Магистратура
Шифр:
7M05316
Название:
Теоретическая ядерная физика (МИФИ)
Факультет:
Физико-технический
Квалификация:
- Научно-педагогическое направление - магистр естественных наук
- Модель выпускника
- Обязательные дисциплины
- Элективные дисциплины
- Практики
1. современные физические теории для объяснения полученных экспериментальных данных;
2. использовать проводить эксперименты в ядерной физики, обрабатывать и интерпретировать их результаты;
3. применять эффективные компьютерные технологии, программы, математические и численные методы для теоретического описания явлений и процессов в области теоретической ядерной физики;
4. эффективно применять математический аппарат теории частиц и получать надежные количественные предсказания;
5. оценивать результаты полученных расчетов, проведенных исследований и экспериментов, составлять отчет по итогам проведенных работ;
6. обосновать научные результаты по конкретной физической проблеме для достижения совместных целей и реализации задач;
7. эффектно демонстрировать свои знания, умения и навыки перед слушателями, излагать доступно;
8. применять передовые педагогические учебно-образовательные технологии в педагогической деятельности;
9. применять современные технологии для оценивания результатов обучения;
10. способствовать и мотивировать магистрантов к получению плодотворных результатов обучения;
11. создавать контенты для обеспечения дистанционного обучения;
12. проявлять интерес и уважение к своей профессии, достигать высоких квалификаций, оценивать перспективы педагогической и научной деятельности.
2. использовать проводить эксперименты в ядерной физики, обрабатывать и интерпретировать их результаты;
3. применять эффективные компьютерные технологии, программы, математические и численные методы для теоретического описания явлений и процессов в области теоретической ядерной физики;
4. эффективно применять математический аппарат теории частиц и получать надежные количественные предсказания;
5. оценивать результаты полученных расчетов, проведенных исследований и экспериментов, составлять отчет по итогам проведенных работ;
6. обосновать научные результаты по конкретной физической проблеме для достижения совместных целей и реализации задач;
7. эффектно демонстрировать свои знания, умения и навыки перед слушателями, излагать доступно;
8. применять передовые педагогические учебно-образовательные технологии в педагогической деятельности;
9. применять современные технологии для оценивания результатов обучения;
10. способствовать и мотивировать магистрантов к получению плодотворных результатов обучения;
11. создавать контенты для обеспечения дистанционного обучения;
12. проявлять интерес и уважение к своей профессии, достигать высоких квалификаций, оценивать перспективы педагогической и научной деятельности.
-
Ядерная астрофизика
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины сформировать у магистрантов знания по современной проблеме астрофизики и ядерных реакций в звездной материи. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. формулировать физические законы применяемые к космическим объектам; 2. анализировать научно-техническую информацию, 3. изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования; 4. использовать фундаментальные знания в области современной ядерной астрофизики. 5.использовать физических методов для космических объектов. Звезды и межзвездная среда. Рождение звезд. Галактики и квазары. Применение физических законов к изучению космических объектов (звезд, космической плазмы) и Вселенной в целом.Источники звездной энергии. Уравнения переноса излучения и их простейшие решения. Ядерные реакции в звездах и других астрономических объектах. Энергия и механизмы деления ядер. Светимость звезд и их масса. Физические методы исследований космических объектов. Ядерные реакции в астрофизических объектах. Современные проблемы астрофизики. Изучить основные понятия астрофизики, закономерности мира звезд и современные теоретические представления о природе звезд и их систем;показать действие фундаментальных законов в условиях космоса;изучить физические методы исследований космических объектов;познакомиться с современными проблемами астрофизики, новейшими открытиями и достижениями в исследовании Вселенной за последние годы.
