В четверг, 12 апреля 2012 г. в 15:00

в конференц-зале института Физических Проблем им. П.Л. Капицы РАН
(адрес ул. Косыгина, д.2, 2й этаж главного здания, см http://itp.ac.ru/ru/seminars/kapitza-institute/contacts)
состоится заседание ОБЪЕДИНЁННОГО МОЛОДЁЖНОГО СЕМИНАРА ПО ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКЕ. 

Планируется заслушать следующие ДОКЛАДЫ (40 мин. каждый):

1) Антон Щепетильников (докладчик, студент МФТИ, 6й курс, ИФТТ РАН)

"Исследования анизотропии g-фактора электронов в GaAs/AlGaAs гетероструктурах посредством методики ЭПР" по работам Yu. A. Nefyodov, A. V. Shchepetilnikov, I. V. Kukushkin, W. Dietsche, S. Schmult, "g-factor anisotropy in a GaAs/AlxGa1-xAs quantum well probed by electron spin resonance", Phys. Rev. B83, 041307(R) (2011); "Electron g-factor anisotropy in GaAs/Al_1−xGa_xAs quantum wells of different symmetry", Phys. Rev. B84, 233302 (2011).

   

Аннотация: 

Изучению спин-зависимых явлений в двумерных полупроводниковых системах посвящено множество работ. Повышенный интерес к данной тематике, связан прежде всего, с открывающейся перспективой разработки новых приборов, использующих манипуляцию спинами электронов и атомов. Электрон может находиться в двух спиновых состояниях, а это значит, что они самой природой предназначены для кодирования битов информации. Управление спиновыми состояниями электронов в перспективе позволит создавать сверхмалые логические элементы и массивы памяти с огромным быстродействием, малым энергопотреблением и большой информационной ёмкостью. Энергия спинового расщепления электрона в магнитном поле обычно описывается тензором g-фактора. В объёмном арсениде галлия g-фактор является скаляром. В двумерной системе симметрия понижена, что приводит к отличию компонент g-фактора параллельных и перпендикулярных плоскости двумерных электронов. Дальнейшее понижение симметрии в случае ассиметрично допированных квантовых ям приводит к различию компонент тензора g-фактора в плоскости двумерной системы. В данном докладе будет продемонстрировано, что транспортная методика детектирования электронного парамагнитного резонанса является мощным и точным инструментом для исследований g-фактора. С помощью этой методики исследована анизотропия g-фактора электронов в GaAs/AlGaAs гетероструктурах. Для квантовых ям шириной 20нм и 25нм с электронной плотностью n~4*10¹¹ см^-2 получены значения всех трёх диагональных компонент тензора g-фактора; показано, что главными осями тензора являются кристаллографические направления [001],[110],[1-10]; оценены значения линейных по магнитному полю поправок к тензору g-фактора.

2) Александр Измайлов (докладчик, м.н.с. ИЯИ РАН) 

"Исследование нейтринных осцилляций в ускорительных экспериментах. Последние результаты эксперимента Т2К (Tokai-to-Kamioka)"                               

по работам 

K.Abe, ..., A.Izmaylov et al., "Indication of Electron Neutrino Appearance from an Accelerator-produced Off-axis Muon Neutrino Beam", Phys.Rev.Lett. 107, 041801 (2011); K.Abe, ..., A.Izmaylov et al., "First Muon-Neutrino Disappearance Study with an Off-Axis Beam", Phys.Rev.D 85, 031103  (2012). 

Аннотация: 

К началу 1970-х годов в результате интенсивных исследований сложилась стройная система описания элементарных частиц и соответствующих экспериментальных данных, получившая название Cтандартная модель. Несмотря на то, что предсказания Стандартной модели во многих случаях подтверждаются экспериментально с высокой точностью, эта модель не является «окончательным словом» в физике элементарных частиц (наличие внешних параметров, в модель не включена гравитация и т.д.) , и поиск отклонений от Стандартной модели («новой физики») является активно развивающимся направлением физических исследований последнего времени. Открытие явления нейтринных осцилляций, переходов между нейтринными ароматами, в экспериментах с солнечными, атмосферными, реакторными нейтрино, а также в ускорительных экспериментах привело к принципиальному изменению нашего понимания физики нейтрино, так как существование этого явления требует наличия у нейтрино ненулевой массы (в Стандартной модели эти частицы безмассовые). Как следует из осцилляций, нейтрино имеют малую, но ненулевую массу, смешиваются, что приводит к несохранению индивидуальных лептонных чисел. Указанный результат явился прямым экспериментальным доказательством существования физики вне рамок Стандартной модели и положил начало изучению этой физики. Целью ведущихся в настоящее время и планируемых в ближайшем будущем экспериментов является дальнейшее определение и уточнение значений параметров осцилляций, решение вопроса об иерархии масс нейтрино, исследование возможности существования стерильных нейтрино и исследование ряда других проблем. Важную роль в решении этих задачах играют ускорительные эксперименты, одним из которых является эксперимент Т2К (Tokai-to-Kamioka), в настоящее время проводящийся в Японии. Эксперимент набирает статистику с января 2010 года. Важным результатом, который уже удалось получить, является обнаружение переходов мюонных нейтрино в электронные при энергии и длине базы эксперимента, соответствующих параметрам смешивания атмосферных нейтрино. В эксперименте впервые получено указание на наличие ненулевого угла смешивания нейтрино θ13. Этот результат имеет важное значение как для физики нейтрино, так и для дальнейшего развития экспериментальных исследований осцилляций, поскольку открывается  возможность поиска CP-нарушения в лептонном секторе в ускорительных экспериментах на существующих в настоящее время уcкорителях.

