Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки



Скачать 93.67 Kb.
Дата22.12.2012
Размер93.67 Kb.
ТипДокументы
Теоретическая физика в ЛПИ-СПбГТУ за 80 лет.

Вклад в фундаментальные науки.

Становление преподавания физики в Политехническом институте связано с именем заведующего студентами, первого профессора физики В.В. Скобельцына. В первый состав преподавателей экспериментальной физики входили Ф.А. Миллер, А.И. Тудоровский, В.М. Филиппов, А.А. Шапошников, И.С. Щегляев.

Абрам Федорович Иоффе (1880-1960) принадлежит к тому (старшему) поколению советских физиков, которые к началу Великой Октябрьской Социалистической Революции уже получили достаточно широкую известность как в России, так и за ее пределами. Эту немногочисленную группу физиков --- А.Ф.Иоффе, П.П.Лазарева, Л.И.Мандельштама, Д.С.Рождественского и некоторых других --- смело можно отнести к числу основоположников советской физики. Со всеми ними связывается представление о соответствующей физической школе. Но самая многочисленная школа, несомненно, сложилась у А.Ф.Иоффе. По разнообразию проблем, которыми в 20-е --- 30-е годы занимались ее представители, по своей многочисленности, по полученным этой школой и ее главой результатам, как заметил ученик А.Ф.Иоффе академик Н.Н.Семенов, она является едва ли не самой крупной физической школой, сформировавшейся в XX веке.

Во многом эти успехи были предопределены личными качествами А.Ф.Иоффе --- его большим талантом физика-экспериментатора, его выдающимися организаторскими способностями, его способностью быстро и точно ориентироваться в сложных проблемах новой физики, рождавшейся в то время, его поразительным чутьем к новому, позволившем ему уже в 20-е годы понять значение ядерной физики, а в 30-е годы --- физики полупроводников и полимеров. Его выдающиеся личные качества привлекали к нему многочисленных учеников не только со всей нашей страны, но и из-за границы. Дар Учителя проявился в лекциях, которые он читал в ЛПИ, в семинарских занятиях, начиная со знаменитого научного семинара, организованного Абрамом Федоровичем в ЛПИ в 1916 году, и в выпуске целого ряда прекрасных учебников по общему курсу физики. Стоит напомнить, что со второй половины двадцатых годов до середины сороковых эти первые учебники, написанные отечественным ученым, были необычайно популярны. Большую роль в воспитании советской научно-технической интеллигенции сыграли также монографии Иоффе и его научно-популярные статьи.

Высочайшая ответственность Иоффе перед страной и обществом нашли свое воплощение при организации в Политехническом институте физико-механического факультета. В стране, в которой физика находилась в зачаточном состоянии, в которой было всего лишь несколько десятков активно работающих специалистов (преимущественно в Москве и Петрограде), нужны были кадры научных работников, способных решать социальные и технические задачи, поставленные правительством.
И вот в 1919 году профессор Политехнического института Абрам Федорович Иоффе энергично взялся за создание при Политехническом институте специального факультета – факультета нового типа. Поддержали эту инициативу профессора В.В. Скобельцын - создатель советской школы физики космических лучей, А.Н. Крылов, Ф.Ю. Левинсон-Лесинг и другие. К такой работе Иоффе привлек и ряд молодых людей: первым среди них был Петр Леонидович Капица (будущий лауреат Нобелевской премии по физике за 1978 год), который после окончания Кронштадского реального училища в 1912 году поступает на электромеханический факультет Петроградского политехнического института и заканчивает его в сентябре 1919 года по специальности инженера-электрика.

Факультет, созданный Иоффе и его единомышленниками, был факультетом нового типа, он готовил “физически мыслящих” инженеров-исследователей, людей, которые могли бы быстро разобраться в сущности новых, неожиданно возникающих перед ними проблем, а не просто хорошо бы знали всю теорию и практику тех или иных установившихся вопросов техники. Ключом к успеху работы факультета была тесная его связь с организованным почти одновременно Физико-техническим институтом. Часто уже студенты-второкурсники физмеха начинали работать в лабораториях ФТИ и проводили в его стенах все годы обучения, получая навыки самостоятельной работы, общаясь с “делающими” высокую науку своими старшими товарищами. И именно эти старшие товарищи-физтеховцы составляли основной костяк преподавательского состава факультета. Вся эта огромная работа, жизнедеятельность такого рода научно-учебного симбиоза направлялась и вдохновлялась А.Ф. Иоффе и его соратниками по ФТИ.