-
Распространение волн в случайных средах
- Количество кредитов: 6
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины – дать необходимые базовые знания из теории многократного рассеяния волн в случайных средах, позволяющие объяснить фундаментальные закономерности взаимодействия излучения со средой и не укладывающиеся в рамки стандартной теории переноса. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. распознать связи решения волнового уравнения с функцией распределения излучения по углам и координатам классической теории переноса; 2. понимать принципы описания рассеяния волн с помощью уравнения Дайсона в условиях слабой локализации (длина волны излучения много меньше длины свободного пробега); 3. владеть методами усреднения волнового уравнения по положениям точечных рассеивателей в случае сред с различной геометрией; 4. исследовать принципы учета эффектов когерентного отражения от полубесконечной среды с точечными рассеивателями; 5. использовать диаграммные техники для анализа решений волнового уравнения (веерные и лестничные диаграммы). При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Связь решения волнового уравнения (волнового поля) с функцией распределения излучения по углам и координатам, фигурирующей в классической теории переноса. Усреднение моментов волнового поля по случайным реализациям расположений рассеивателей. Среднее поле и средняя функция Грина. Диаграммная техника и уравнение Дайсона для средней функции Грина. Уравнение Дайсона в условиях слабой локализации. Функция распределения нерассеянного поля в случае точечного источника в бесконечной среде. Уравнение для функции распределения нерассеянного излучения в бесконечной среде. Уравнение Дайсона в полубесконечной среде с рассеивателями конечных размеров. Пространственная диффузия излучения в бесконечной среде от точечного источника. Отражение излучения от полубесконечной среды с точечными рассеивателями с учетом эффектов когерентного отражения и преломления на границе среды. Природа аномального отражения рентгеновского излучения от шероховатой поверхности. Когерентное обратное рассеяние излучения. Спектр когерентного обратного рассеяния в приближении двукратного рассеяния для точечных рассеивателей. Уравнение для суммы верхних (циклических) диаграмм (точечные рассеиватели). Связь суммы веерных диаграмм с суммой лестничных диаграмм (точечные рассеиватели).
-
Введение в квантовую теорию поля
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины сформировать основные понятия квантовой теории поля, активно используемой в теоретической физике. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. объяснять основные положения квантовой теории поля; 2. понимать формализм теории возмущений для построения соответствующих диаграмм Фейнмана, 3. планировать, выполнять и документировать комплексные математические расчеты и решения физических задач, 4. объяснять решения физических и математических проблем во время лекций и сессий по разрешению проблем; 5. использовать аппарат применения методов квантовой теории поля в практических расчетах. Причины развития квантовой теории поля лежат в концептуальном и историческом контексте науки и возможных ограничениях при теоретическом описания квантового поля. Формализм квантовой теории поля, в частности: квантование поля; теоретико-полевое описание идентичных частиц; уравнение Клейна-Гордона; формализм Лагранжа для полей; симметрии, теоремы Нётер и законы сохранения; инвариантность Пуанкаре и связанные с ней дискретные симметрии; поля Дирака; краткое введение в теорию возмущений и диаграммы Фейнмана; понятие о перенормировке. Текущие исследования ядерной физики и физики частиц.
-
Иностранный язык (профессиональный)
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель – приобретение и совершенствование компетенций в соответствии с международными стандартами иноязычного образования, с целью общения в межкультурной, профессиональной и научной среде. Магистрант должен уметь интегрировать новую информацию, понимать организацию языков, взаимодействовать в социуме, отстаивать свою точку зрения.
-
История и философия науки
- Количество кредитов: 3
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель: формирование углубленного представления о современной философии как системе научного знания, включающего мировоззренческие проблемы в их рационально-теоретическом осмыслении. Основные аспекты дисциплины включают вопросы эволюции и развития научного мышления, исторические моменты, вклад ученых и научных школ в формирование науки, этические и социальные аспекты научной деятельности.
-
Основные принципы современной физики
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины - изложение основных принципов современной физики, связей симметрии физических систем относительно различных преобразований пространственно-временных координат с законами сохранения. Дать магистрантам глубокое понимание закономерностей физических явлений. Магистрант должен получить четкое представление об основных принципах современной физики. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. принцип относительности; преобразования Галилея и Лоренца; уравнения физики в ковариантной форме; принцип симметрии, суперпозиции, принцип неопределенности; принцип соответствия; закон сохранения энергии и однородность времени; 2. Формулировать законы сохранения импульса и момента количества движения; зеркальную симметрию пространства и закон сохранения четности; принцип неразличимости тождественных частиц и статистику частиц; зарядовую независимость сильных взаимодействий; аддитивные и мультипликативные законы сохранения; 3. использовать коэффициент конверсии в современных физических расчетах; применять принцип соответствия в квантовой механике, атомной физике; 4. использовать релятивистский инвариант и определять пороги ядерных процессов; определить время жизни быстрых нестабильных частиц и пороги ядерных процессов. 5. владеть: пониманием об основных принципах современной физики; о принципе симметрии и законах сохранения; о релятивистском инварианте и его использовании; Принцип относительности. Преобразования Галилея и Лоренца. Уравнения физики в инвариантной форме. Принцип соответствия как ориентир при построении новых физических теорий. Сохраняющиеся величины в квантовой физике. Оператор симметрии и унитарные преобразования. Законы сохранения электрического заряда, барионного и лептонного чисел. Инвариантность относительно поворотов и трансляций. Зарядовая независимоть сильных взаимодействий. Изотопический спин. Принцип неразличимости тождественных частиц и статистика частиц. Сохранение четности и зеркальная симметрия. Аддитивные и мультипликативные законы сохранения. Аддитивные и мультипликативные законы сохранения. Принцип неопределенности в квантовой механике. Вырождение в центральных потенциалах. Соотношение неопределенностей для энергии-времени. Понятие о виртуальных частицах и процессах. Рассмотрение аддитивных и мультипликативных законов сохранения, как следствие характера генераторов преобразования, оставляющих систему инвариантной; рассмотрение принципов физики (относительности, симметрии, суперпозиции, неопределенности, соответствия). Магистрант должен уметь объяснить связь законов сохранения физических величин со свойствами симметрии пространства-времени, уметь применять принцип неопределенности для объяснения особенностей микромира, использовать релятивистский инвариант при описании процессов при высоких энергиях в микромире.
