Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау


Российской академии наук

Семинары на ученом совете ИТФ им. Л.Д. Ландау

Семинары проходят по пятницам в конференц-зале Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау, начало в 11:30. Адрес: Черноголовка, МО, просп. Академика Семенова, д. 1-A

Наши коллеги из других институтов могут подписаться на рассылку и получать объявления о семинарах ИТФ. По вопросам работы семинара обращайтесь к ученому секретарю Сергею Александровичу Крашакову.

Неограниченное группирование электронов на геликоидальом краю

28 февраля в 11:30

И.С. Бурмистров

Квантовая магнитная примесь со спином $S$ на границе двумерного топологического изолятора, инвариантного по отношению к обращению времени, может привести к рассеянию назад. Изучен дробовой шум, связанный с током рассеяния назад для произвольного значения $S$. Полное аналитическое решение задачи показывает, что при $S>½$ фактор Фано может быть сколь угодно большим, отражая группирование больших партий электронов. Напротив, строго доказано, что для $S = ½$ фактор Фано ограничен между 1 и 2, что находится в согласии с более ранними исследованиями. Доклад по работе P.D. Kurilovich, V.D. Kurilovich, I.S. Burmistrov, Y. Gefen, M. Goldstein "Unrestricted electron bunching at the helical edge", Phys. Rev. Lett. 123, 056803 (2019).

Решеточное уравнение, деформированная алгебра Вирасоро и решеточные модели

28 февраля в 11:30 (короткий доклад)

М.Ю. Лашкевич, Я.П. Пугай, Дж. Шираиши, Й. Цучия

Деформированная алгебра Вирасоро тесно связана с так называемыми RSOS-моделями, представляющими собой двумерные точно решаемые решеточные модели статистической механики. Важная роль в изучении этих моделей принадлежит формфакторам --- матричным элементам операторов в квантовом пространстве трансфер-матрицы по отношению к собственным векторам трансфер-матрицы. Эти формфакторы явно выражаются в виде следов от вершинных операторов по представлениям деформированной алгебры Вирасоро. Довольно давно было наблюдено, что некоторые возбуждения в квантовом пространстве RSOS-моделей совпадают, однако явные выражения для соответствующих матричных элементов отличаются, и только численно или разложениями по малым параметрам можно увидеть, что эти выражения соответствуют одной и той же функции. Мы нашли оператор гомотопии, который связывает представления для совпадающих возбуждений в терминах свободнополевого представления деформированной алгебры Вирасоро и, тем самым, показали, что соответствующие следы по представлениям деформированной алгебры Вирасоро совпадают, откуда следуют тождества для формфакторов.

Диффузионный спиновый момент на поверхности топологического изолятора

6 марта в 11:30

П. Островский

Мы рассматриваем спин-орбитальный момент в слое диэлектрического ферромагнетика на поверхности топологического изолятора. Кроме хорошо изученного полеподобного момента в такой системе возникает анизотропный антидэмпинг момент из-за диффузного движения электронов проводимости. Этот диффузный момент исчезает в пределе нулевого импульса (то есть в случае однородного электрического поля или тока), но может, тем не менее, сильному влиять на магнитный резонанс при конечной частоте, если внешнее поле направлено под углом к поверхности топологического изолятора. Необходимое для такого эффекта поле можно создать при помощи рифленого затвора.
Доклад по работе: R.J. Sokolewicz, I.A. Ado, M.I. Katsnelson, P.M. Ostrovsky, M. Titov, Spin-torque resonance due to diffusive dynamics at the surface of a topological insulator, Phys. Rev. B 99, 214444 (2019)

Устойчивая слабая антилокализация в дираковском металле Sr_3SnO

6 марта в 11:30 (короткий доклад)