В докладе будет кратко представлен обзор данных по физике осцилляций нейтрино, а также представлены последние результаты эксперимента Т2К по изучению νμ→νе  и  νμ→νμ (эксперимент «на исчезновение») переходов.

Станислав Страупе: Бифотоны в задачах квантовой информации

В первой части доклада Станислав сделал краткий обзор основных сведений из области квантовой информации и криптографии. Он рассказал об энтропии Шеннона, энтропии фон Неймана, теореме кодирования Шумахера, границе Холево, о теореме про запрет клонирования, квантовом распределении ключа по протоколу ВВ84, и об оценке на скорость генерации секретного ключа. Во-второй части доклада Станислав объяснил почему кудит лучше, чем кубит, и как их экспериментально получить с помощью спонтанного параметрического рассеяния света. В хаврешении доклада Станислава представил экспериментальные результаты о корреляции в бифотонном поле и проверке выполнения разложения Шмидта.

Филипп Бурда: Инфракрасные расходимости в пространстве де Ситтера

Свой доклад Филипп начал с рассказа о квантовании свободного бозонного поля в плоском пространстве Минковского и в пространстве де Ситтера. Из-за наличия явной зависимости метрики в пространстве де Ситтера от времени вопрос о выборе правильного вакуума не тривиален: квазичастицы в бесконечном прошлом перестают быть правильными квазичастицами на конечных временах. Филипп объяснил, что из-за временной зависимости метрики, происходит рождение частиц. В конце доклада Филипп сформулировал основной результат работы. Оказывается, что если рассмотреть взаимодействие бозонного поля с самим собой, то для пространства де Ситтера в бесконечном будущем, независимо от начального состояния, взаимодействия приводит теорию к состоянию с конечной плотностью частиц, определенных относительно одного конкретного вакуумного состояния (т.н. аут-Йостовского вакуума), и нулевым значениям аномальных средних. 

Третье заседание

В четверг 1 марта 2012 года состоялось третье заседание семинара. pdf-файлы презентаций докладов можно на найти на сайте семинаре http://sites.google.com/site/youngresearchersseminar или по прямым ссылкам

2012_03_01_Stanislav_Straupe

2012_03_01_Philipp_Burda

В Четверг, 1 марта 2012 г. в 15:00

в конференц-зале института Физических Проблем им. П.Л. Капицы РАН
(адрес ул. Косыгина, д.2, 2й этаж главного здания, см http://itp.ac.ru/ru/seminars/kapitza-institute/contacts)
состоится заседание ОБЪЕДИНЁННОГО МОЛОДЁЖНОГО СЕМИНАРА ПО ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКЕ. 

Планируется заслушать следующие ДОКЛАДЫ (40 мин. каждый):

1) Страупе Станислав (к.ф.-м.н., Физфак, МГУ) 

"Бифотоны в задачах квантовой информации"

по работе S.S. Straupe, D.P. Ivanov, A.A. Kalinkin, I.B. Bobrov, S.P. Kulik, «Angular Schmidt modes in spontaneous parametric down-conversion», Phys. Rev. A 83, 060302(R) (2011)

Аннотация: 

В классической теории кодирования размерность используемого алфавита не имеет принципиального значения, поэтому в подавляющем большинстве случаев пользуются обычным двоичным кодом. Оказывается, что в квантовой теории информации ситуация совершенно иная, и кодирование с помощью многоуровневых квантовых систем – так называемых «кудитов», имеет ряд преимуществ по сравнению с кодированием с помощью двухуровневых систем (кубитов). Для практической реализации кудитов естественным выбором является использование различных степеней свободы фотонов. Наши работы посвящены разработке экспериментальных методов приготовления и измерения состояний многоуровневых оптических систем на основе поляризационных и пространственных состояний бифотонных полей, рождающихся в процессе спонтанного параметрического рассеяния света. Для поляризационных степеней свободы экспериментально продемонстрирована возможность приготовления и томографии произвольных состояний размерности четыре. Для пространственных степеней свободы эффективная размерность пространства состояний оказывается связанной со степенью перепутанности системы, определяемой так называемым числом Шмидта. Нами предложены методы экспериментальной оценки этой величины, а также разработаны и экспериментально реализованы методы проекционных измерений и томографии в базисе мод Шмидта – естественном базисе для изучения перепутывания в системах с бесконечномерным пространством состояний.