-
Педагогика высшей школы
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель – формирование способности к педагогической деятельности в вузе на основе знаний дидактики высшей школы, теорий воспитания и менеджмента образования, анализа и самооценки преподавательской деятельности. Курс рассматривает проектирование образовательной деятельности будущего преподавателя с применением КТО, реализации Болонского процесса, овладения лекторским, кураторским мастерством с использованием стратегий и методов обучения/воспитания и оценивания (TLA-стратегий).
-
Психология управления
- Количество кредитов: 3
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Формирование знаний об основных понятиях психологии управления для практического применения наиболее важных аспектов управления в профессиональном взаимодействии. Основные принципы психологии управления, личность в управленческом взаимодействии, управление поведением личности, современные идеи, психология управления групповыми явлениями, мотивация и практическая рефлексия.
-
Организация и планирование научных исследований (англ.)
- Количество кредитов: 5
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины – формирование научно-исследовательской культуры будущего специалиста, изучение теоретико-методологических принципов организации научно-исследовательской деятельности в условиях развития науки и общества. Дисциплина направлена на формирование способности проводить самостоятельное научное исследование с использованием методов и приемов анализа, информационных научных ресурсов.
-
Космология
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины знакомство магистрантов с современным космологическими моделями: моделями гравитационной неустойчивости Вселенной, моделями инфляции и формированием начального спектра возмущений плотности, моделями расширения Вселенной на очень ранних стадиях и ранних стадиях расширения. Полученные в результате освоения данной дисциплины навыки и знания будут использоваться при проведении научно-поисковых исследований. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. распознать основные космологические модели: Фридмана, де Ситтера, горячей Вселенной, гипотезы инфляции; 2. понимать основные свойства очень ранней вселенной: доменные стенки, струны, ёжики, монополи и текстуры; 3. применять основные свойства релятивистских звездных скоплений; 4. владеть теорией эволюции звезд: диаграмма Герцшпрунга-Рассела, теория эволюции Г.Бете; 5. владеть теорией инфляции: сверхранняя Вселенная, гипотеза инфляции, проблема темной материи, модель инфляции и формирование начального спектра возмущений плотности. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Однородные и изотропные модели. Вселенная Фридмана 1. Форма метрики в записи Фридмана и в записи Робертсона—Уокера. Кристоффели для метрики FRW. Тензор Риччи. Вселенная Фридмана 2. Полное действие Гильберта. Уравнение Фридмана из вариационного принципа. Практическая космология. Параметр или постоянная Хаббла, параметр плотности. Поведение решений в моделях Фридмана. Космография: расстояния во Вселенной. Фотометрическое расстояние, вывод формулы его связи с космологическим красным смещением источника. Формы материи-энергии во Вселенной. Тёмная Материя и Тёмная Энергия. Равновесие сверхплотных звёзд, энергетика аккреции. Релятивистские звезды. Метрика внутри сферически-симметричной звезды. Релятивистская энергия связи. Уравнение механического равновесия звезды. Энергия частицы в поле звезды в ОТО. Вращающиеся чёрные дыры, метрика Керра (без вывода). Круговое и радиальное движение в поле Шварцшильда и Керра. Орбиты частиц и энерговыделение при аккреции в метрике Керра. Физика сверхновых и гамма-всплесков. Эргосфера. Физика сверхновых и гамма-всплесков. Активные ядра галактик, сверхмассивные чёрные дыры и квазары.