Павел Островский

В материалах с нарушенной симметрией четности (P) и/или обращения времени (T) можно наблюдать спиновые текстуры в импульсном пространстве, как например в топологических изоляторах или полупроводниках с сильным взаимодействием Рашбы. Если же P и T симметрии сохраняются, электронный спектр дважды вырожден по спину и текстуры невозможно наблюдать напрямую. Мы используем измерения квантовой интерференции в комбинации с численным моделированием зонной структуры, чтобы доказать наличие скрытой спмн-орбитальной запутанности в трехмерном диракосвком металле Sr_3SnO. Измеренное магнитосопротивление показывает устойивую слабую антилокализацию независимо от положения уровня Ферми. Наблюдаемый эффект при низких концентрациях хорошо описывается моделью с одним типом носителей, что свидетельствует в пользу сильного перемешивания дираковских долин. Причем, в отличие от графена, такое перемешивание не подавляет слабую антилокализацию. Мы делаем вывод, что главный механизм, приводящий к спин-орбитальной запутанности, связан с рассеянием долин с аксиальной связью спина и импульса.
Доклад по работе: H. Nakamura, D. Huang, J. Merz, E. Khalaf, P. Ostrovsky, A. Yaresko, D. Samal, H. Takagi, "Robust weak antilocalization due to spin-orbital entanglement in Dirac material Sr_3SnO", arXiv:1806.08712

О влиянии конечности шага при случайном блуждании на плоскости на точность оценки вероятности первого пересечения

13 марта в 11:30 (короткий доклад)

Л.Н. Щур

Поставлен вопрос о влиянии конечности шага на оценку вероятности пересечения окружности при случайном блуждании на плоскости. Численно выявлена зависимость точности оценки от величины шага. Предложен аналитический вид зависимости. Предложен эффективный алгоритм изменения величины шага.
[1] Olga Klimenkova, Anton Menshutin, Lev N. Shchur, "Influence of the random walk finite step on the first-passage probability", Physics and beyond (CSP2017), 9-12 Oct., 2017, Moscow
[2] Olga Klimenkova, Anton Yu. Menshutin, Lev N. Shchur, "Variable-step-length algorithms for a random walk: hitting probability and computation performance", Computer Phys. Commun., 241, 28-32 (2019)

Модель синхронизации процессов при параллельном моделировании дискретных событий

13 марта в 11:30 (короткий доклад)

Л.Н. Щур

Предложены и исследованы модели поведения виртуальных времен процессов в классе алгоритмов параллельного моделирования случайных событий. Эти модели имеют аналогии с моделями роста поверхности. Для одной из стандартных задач теории моделирования найдено отображение на модель виртуальных времен.
По серии статей с Л.Ф. Зигануровой, в том числе по статье: Щур Л.И., Зиганурова Л.Ф., "Синхронизация процессов при параллельном моделировании дискретных событий", ЖЭТФ, 156(4), 775-787 (2019)

Локализованные конические моды и лазерная генерация в фотонных жидких кристаллах

13 марта в 11:30 (короткий доклад)

В.А. Беляков

Развита аналитическая теория конических локализованных оптических мод в фотонных жидких кристаллах в рамках двуволнового приближения динамической теории дифракции для первого и высших порядков дифракции. Подробно исследован случай первого порядка дифракционного рассеяния. Показано, что поляризационные свойства конических локализованных оптических мод первого порядка дифракции оказываются гораздо сложнее, чем для коллинеарной геометрии, а именно соответствуют эллиптическим поляризациям, а пороги лазерной генерации оказываются выше, чем для коллинеарной геометрии. Сформулированы оптимальные условия наблюдения конических локализованных оптических мод.
1. V.A. Belyakov, S.V. Semenov, Localized conical edge modes of higher orders in photonic liquid crystals, Crystals, 9(10), 542 (2019);
2. V.A. Belyakov, Localized Conical Edge Modes in Optics of Spiral Media (First Diffraction Order), Crystals, 9(12), 674 (2019).