2) Бурда Филипп (аспирант 1-ого года, ИТЭФ) 

"Инфракрасные расходимости в пространстве де Ситтера"                               

по работе E.T. Akhmedov, Ph. Burda, «Solution of the Dyson--Schwinger equation on de Sitter background in IR limit», arxiv:1202.1202

Аннотация: 

В докладе будет рассказано о квантовой теории поля на фоне пространства де Ситтера. При этом будет введено само определение пространства де Ситтера, описаны его геометрические свойства и их физические следствия. Так же будет подробно рассказано о квантовании полей в искривленных пространствах, новых эффектах и вопросах, которые возникают при этом. В частности, о нетривиальном инфракрасном поведении действительного скалярного поля с самодействием в пространстве де Ситтера, о связи данной задачи с проблемой космологической постоянной и возможных путях ее разрешения.

Кирилл Поваров: Магнитный резонанс в квантовом фрустрированном антиферромагнетике на треугольной решетке

Свой доклад Кирилл начал с обсуждения фазовой диаграммы (в координатах температура и магнитное поле) изучаемого вещества Cs_2CuCl_4. Он рассказал, что в нулевом магнитном поле между антиферромагнитным состоянием, реализующимся при низких температурах (температура перехода 0.62 К), и парамагнитным состоянием при высоких температурах существует область температур (ниже 4 К), в которой спины ионов Cu^{2+} находятся в неупорядоченном состоянии с корреляциями, соответствующими спиновой жидкости. Далее Кирилл объяснил, что ионы Cu^{2+} находятся на параллельных плоскостях в узлах двумерной  треугольной решетки. Обменное взаимодействие спинов вдоль двух из трех ребер треугольника одинаковое и в три раза меньше, чем вдоль третьего ребра, а обменное взаимодействие между спинами в соседних плоскостях на порядок меньше. Особенностью вещества  Cs_2CuCl_4 является наличие взаимодействия Дзялошинского-Мория, которое разрешено соображениями симметрии.
Далее Кирилл рассказал, что для объяснения результатов измерения спинового магнитного резонанса была использована модель одномерной цепочки спинов 1/2 с обменным изотропным взаимодействием в магнитном поле (модель Гейзенберга). Несмотря, на сильную упрощенность модели, предсказания такой упрощенной одномерной модели для спектра возбуждений находятся в согласии с предыдущими экспериментами. Как объяснил Кирилл, для объяснения результатов измерения спинового магнитного резонанса необходиомо учесть взаимодействие Дзялошинского-Мория, приводящее к расщеплению линии резонанса.
Получающиеся при сравнении с экспериментом параметры взаимодействия  Дзялошинского-Мория оказываются того же порядка, что и обменное взаимодействие между спинами в соседних плоскостях. Это вызвало вопрос об оправданности применения одномерной модели.

Более детально с работой можно ознакомиться на http://arxiv.org/abs/1101.5275 и http://arxiv.org/abs/1202.0783 

Илья Комаров: Поиск редкого полулептонного распада Bs->PhiMuMu на установке LHCb

В своём докладе Илья начал с объяснения работы установки регистрации разлетающихся частиц при столкновении встречных протонов с суммарной энергией около 7ГэВ на коллайдере LHC. Как оказалось, удается зарегистрировать всю траекторию (восстанавливаются координаты и импульс частицы) движения вылетающих частиц, начиная с точки, в которой произошло столкновение двух протонов. При поиске событий, отвечающих конкретному распаду, используется система триггеров, которая путем проверки соответствия характеристик события желаемым условиям, позволяет отбросить события заведомо не соответствующие искомому распаду.      

Дальше Илья объяснил почему интересен полулептонный распад Bs->PhiMuMu. Это связано с его редкостью, так как вычисления на основе стандартной модели дают оценку, что распад происходит в одном событии из миллиона. Поэтому он является хорошим объектом для проверки предсказаний стандартной модели.

Оживленную дискуссию вызвало упоминание Ильей вильсоновских коэффициентов, так как он не смог доступно объяснить что же это за объекты. Игорь Полюбин и Дима Левков объяснили, что коэффициенты Вильсона описывают перенормированные вершины взаимодействия в эффективном лагранжиане.  

В конце доклада Илья достаточно подробно рассказал, как проводится  компьютерный анализ данных по событиям, удовлетворяющим нужным характеристикам, с целью извлечения максимальной информации именно о нужном событии (распаде Bs->PhiMuMu).