В книге М.С. Соминского “Абрам Федорович Иоффе” приведен неполный список довоенных выпускников ФМФ, получивших высшее научное звание – от профессоров до академиков Академии Наук СССР. Список насчитывает 101 фамилию, в их числе 30 членов союзной и республиканских академий: А.И. Алиханов, С.Н. Вернов, Г.А. Гринберг, Б.П. Константинов, А.И. Лурье, Г.Н. Флеров, Ю.Б. Харитон и др. Эти имена говорят сами за себя. Абрам Федорович Иоффе мог гордиться ими – и гордился ими!

Масштаб достижений школы физиков А.Ф.Иоффе и важность их работы для страны иллюстрирует такие яркие примеры. Трижды Герои Социалистического Труда академики А.П.Александров, Я.Б.Зельдович, И.В.Курчатов, Ю.Б.Харитон, А.Н.Щукин были в свое время сотрудниками Физико-технического института, а Александров, Курчатов и Харитон --- еще и преподавателями физико-механического факультета ЛПИ. Лауреаты Нобелевской премии Л.Д.Ландау, П..Л.Капица, Н.Н.Семенов также были сотрудниками ФТИ, а И.Е.Тамм в течение многих лет был консультантом этого института, тесно связанным с ним своими работами. Капица и Семенов были преподавателями физико-механического факультета.

Исходя из необходимости углубленного фундаментального образования как основы подготовки специалистов нового типа, основатель физико-механического факультета А.Ф.Иоффе и его единомышленники с самого начала ввели курс теоретической физики в учебный план нового факультета. Первыми преподавателями теоретической физики были известные профессора В.Р.Бурсиан, В.К.Фредерикс, А.А.Фридман, Ю.А.Крутков и молодые сотрудники Я.И.Френкель и П.И.Лукирский. Первым заведующим кафедрой стал В.Р.Бурсиан. Тогда же были написаны первые учебные пособия и выполнены первые научные исследования; наиболее яркими из них, не потерявшими актуальности по сей день, явились работы А.А.Фридмана 1922/23 г. по теории нестационарной Вселенной.

С середины 20-х годов роль лидера в теоретической физике и заведующего кафедрой переходит к Я.И.Френкелю (1894-1952, руководил кафедрой до своей кончины). Его полное научное наследие включает 251 статью и 41 книгу, в том числе переиздания. Он оставил яркий след во многих областях физики, а также их выходах в смежные науки - химию, биологию и геофизику, радиотехнику и материаловедение.

Я.И.Френкель - один из создателей современной атомной теории твердых тел. Многие понятия и целые разделы теории вошли в мировую науку благодаря его таланту и предвидению и имели для советской науки приоритетное значение. Это, прежде всего: квантовое объяснение "прозрачности" кристалла для электронных волн (до Блоха), правильное объяснение спиновой обменной природы ферромагнетизма (до Гейзенберга), объяснение природы сил связи в металлах, создание теории экситонов - элементарных возбуждений в кристаллах, объяснение природы дефектов кристаллической решетки и многое другое.

Экситон Френкеля - это первая квазичастица в физике твердого тела. Введение концепции квазичастиц определило основные направления физики твердого тела на много десятилетий вперед. Как прямое развитие этих работ следует рассматривать более поздние исследования по экситонам и поляронам Ванье, Мотта, Пекара, работы по элементарным возбуждениям в связи с проблемами сверхтекучести и сверхпроводимости, выполненные Л.Д.Ландау, Н.Н.Боголюбовым. В ЛПИ работы по теории твердых тел развивали впоследствии коллеги и ученики Френкеля - Л.Э.Гуревич (эффект увлечения), А.И.Ансельм (теория дипольных жидкостей, молекулярное рассеяние света, ориентационные волны в молекулярных кристаллах).

К числу фундаментальных, несомненно, следует отнести труды Я.И.Френкеля по квантовой механике, теории атомных ядер и элементарных частиц. Первостепенное значение для развития ядерной физики и атомной энергетики, для работ по советскому атомному проекту имели исследования Френкеля по статистической теории ядра. Он впервые ввел понятие о температуре ядра и о распаде компаунд-ядра как об аналоге испарения молекул из жидкой капли. Впоследствии, в 50-х и начале 60-х годов, работы по теории ядра и элементарных частиц развивали на кафедре ученики и коллеги Френкеля И.М.Шмушкевич, К.А.Тер-Мартиросян, А.З.Долгинов, Л.А.Слив.

