Quantum Many-Body Physics of Qubits

22 июня в 11:30

Леонид Глазман (Yale University)

The ongoing development of superconducting qubits has brought some basic questions of many-body physics to the research forefront, and in some cases helped solving them. I will address two effects in quantum condensed matter highlighted by the development of a fluxonium qubit. The first one is the so-called cosine-phi problem stemming from the seminal paper of Brian Josephson: the predicted there phase dependence of the dissipative current across a Josephson junction was observed in a fluxonium, after nearly 50 years of unsuccessful attempts by other techniques. The second one is the dynamics of a weakly-pinned charge density wave: we predict that the dynamics may be revealed in measurements of microwave reflection off a superinductor, which is a key element of the fluxonium.

Лазерное воздействие на вещество: современное состояние

15 июня в 11:30

Анисимов С.И., Иногамов Н.А., Петров Ю.П., Хохлов В.А.

В докладе акцентируется внимание на сравнении режимов облучения с разной длительностью импульса. В одном случае это ультракороткие лазерные импульсы (УкЛИ), в другом субнаносекундные. Ультракороткими называют импульсы продолжительностью порядка пикосекунд и короче, т.е. и 2 пс, и 10 фс - это УкЛИ. Речь идет о воздействии на металл через прозрачную среду. Прозрачная среда может быть твердой, а может быть жидкой. Понятно, что энергетика такого воздействия ограничена, поскольку необходимо избегать развитого оптического пробоя прозрачной среды - такой пробой отсекает лазерное излучение от металлической мишени. Задача имеет важные приложения в физике лазерной абляции в жидкость, абляции, сопровождающейся генерацией наночастиц и формированием коллоидов. Это бурно растущее научно-технологическое направление, объединяющее физику лазерного воздействия и химию процессов между продуктами абляции и жидкостью, представленную растворами солей или органики. Во второй части доклада дается обзор результатов, полученных за последние два года. Различные разделы работы выполнены в соответствии с госзаданием и по грантам РНФ (14-19-01599) и РФФИ (16-02-00864, 16-08-01181).

Dynamics of Poles in 2D Hydrodynamics with Free Surface: New Constants of Motion

8 июня в 11:30

A. I. Dyachenko, S. A. Dyachenko, P. M. Lushnikov and V. E. Zakharov

We consider Euler equations for potential flow of ideal incompressible fluid with a free surface and infinite depth in two dimensional geometry. We admit a presence of gravity forces and surface tension. A time-dependent conformal mapping z(w,t) of the lower complex half-plane of the variable w into the area filled with fluid is performed with the real line of w mapped into the free fluid's surface. We study the dynamics of singularities of both z(w,t) and the complex fluid potential Pi(w,t) in the upper complex half-plane of w. We show the existence of solutions with an arbitrary finite number N of simple complex poles in z_w(w,t) and Pi_w(w,t) which are the derivatives of z(w,t) and Pi(w,t) over w. These poles are often coupled with branch points located at other points of the upper half-plane of w. We find that the residues of the simple poles of z_w(w,t) are new, previously unknown constants of motion, provided surface tension is zero. All these constants of motion commute with each other in the sense of underlying Hamiltonian dynamics. In absence of both gravity and surface tension, the residues of simple poles of Pi_w(w,t) are also the constants of motion. For nonzero gravity and zero surface tension, the residues of poles of any order of Pi_w(w,t) are the trivial linear functions of time. Nonzero surface tension allows residues of poles of even order to be compatible with the fluid dynamics. We also found solutions with N higher order poles. In all above cases the number of independent real integrals of motion is 4N for zero gravity and 4N-1 for nonzero gravity. We suggest that the existence of these nontrivial constants of motion provides an argument in support of the conjecture of complete integrability of free surface hydrodynamics in deep water.

Специальная геометрия в струнных компактификациях и киральные алгебры

1 июня в 11:30

Константин Алешкин

В докладе я планирую изложить недавние успехи в вычислении геометрии пространств модулеймногообразий Калаби-Яу, необходимых для описания низкоэнергетичного предела теории струн. Совместно с А. Белавиным нами были получены общие формулы для нормализаций констант связи низкоэнергетичной теории (специальная геометрия). А именно, используя связь с киральными алгебрами, мы написали явные формулы в виде рядов для специальной геометрии для классов многообразий Калаби-Яу типа Ферма.

