Какими исследованиями занимаются в магистратуре по физике

© Высшая школа экономики

Студенты магистерской программы «Физика» сразу приступают к исследованиям в ведущих академических институтах, участвуют в проводимых в лабораториях этих институтов экспериментах и готовят научные публикации по результатам своих работ. Рассказываем о трех исследованиях выпускников 2019 года, которые получили высокие оценки экспертов, а сами выпускники — рекомендации в аспирантуру.

Магистерская программа «Физика» в ВШЭ разработана при участии сотрудников   ведущих институтов Отделения физических наук РАН. С первого семестра студенты ведут научную работу и изучают специальные дисциплины на базе одного из институтов РАН по своему выбору:

— Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау;

— Институт физики твердого тела;

— Институт физических проблем им. П.Л. Капицы;

— Институт космических исследований;

— Институт общей физики им. А.М. Прохорова;

— Институт спектроскопии.

Спинтроника: новое слово в электронике

Работа Полины Пенкиной состояла в исследовании магнитооптических и электрофизических свойств магнитных наноструктур, содержащих гетеропереходы типа магнитомягкий ферромагнетик/материал с сильным спин-орбитальным взаимодействием. Работа выполнялась в Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН, а эксперименты проводились в Российском квантовом центре.

Полина Пенкина

Наноструктуры именно такого типа являются перспективными для создания спинтронных устройств. Спиновая электроника (спинтроника) сейчас активно развивается, поскольку позволяет значительно повысить энергоэффективность различных устройств и уменьшить их размеры. Одним из способов управления спинтронными устройствами является оптический контроль, но для его использования нужно знать, какими магнитооптическими свойствами обладает материал, из которого изготовлено данное устройство.

Полина изучала ферромагнитные наноструктуры, нанесенные поверх материалов с большим спин-орбитальным взаимодействием. Ее исследование показало, что от выбора материала, на который наносится слой ферромагнетика, зависят магнитные свойства наноструктур.

Раскрывая тайны звезд

Александр Мелихов в своей работе показал, как использовать данные орбитальных обсерваторий для исследования нейтронных звезд. Он изучил спектрально-временные свойства пульсара 2S 1845-024 на основе данных, полученных в апреле 2017 года с борта астрофизической обсерватории NuSTAR, запущенной NASA. Работа выполнялась в Институте космических исследований.

Александр Мелихов

Впервые пульсации из этого региона были зафиксированы еще в конце 1980-х годов. Было сделано предположение, что источником является двойная система из нейтронной звезды и Ве-звезды — быстровращающейся звезды, с фотосферы которой происходит выброс материи с такой энергией и угловым моментом, что выброшенное вещество начинает вращаться в кеплеровском диске и из него «перетекает» на нейтронную звезду.

Александр обработал данные обсерватории NuSTAR и других телескопов и провел ряд сложных расчетов с использованием различных моделей. В частности, он впервые для данного пульсара произвел фазированную спектроскопию с высоким временным и спектральным разрешением в широком диапазоне энергий. В итоге он пришел к выводу, что аккреция вещества происходит не из диска Ве-звезды.

Расчеты показали, что в спектре мощности отсутствует излом на частоте вращения рентгеновского пульсара, соответствующий кеплеровской частоте вращения на внутреннем крае аккреционного диска. Результаты работы Александра показали, что двойная звезда 2S 1845-024 системой с супергигантом, а аккреция вещества в ней происходит из ветра.

Заглянуть внутрь вещества

В 1940-х годах советскими физиками был открыт электронный парамагнитный резонанс. Это явление заключается в резонансном поглощении энергии электромагнитного поля образцом, содержащим магнитные ионы. Характер такого поглощения зависит от многих внешних условий, меняя которые, можно получить информацию о физических свойствах образца. Ирина Родыгина применила метод магнитного резонанса для исследования квазидвумерных антиферромагнетиков — мультиферроика Ba₂MnGe₂O₇ и упорядочивающегося при температуре ниже 1 К антиферромагнетика Cu(en)(H₂O)₂SO₄.

Ирина Родыгина

Эксперименты выполнялись в Институте физических проблем им. П.Л. Капицы РАН с использованием уникального спектроскопического оборудования, позволяющего проводить исследования при температурах до 0.45 К, в магнитных полях до 12 Тл и на частотах переменного поля от 4 до 120 ГГц.

Опыты подтвердили формирование коллинеарного магнитного порядка в этих антиферромагнетиках. В антиферромагнетике Ba₂MnGe₂O₇ была идентифицирована анизотропия типа «легкая плоскость» и определены параметры сверхтонкого взаимодействия. В антиферромагнетике Cu(en)(H₂O)₂SO₄ идентифицирована анизотропия типа «легкая ось», а также обнаружено существование неэквивалентных магнитных подсистем.

Прием документов на магистерскую программу «Физика» продолжается по 31 июля. На программе предусмотрено 30 бюджетных и 5 платных мест. Прием идет по результатам двух вступительных испытаний — по физике и портфолио (подробности — здесь).

Узнать больше о программе можно на вебинаре, который состоится 24 июля в 18.00.

Консультации для поступающих в магистратуру запланированы на 25 и 29 июля.