-
Методы статистической физики
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины - ознакомление магистрантов с современными методами описания многочастичных систем: неравновесной диаграммной техникой, континуальным интегрированием в задаче о движении электронов в проводнике с примесями, примесной диаграммной техникой. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. понимать основные принципы теоретического описания многочастичных неравновесных систем; 2. распознать аппарат функций Грина нерановесных систем; 3. применять навыки вычисления функций Грина неравновесных систем методами континуального интегрирования; 4. владеть элементами неравновесной диаграммной техники; 5. проводить пространственное усреднение физических величин. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Гриновские функции неравновесной системы. Представление матрицы плотности системы в виде континуального интеграла по коммутирующим (бозоны) и антикоммутирующим (фермионы) переменным. Выражения для неравновесных функций Грина через континуальный интеграл. Производящий функционал. Опережающая и запаздывающая функции Грина, F –функция. Диаграммная техника для неравновесных функций Грина. Уравнение Дайсона. Линейные соотношения между элементами массового оператора для бозонов и фермионов. Уравнение для опережающей и запаздывающей функции Грина. Представление интеграла столкновений в кинетическом уравнении через функции Грина и элементы массового оператора. Ряд теории возмущений по взаимодействию для массового оператора. Суммирование рядов диаграмм для вершин. Интеграл столкновений. Антикоммутирующие (грасмановы) переменные. Усреднение по положению примесей. Связь коррелятора потенциала с длиной свободного пробега. Выражение для проводимости через коррелятор токов. Представление функций Грина через интегралы по супервекторам. Усреднение функций Грина и их корреляторов по положению примесей. Уравнение Дайсона для запаздывающей функции Грина. Решение уравнения Бете – Солпитера для δ – коррелированного потенциала. Диффузионная асимптотика. Корреляции на больших расстояниях.
-
Современные методы квантово-механического моделирования
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины - ознакомление магистрантов с современными методами компьютерного моделирования реальных квантовых систем, интенсивно изучаемых в физике конденсированного состояния. Рассматриваются основные методы квантового моделирования: метод точной диагонализации и метод Монте-Карло. Исследуются проблемы численного анализа термодинамических характеристик различных систем на примере современных моделей физики конденсированного состояния. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. понимать основные принципы компьютерного моделирования квантовых систем; 2. владеть методом точечной диагонализации; 3. применять метод Монте-Карло для решения и моделирования квантомеханических задач; 4. проводить численный анализ термодинамики модельных многочастичных систем; 5. применять современные математические среды для моделирования квантовомеханических процессов в задачах многих тел. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Матричная формулировка квантовой механики. Техника бра-кет. Преобразование базисов. Операторы. Собственные векторы и собственные числа. Гармонический осциллятор в классической механике. Колебания ядер двухатомной молекулы. Ангармонизм. Уравнение Шредингера для атома водорода. Квантовые числа атома водорода. Классификация и обозначение состояний. Правила отбора. Спектральные серии атома водорода. Спин-орбитальное взаимодействие. Квантование моментов импульса и их проекций. Понятие самосогласованного поля. Периодическая система. Принцип Паули. Сложение орбитальных и спиновых моментов. Типы связи. Нормальная связь. Двухуровневые системы. Осцилляции Раби и частота Раби. Трехуровневые системы. Линейная квадрупольная ловушка. Уравнения Матье. Области стабильности в ловушке Пауля. Макродвижение. Режим Лэмба – Дике. Критерий Лэмба – Дике. Конструкция ловушки. Нормальные колебания и их квантование. Двухионный кристалл. Взаимодействие ионной цепочки с лазерным излучением в режиме Лэмба – Дике. Лазерное и симпатическое охлаждение. Спектроскопия атомных состояний на основе квантовой логики. Понятие кубита. Примеры реализации кубитов. Задача Дойтча – Джоза. Логические операции на квантовых регистрах. Алгоритм Дойтча – Джоза. Модельный квантовый компьютер.
