварковых токов и экзотические многокварковые адроны;
  • Непертурбативные КХД эффекты в слабые распадах тяжёлых адронов;
  • Исследование завихренности (vorticity), ее возникновение в системе сталкивающихся ядер и эволюция до стадии термического вымораживания (freeze-out) частиц;
  • Изучение влияния завихренности на поляризацию барионов, в частности, Lambda;
  • Возникновение и развитие направленного, эллиптического и триангулярного потоков в столкновениях тяжелых ионов;
  • Изучение влияния завихренности на формирование и развитие направленного потока адронов;
  • Исследование и сравнение пространственно-временной картины химического и термического фризаутов адронов в микро- и макроскопических моделях;
  • Корреляции и флуктуации барионного заряда и странности в столкновениях тяжелых ионов;
  • Оценка проявлений эффектов новой физики в дифференциальных распределениях редких многолептонных распадов В-мезонов;
  • Вычисление парциальных ширин распадов нейтральных В-мезонов на два заряженных лептона и два нейтрино в рамках Стандартной модели;
  • Оценка возможности поиска нарушений неравенств Вигнера и Леггета-Гарга в системах тяжелых кварков на Большом адронном коллайдере;
  • Влияние нейтронного избытка на структуру атомных ядер и гиперядер;
  • Синтез сверхтяжелых атомных ядер в природе и в лаборатории;
  • Развитие динамического подхода к описанию реакции полного слияния – деления при столкновениях тяжелых ионов;
  • Развитие аb initio подходов к описанию структуры легких ядер;
  • Изоспиновые эффекты в формировании и распаде гигантского дипольного резонанса атомных ядер;
  • Формирование гигантских резонансов в легких ядрах;
  • Теоретические расчеты распространенности обойденных ядер в p-процессе;
  • Моделирование процессов рождения бозонов Хиггса на БАК;
  • Бозоны Хиггса в расширениях стандартной модели;
  • Осцилляции нейтрино в расширениях стандартной модели;
  • Бозоны Хиггса и механизмы генерации барионной асимметрии Вселенной;
  • Бозоны Хиггса и фазовые переходы в ранней Вселенной;
  • SU(5) модель Великого объединения в методе размерной редукции;
  • Однопетлевые поправки в распадах бозона Хиггса на пару кваркониев;
  • Рождение дважды тяжёлых барионов на e-e+ коллайдерах будущего;
  • Рождение возбуждённых состояний Bc мезона на e-e+ коллайдерах будущего;
  • Однопетлевые поправки в парное рождение ботоммониев в e-e+ аннигиляции.
МП ЛНОиФ (ВНИИЭФ)
  • Диагностика динамики развития плазменных образований
  • Разработка оптической схемы диагностики параметров импульса лазерного излучения
  • Исследование параметров фотохронографических регистраторов
  • Экспериментальные исследования ВРМБ излучения в пересекающихся лазерных пучках
  • Компенсация тепловых аберраций дискового усилителя при работе на частоте 10 Гц
  • Высокоточная диагностика временных процессов при распространении ударных волн в материалах с плотностью порядка критической
  • Исследование возможностей повышения порога возбуждения ВРМБ в оптоволоконном канале системы когерентного сложения излучения
  • Численное моделирование процессов паразитной генерации в дисковых усилителях с высокой запасенной энергией
  • Исследование методов измерения оптической длины волоконных каналов в системах когерентного сложения излучения
  • Константы уширения атомов Ar и Kr в среде лазера с диодной накачкой на инертных газах
  • Исследование импульсно-периодического режима работы лазера с диодной накачкой на инертных газах
  • Моделирование теплового разрушения оптических элементов мощным лазерным пучком из-за наличия частиц пыли
  • Расчетное моделирование распространения лазерного излучения в турбулентной атмосфере в режиме неполного фазового сопряжения
  • Управление многоканальным лазерным излучением в турбулентной атмосфере с помощью методов искусственного интеллекта
МП ЭЭП (ВНИИЭФ, МГУ, ИПФ РАН, ФИАН, ОИВТ РАН, НИЯУ МИФИ, Сколтех)
  • Лазерное ускорение частиц для медицинских приложений
  • Лазерно-инициированные ядерные реакции в кластерной плазме
  • Источники электромагнитного излучения нетрадиционных диапазонов при лазерно-плазменном взаимодействии
  • Генерация электромагнитных полей при скользящем взаимодействии интенсивного лазерного импульса с поверхностью
  • Многостадийное лазерно-плазменное ускорение электронов и позитронов
  • Лазерное ускорение электронов при взаимодействии со структурированными мишенями
  • Глубокое обучение для решения задач физики релятивистской плазмы.
  • Суперкомпьютерное моделирование генерации аттосекундных импульсов с заданной поляризацией при взаимодействии лазерного импульса с плазмой.
  • Нелинейное рассеяние Томсона при взаимодействии Лагерр-Гауссовых лазерных мод с быстрыми электронами.
  • Байесовская оптимизация плазменно-кильватерных ускорителей.
  • Эмиссионные свойства фемтосекундной лазерной плазмы возобновляемых мишеней.
  • Разработка рентгеноспектральных методов диагностики временного профиля мощных лазерных импульсов
  • Прецизионные измерения потенциалов ионизации и атомной структуры многозарядных ионов
  • Численные расчеты атомной кинетики и излучательных спектров многозарядных ионов с заполненной внешней оболочкой.
  • Экспериментальное исследование вещества в области сверхвысоких давлений при ударно-волновом нагружении лазерным излучением
  • Развитие методов рентгеновской абсорбционной и фазово-контрастной радиографии лазерной плазмы.
  • Численное моделирование ударно-волновых процессов в веществе при импульсном лазерном воздействии
  • Термодинамические свойства материалов под действием ультракоротких лазерных импульсов
  • Распространение сверхмощных коротких фокусированных лазерных импульсов с учетом эффектов поляризации вакуума
  • Непертурбативное описание рождения пар внешним полем в усеченном фоковском пространстве
  • Моделирование коллективного туннельного эффекта в атомах и молекулах в интенсивном лазерном поле
  • Квантовая вязкость бесстолкновительной плазмы в лазерном поле экстремальной интенсивности
  • Моделирование динамических безызлучательных состояний микроплазмы, создаваемых фемтосекундными лазерными импульсами

Задания вступительных испытаний