Ми у соціальних мережах

Згідно з договорами про співпрацю Center of Advanced Material Processing ( CAMP- Clarkson University , NY , USA) - KPI і Los Alamos National Laboratory ( LANL ) , NM , USA - KPI студенти фізмату мають можливість продовжувати освіту і проходити стажування в цих наукових центрах.

На знімку - « фотосесія » випускників фізмату (що стали співробітниками та аспірантами CAMP на березі озера олімпійського Lake Placid . У центрі - в.о. зав. КЗФ та ФТТ, Research professor Clarkson University професор В.М. Горшков. 

Університети - партнери:

  •   

    Лос Аламосська Національна лабораторія США (LANL).

           Протягом останніх років Фізико-Математичний факультет здійснює виконання спільних робіт з Лос Аламосською Національною лабораторією США (LANL). Ця лабораторія була заснована в 1943 році для здійснення Манхеттенського проекту по створенню атомної зброї.
         Зараз у LANL ведуться фундаментальні дослідження з багатьох напрямків фізики з залученням вчених із різних країн світу.

Викладач Фізико-Математичного факультету професор В.М. Горшков біля детектора, на якому вперше була здійснена регестрація нейтрино (1953 р., Ф. Райнес і К. Коуен). Знімок зроблено літом 2004 р., коли цей детектор прикрашав вхід до Theoretical Division LANL.

 

Серія робіт, виконана за безпосередньої участі представника НТУУ "КПІ" прфесора В. Горшкова, завершилась виданням книги “Magnetic resonance and microscope and a single spin measurement”, World Scientific, 2006. Вона присвячена техніці реєстрації у твердому тілі окремих електронних спінів, що дає унікальний інструмент для досліджень у фізиці, хімії, біології та медицині. 

 

 

 

Поширення початково  когерентного лазерного пучка в турбулентній атмосфері. Зразок чисельного моделювання, що демонструє і фрагментацію, і блукання пучка (wandering).

         Продуктивно здійснюється співпраця НТУУ "КПІ" та  LANL в області оптичних комунікацій, що здійснюються за допомогою лазерного променя (проф. В. Горшков, аспірантка С. Тороус). Зв'язоку  такого роду будуть притаманні висока   комунікабельність, таємність та висока щільність  інформації, що передається.  Суттєвим фактором, який стримує  реалізацію основних технічних рішень, є атмосфера, яка практично за будь-яких погодних умов є турбулентною. Навіть невеликі просторові  варіації коефіцієнта заломлення приводять до викривлення  лазерного пучка. В процесі поширення   пучок фрагментується (розпадається на окремі промені) та відхиляється від початкового напрямку.  Рівень прийнятого сигналу стає випадковим, що підвищує ймовірність помилок при декодуванні інформації. Дослідження, що проводяться на Фізико-Математичному факультеті, присвячені розвитку методів придушення   флуктуацій сигналу детектора.  

          Широке застосування математичного моделювання при вивченні поширення у турбулентній атмосфері так званих частково-когерентних пучків (включаючи оптичні вихорі), дозволило домогтися зниження рівня флуктуацій сигналу в 20 разів. Такий показник є рекордним у світі на сьогоднішній день. Результати спільних робот опубліковані в JOURNAL OF PHYSICS B: ATOMIC, MOLECULAR AND OPTICAL PHYSICS (2009), високо оцінені на щорічній конференції Photonics West-San Francisco-2009 та включені до переліку найвищих досягнень  LANL у 2009 році.

 

One of the random phase distributions of the Phase Modulator  (only the interval   is shown); b - The correlation function of the PM

 

  
a - Порівняння індексів сцинтиляцій когерентного гаусового пучка (криві 1, 2 ) та оптичного  вихору (криві 1', 2' ). 

          На стадії утвердження перебуває договір щодо співпраці на наступні три роки –

 Memorandum of Understanding Between Los Alamos National Laboratory and National Technical University of Ukraine “KPI”. 

Припускається виконання спільних робіт в області

  •          Theory and modeling of propagation of light through the turbulent atmosphere;

  •      Тheory and modeling of  sensors and imagers;         

  •       Мodeling the dynamics of quantum systems interacting with the environment;           

  •       Мodeling of electromagnetic radiation scattering and absorption by NSS;

  •       Study of surface-enhanced Raman scattering (SERS) and fluorescence of molecules adsorbed on the NSS interfaces and on micro-resonators;

  •       Modeling of controlled growth of nano-particles.

Будинок (Лос Аламос, США), де мешкали відкривач нейтрино Д. Чедвік та батько плутонієвої хімії Richard Baker.

 

  • Центр провідних технологій у матеріалознавстві (Clarkson University, NY)

         Протягом останніх трьох років ведеться активна співпраця, закріплена відповідною угодою, з  Центром передових технологій у матеріалознавстві (Clarkson University, NY) .

         Роботи присвячені фізиці наносистем. Відомо, що властивості однієї і тієї ж речовини, що вміщена у частинці з розмірами  до 100-200nm, суттєво відрізняються від фізичних та хімічних властивостей частинок мікронних (та вище) масштабів.  Наночастинки знаходять найширше застосування у  медицині, мікроелектроніці та навіть у сільському хазяйстві.  Методика одержання наночастинок повинна забезпечити їх   монодисперсність (однаковість розмірів) і контрольованість форми, від якої сильно залежать фізико-хімічні властивості частинок.  Часто, в залежності від режимів утворення, форма частинок різна при одній і тій же вихідній речовині. 

 

 

Форма наночастиц железа, полученная в работе - Wang, CM, DR Baer, JE Amonette, MH Engelhard, Y Qiang, and J Antony. 2007. "Morphology and oxide shell structure of iron nanoparticles grown by sputter-gas-aggregation." Nanotechnology 18:255603

          Саме теорії управління формою наночастинок в процесі росту присвячені роботи фізиків НТУУ "КПІ" та  Clarkson University.  Зокрема показано, що правильні форми наночастинок у вигляді многогранників часто є  результатом суттєво нерівноважних режимів дифузійного росту, якими можна керувати, змінюючи  температуру системи та концентрацію вільних  атомів (молекул) у ній.

            Теоретичні рекомендації підтверджені реальними експериментами. Нижче представлені фрагменти однієї з останніх публікацій (2009). Чисельне моделювання здійснено за допомогою  унікального алгоритму (В. Горшков, А. Завалов) , що дозволяє досить точно описувати динаміку систем із декількох мільйонів вільних  атомів (молекул) і динаміку поверхневих атомів (молекул) наночастинок, що ростуть.

 

          

         Встановлені закономірності в механізмах формування наночастинок викликали великий інтерес у колі спеціалістів, а сама стаття стала предметом уваги на багатьох сайтах, починаючи від сайту космічного агентства NASA та закінчуючи медичними сайтами.