Для Я.И.Френкеля было характерно единство научной и педагогической работы. За 20-30-е годы он создал первый в мире полный современный курс теоретической физики, куда вошли классическая механика (включая основы механики сплошных сред), электродинамика (два тома), волновая (квантовая) механика (два тома), статистическая физика. К этому же циклу относятся более специальные книги, написанные в стиле учебных монографий: "Кинетическая теория жидкостей" (Сталинская премия I степени за 1947 г.), "Введение в теорию металлов", "Принципы теории атомных ядер". Все они выдержали по нескольку изданий и были переведены на основные европейские языки. Благодаря активной творческой деятельности Я.И.Френкеля и его учеников кафедра теоретической физики ЛПИ в 30-40-е годы стала одним из мировых научно-методических центров развития теоретической физики.

После военных потерь и кончины Я.И.Френкеля (1952) кафедра оказалась в сложном положении: все занятия проводили совместители и сверхштатные преподаватели, в их числе А.И.Ансельм - заведующий кафедрой в 1952-56 гг., Л.Э.Гуревич, М.М.Бредов, И.М.Шмушкевич - заведующий кафедрой в 1957-68 гг., А.З.Долгинов, К.А.Тер-Мартиросян, Л.А.Слив, В.Н.Грибов, Г.В.Скорняков, В.Г.Горшков, А.Л.Эфрос, А.Н.Москалев, В.А.Рубан и др. Поэтому руководство кафедры и факультета стремилось пополнить штат постоянным составом. Для этой цели на кафедру регулярно распределялись лучшие выпускники физических специальностей. Первыми штатными преподавателями в 50-х годах стали Н.В.Душин (зав. кафедрой в 1968-76 гг.), В.В.Батыгин, И.Н.Топтыгин (зав. кафедрой в 1976-98 гг.).

В последующие десятилетия - в 50-е - 80-е годы - кафедра теоретической физики, как и ЛПИ в целом, успешно развивалась, наращивая свой научно-методический потенциал. За это время число физических факультетов пополнилось еще двумя - радиофизическим и физико-техническим. Кафедра активно участвовала в становлении этих факультетов и повышении их престижа, обеспечивая существенную часть фундаментальной подготовки выпускников.

Научные исследования в течение последних десятилетий проводились по разнообразным темам, которые можно сгруппировать вокруг нескольких магистральных направлений. Одно из них - теоретические проблемы плазменной астрофизики и физики плазмы. Это направление было стимулировано успехами космонавтики и революцией в астрономии - ее превращением из оптической во всеволновую. Основными участниками исследований были Л.Э.Гуревич, А.З.Долгинов, А.А.Румянцев, И.Н.Топтыгин, впоследствии к ним примкнули, А.М.Быков, Л.Г.Кочаров, К.Ю.Платонов и др. В работах этого цикла была построена кинетическая теория переноса и ускорения заряженных энергичных частиц в стохастических электромагнитных полях космических сред, исследована генерация космических лучей (частиц высоких и сверхвысоких энергий) одиночными ударными волнами и их случайными ансамблями. Впервые высказанная и разработанная Л.Э.Гуревичем и А.А.Румянцевым, идея ускорения космических частиц ударными фронтами оказалась настолько плодотворной, что вылилась отдельное направление исследований, проводимых на кафедре по сегодняшний день. В рамках неё исследованы закономерности генерации корпускулярного излучения при солнечных вспышках, изучена генерация электромагнитного излучения различных частот в космических объектах, предложена модель межзвездной турбулентности, основанная на множественной генерации ударных волн. К этой же тематике примыкают исследования лазерной плазмы и плазмы в стационарных установках для управляемого термоядерного синтеза, которые проводили Э.А.Чобан, С.С.Котельников, С.В.Божокин, продолжает проводить К.Ю.Платонов.

Теорию элементарных частиц на кафедре развивают Э.А.Чобан и А.Н.Иванов. Профессору Иванову А.Н. удалось объяснить распады векторных и псевдоскалярных мезонов и создать теорию этих распадов на основе киральной теории возмущений и эффективной теории тяжёлых кварков. Профессор Чобан Э.А. доказал, что на встречных электрон – позитронных пучках адроны рождаются столь же эффективно, что и лептоны, и объяснил возможность рождения димюонов одного знака в нейтринно-нуклонных соударениях. Проведен обширный цикл расчетов сечений реакций между легкими атомными ядрами, направленный на уточнение теоретической оценки потока солнечных нейтрино.