Размерность фрактального интерфейса в пространственной задаче дилеммы узника.

25 мая в 11:30

Л.Н. Щур

В последние двадцать лет получено много результатов по классификации критического поведения двумерных систем на основе критического поведения интерфейсов. Независимо от развития этой науки (Эволюция Шрама-Левнера), появились утверждения, основанные на численном моделировании, о том, что протекание в некоторых статистических системах демонстрирует свойства, типичные для фазового перехода первого рода. Мы исследовали геометрические свойства интерфейсов в задаче, которая основана на классической задаче из теории игр, задаче дилеммы узника. В исследуемой нами модели игроки располагаются в узлах квадратной решетки. Каждый игрок на каждом шаге по времени может менять свою стратегию в зависимости от его окружения. В определенном диапазоне параметра подсчета выбора стратегии такая детерминистическая динамика приводит к квази-стационарному режиму, с четко выраженной структурой. Структура состоит из двух типов кластеров, равной числу возможных стратегий. Эти кластеры имеют конечную массу, то есть их размерность равна двум. В случае перехода первого рода, длина границы кластера растет линейно с размером системы. В случае перехода второго рода, длина границы растет быстрее линейной, но медленнее, чем площадь. В нашем случае, оказалось, что асимптотически размерность интерфейса растет квадратично. Это довольно неожиданный результат. Известно, что регулярные фракталы могут иметь размерность 2. Для случайных фракталов такой случай ранее был неизвестен.

Мировое народонаселение и вариации климата

11 мая в 11:30

Алексей Бялко

Few sets of the world population data are analyzed from 1 AD to 2015 together with temperature variations of the North Hemisphere from 1 AD to 1979. Possible data errors are evaluated. Hyperbolical behavior of the world population was evaluated by approximation of its inverse function. The population index is introduced as the relative difference between inverse numerical data and its parabolic approximation. The index occurs to be a bounded and an average zero function with the nearly uniform error level. He describes relative variations of the world population in the past. The population index is compared with North Hemisphere temperature variations. However, the population response to temperature variations occurred with a significant delay of about 100 years. Possible reasons for such a correlation are discussed against the background of known historical events and analyzed by the Hurst method. The historical analysis and the found climate—population correlations give a principal possibility to forecast the world population behavior approximately up to year 2080.

Eukaryotic cell polarity and protein sorting

27 апреля в 11:30

Andrea Gamba, Politecnico di Torino

I will review some of the biophysical processes that allow eukaryotic cells to break their native symmetry and polarize in order to provide adequate responses to signals and properly adapt to the environment. An essential part of the process is the incessant spatial reorganization of membrane-bound proteins due to the action of reinforcing biochemical feedback loops that contrast the homogenizing effect of diffusion. A second component is the coupling of protein and lipid dynamics: protein crowding induces the bending of lipid membranes and the nucleation of small lipid vesicles enriched in specific molecular factors destined to be targeted to appropriate destinations. This mechanism leads to an incessant distillation process controlled by the strength of protein-protein interactions. A phenomenological theory of the process can be developed, predicting the existence of an optimal distillation regime characterized by simple scaling laws. Experiments suggest that living cells work close to this optimal regime, likely as the result of evolutionary pressure.

Dielectric response of Anderson and pseudogapped insulators

27 апреля в 11:30

M.V. Feigel'man, D.A. Ivanov, E. Cuevas

Using a combination of analytic and numerical methods, we study the polarizability of a (non-interacting) Anderson insulator in one, two, and three dimensions and demonstrate that, in a wide range of parameters, it scales proportionally to the square of the localization length, contrary to earlier claims based on the effective-medium approximation. We further analyze the effect of electron-electron interactions on the dielectric constant in quasi-1D, quasi-2D and 3D materials with large localization length, including both Coulomb repulsion and phonon-mediated attraction. The phonon-mediated attraction (in the pseudogapped state on the insulating side of the Superconductor-Insulator Transition) produces a correction to the dielectric constant, which may be detected from a linear response of a dielectric constant to an external magnetic field.

Some Aspects of Diquarks as seen by String Theory

20 апреля в 11:30

Oleg Andreev

I will discuss a few aspects of diquarks in QCD from the viewpoint of a 5-dimensional effective string theory.