-
Релятивистская астрофизика и космология
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель дисциплины обучение магистрантов современным математическим моделям астрофизических объектов. Полученные в результате освоения данной дисциплины навыки и знания используются, при проведении научно-поисковых исследований. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. распознать основные принципы теоретического описания звезд: политропные модели, диаграмма Герцшпрунга-Рассела, теория Г.Бете; 2. понимать свойства черных дыр: решения уравнений Эйнштейна (Шварцшильда и Керра), аккреция на черные дыры, принципы наблюдения; 3. применять принципы наблюдения релятивистских объектов: белых карликов, радиопульсаров, рентгеновских источников; 4. владеть методами теоретического описания релятивистских звездных скоплений; 5. использовать современные модели астрофизических объектов, сочетать принципы космо- и микрофизики в космологии. При изучении дисциплины магистранты будут изучать следующие аспекты: Равновесие и устойчивость звезд: политропные модели. Белые карлики и нейтронные звезды. Черные дыры: решения Шварцшильда и Керра. Аккреция на черные дыры: сферически симметричный случай. Дисковая аккреция на черные дыры. Аккреция газа с крупномасштабным магнитным полем на черные дыры. Наблюдения релятивистских объектов: белые карлики, радиопульсары, рентгеновские источники. Аккреция на нейтронные звезды. Радиопульсары. Релятивистские звездные скопления. Эволюция массивных звезд и сверхновые. Однородные космологические модели. Ранние стадии расширения вселенной: бариогенезис. и нуклеосинтез. Гравитационная неустойчивость: модели Джинса и Боннора. Аккреция на черные дыры: сферически симметричный случай. Флуктуации реликтового излучения и определение глобальных параметров вселенной. Космомикрофизика. Ограничения на массу покоя нейтрино. Темная материя и темная энергия. Фоновые составляющие вселенной. Связь вселенных Фридмана и де Ситтера. Свойства скалярных полей. Очень ранняя вселенная: доменные стенки, струны, ёжики, монополи и текстуры. Релятивистские звездные скопления. Модели инфляции и формирование начального спектра возмущений плотности.
-
Проблемы устойчивости в общей теорий относительности (ОТО)
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель изучения дисциплины – дать представление об орбитальной устойчивости и более подробно об особом типе устойчивости в механике ОТО – устойчивость по отношению к векторным элементам; В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. основные концепции дифференциальной геометрии, применяемые в общей теории относительности; 2. использовать аффинная связность, спиновая связность, коэффициенты Фока – Иваненко, тензор кручения; 3. формулировать теория Эйнштейна – Картана;. 4. применять полученные знания при решении задач в теории гравитации Эйнштейна – Картана; 5. работать со спинорным анализом в кривом пространстве. Даются краткий исторический обзор проблемы устойчивости движения тел в общей теории относительности и корректная постановка задачи устойчивости в искривленном пространстве-времени. Исследуются на устойчивость и неустойчивость по Ляпунову и Лагранжу определенные классы движения пробных тел в разных гравитационных и электромагнитных полях.
-
Cуперсимметрии в теории элементарных частиц
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель изучения дисциплины – предоставить магистрантам введение в предмет суперсимметрии, познакомить их с физикой, основанной на идее симметрии между бозонами и фермионами; В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. формулировать основы современной релятивистской астрофизики; 2. самостоятельно решать прикладные и теоретические задачи; 3. использовать навыки по постановке и решению задач по заданной тематике. 4. использовать современные представления о крупномасштабной структуре и эволюции Вселенной 5. демонстрировать глубокое понимание закономерностей макромира. Последние открытия в астрофизике связанные с обнаружением экзотических компактных объектов, с темной материей и темной энергией. Предмет и объекты исследования релятивистской астрофизики. Последние открытия в астрофизике.Физическое строение Вселенной. Теория расширяющейся Вселенной.Современные проблемы космологии. Изучить методы теоретического изучения структуры и эволюции Вселенной.
-
Введение в квантовую хромодинамику
- Тип контроля: [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
- Описание: Цель изучения дисциплины – предоставить магистрантам введение в предмет квантовой хромодинамики, познакомить их с физикой глюонов и кварков, а также современными методами теорий сильного взаимодействия. В ходе изучения курса сформировать у магистрантов способности: 1. сформулировать проблемы квантовой хромодинамики; 2. поиск методов решения проблем; 3. нахождения методов решений; 4. формулировать основные принципы квантовой хромодинамики; 5. интерпретировать классификацию элементарных частиц в квантовой хромодинамике. Аннотация дисциплины: Пертурбативные методы в квантовой хромодинамике. Расходимости в квантовой теории поля и методы их устранения. Метод ренормализационной группы в квантовой хромодинамике. Инвариантный заряд и асимптотическая свобода в квантовой хромодинамике. Партонная модель. Описание процессов сильного взаимодействия во времениподобной области.
-
Педагогическая
- Тип контроля: Защита практики
- Описание: Цель дисциплины: формирование способности осуществлять педагогическую деятельность в вузах, проектировать образовательный процесс и проводить отдельные виды учебных занятий с использованием инновационных образовательных технологий.
-
Исследовательская
- Тип контроля: Защита практики
- Описание: Цель практики: приобретение опыта в исследовании актуальной научной проблемы, расширение профессиональных знаний, полученных в процессе обучения, и формирование практических навыков ведения самостоятельной научной работы. Практика направлена на развитие навыков исследования, анализа и применения экономических знаний.