Исследования по квантовой электронике, квантовой оптике и спектроскопии, начатые в 60-х годах под руководством В.В.Батыгина, позволили разработать глубокую и последовательную теорию процессов в газовой ячейке и смежных явлений. Они были направлены на усовершенствование квантовых стандартов частоты. В этих работах участвовали Б.П.Берковский, С.Г.Пржибельский, А.А.Румянцев, И.Н.Топтыгин, Б.Г.Матисов, М.Б.Горный, Д.В.Куприянов, И.М.Соколов, Б.Д.Агапьев и др. В настоящее время в рамках этой научной области, возглавляемой заведующим кафедрой Б.Г.Матисовым, развивается несколько направлений. Одно из них - сверхглубокое лазерное охлаждение, позволяющее получить рекордно низкие температуры атомов (Б.Г.Матисов, И.Е.Мазец). Достижения в этой области позволяют провести исследования глубинных основ современной квантовой физики, например, бозе-эйнштейновского конденсата. Другое направление связано с изучением неклассических состояний света и процессов его взаимодействия с атомами при их взаимных столкновениях. Его активно разрабатывают Д.В.Куприянов, И.М.Соколов.

Твердотельное направление развивается на кафедре В.В. Румянцевым и его молодыми сотрудниками В.В.Дубовым и Е.В.Орленко. Этой группой получен целый ряд ярких результатов в области квантового транспорта и теории слабой локализации, которые публикуются в самых цитируемых зарубежных и отечественных изданиях. Теоретически предсказано существование явления новой слабой локализации, которое может быть использовано при изучении свойств новейшего феномена – бозе-конденсата - феномена, ставшего в 1995 торжеством физики и техники низких температур.

Ещё одним направлением исследований в физике конденсированных сред является теория неаддитивного обменного взаимодействия, которая охватывает широкий круг явлений от ферромагнитных свойств ВТСП-материалов и холодных атомных газов до кооперативных явлений в оптике (сверхизлучение) и суперобменных эффектов в конденсированной плазме. Это направление было заложено А.А.Румянцевым и успешно развивается его учениками.

Перечисленные и другие исследования выполняются в тесном контакте с научными учреждениями России и других стран. Ежегодно 5-6 сотрудников кафедры выезжает за рубеж на конференции и для совместной работы.

В эти же годы в институте был образован ряд научно-исследовательских групп, одна из которых - группа резонансной радиоспектроскопии под руководством В.Ф. Мастерова в1971 году начала исследования полупроводниковых соединений, сильно легированных магнитными примесями, совместно с лабораторией Д.Н. Наследова Физико-технического института.

Похожие:

Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки iconТеоретическая и математическая физика Направление подготовки 011200 – "Физика"
Методы теоретической и математической физики широко используются в исследованиях, выполняемых по приоритетным направлениям науки,...
Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки icon2. Объединение электромагнетизма и гравитации. Антигравитация. В. С. Леонов © направлена 25. 07. 2005 в журнал «Теоретическая и математическая физика»
«Теоретическая и математическая физика» на имя главного редактора академика ран а. А. Логунова
Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки iconРабочая программа по дисциплине Физика элементарных частиц для специальности 010400 «Физика специализации 010401 «Теоретическая физика»

Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки icon01. 04. 14 [Теплофизика и теоретическая теплотехника]
В основу настоящей программы положены следующие разделы физики: термодинамика и статистическая физика; теория неравновесных процессов;...
Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки icon01. 04. 14 «Теплофизика и теоретическая теплотехника» по физико-математическим наукам
В основу настоящей программы положены следующие разделы физики: термодинамика и статистическая физика; теория неравновесных процессов;...
Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки iconДисциплины «Физика конденсированного состояния, термодинамика, статистическая физика, физическая кинетика»
Ической механики и физической кинетики и формирование у студентов естественнонаучного мировоззрения и мышления. Курс призван продемонстрировать...
Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки icon03-4-1036-2001/2010 «Нейтронная ядерная физика фундаментальные и прикладные исследования»
Предложения в семилетний план развития оияи по теме 03-4-1036-2001/2010 «Нейтронная ядерная физика – фундаментальные и прикладные...
Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки iconПредварительный отчёт о работе то «Экспериментальная Физика» моу «оош п. Непряхин» рук. Лыков А. Н физика —
Физика — это наука о природе в самом общем смысле (часть природоведения). Она изучает материю (вещество и поля) и наиболее простые...
Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки iconРабочая программа учебной дисциплины «Топология. Многообразия. Графы»
Данный курс является частью профессиональной подготовки специалистов на специальности 010400 – Физика, специализирующихся по специализации...
Теоретическая физика в лпи-спбгту за 80 лет. Вклад в фундаментальные науки iconПрограмма элективного курса «Физика и спорт»
Физика – одна из самых древних наук о природе, дающая как фундаментальные знания о существовании и развитии материального мира, так...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org