Сжимаемые вихревые структуры в гидродинамической турбулентности

20 марта в 11:30

Е.А. Кузнецов

В докладе представлены результаты нашей группы за последние два года по исследованию зарождения двумерных (в виде тонких блинов) вихревых структур в трехмерных течениях и сужающихся квазиодномерных структур в двумерной гидродинамике при больших числах Рейнольдса, когда в главном порядке развитие этих структур может быть описана трех- и двух-мерными уравнениями Эйлера идеальной несжимаемой жидкости. Численно и аналитически показано, что сжатие этих структур и соответственно увеличение их амплитуд обязано сжимаемости вмороженных полей - завихренности в случае трехмерной гидродинамики и ротора завихренности (di-vorticity) для двумерных течений. Выяснено, что рост завихренности и ротора завихренности можно рассматривать как процесс опрокидывания соответствующих векторных полей; при больших интенсивностях этот процесс имеет скейлинговый характер, связывающий максимальную амплитуду и соответствующие толщины/ширины структур. Обсуждается роль этих когерентных структур в формировании колмогоровского спектра турбулентности и спектра Крейчнана, соответствующего постоянному потоку энстрофии в случае двумерной турбулентности.

Интегрируемые дискретные уравнения на треугольной решетке и эволюционные цепочки порядка 2

20 марта в 11:30 (короткий доклад)

В.Э. Адлер

В докладе представлены примеры интегрируемых цепочек порядка 2 по сдвигам, построенные в работе [1]. За последние несколько лет для уравнений этого типа были получены некоторые частные классификационные результаты, но общее их описание остается очень сложной открытой задачей. Рассмотренные примеры связаны с непрерывными симметриями дискретных уравнений на треугольной решетке. Показано, что определенная их линейная комбинация, ограниченная на одну из осей решётки, может быть записана как скалярная цепочка порядка 2. Хотя эта конструкция довольно специальна, она позволила существенно расширить список известных примеров.
[1] В.Э. Адлер. Интегрируемые семиточечные дискретные уравнения и эволюционные цепочки второго порядка. Теор. Мат. Физ. 195:1 (2018) 27-43.

Солитонная турбулентность на поверхности глубокой воды

20 марта в 11:30 (короткий доклад)

А.И. Дьяченко, С.В. Дремов, Д.И. Качулин

Экстремальные по амплитуде всплески интенсивности сигнала в оптических линиях связи

27 марта в 11:30 (короткий доклад)

С.С. Вергелес, С. Деревянко, А. Редюк, С. Турицын

Мы исследуем всплески интенсивности в телекоммуникационной линии связи, которые возникают вследствие действия хроматической дисперсии при распространении сигнала с закодированной в нём информацией квази-случайного характера. В качестве кодировок мы рассматриваем модельный формат последовательных импульсов гауссовой формы и используемый на практике OFDM-формат (orthogonal frequency division multiplexing, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов). Линия связи предполагается длинной, так что импульсы, соответствующие битам информации, расплываются вследствие действия дисперсии на столько сильно, что в одной точке перекрывается большое число таких импульсов. Исходные фазовые множители импульсов могут принимать фиксированный набор значений, оставляющий алфавит кодировки. Всплески интенсивности являются результатом того, что набежавшие фазы импульсов, приобретённые по мере распространения вдоль линии передачи, (частично) компенсируют фазы символов алфавита. В результате происходит конструктивная интерференция полей импульсов. Такие события случайны. При фиксированном пройдённом расстоянии сигналом существует предельно возможное значение амплитуды таких всплесков. Мы исследуем всплески амплитуды, близкой к предельной, для двух указанных форматов: устанавливаем их амплитуду и профиль. Далее, мы проводим численное моделирование и учитываем влияние слабой нелинейности. Наконец, мы исследуем, как снижается ёмкость канала связи, если в нём используются преимущественно последовательности символов, приводящие к сильным всплескам амплитуды на фиксированном расстоянии от начала линии.

Сверхпроводники со спин-орбитальным взаимодействием в низкотемпературной области

12 июня в 11:30

Ю.Н. Овчинников

Исследована пространственная и температурная зависимость параметра порядка в тонких сверхпроводящих пленках в продольном магнитном поле и сильном спин-орбитальном взаимодействии общего вида в окрестности перехода в пространстве: магнитное поле, спин-орбита, температура. Вблизи критической поверхности параметр порядка есть неявная функция отношения двух малых параметров: температуры и самого параметра порядка. [1]
Исследовано возможное образование поверхностного состояния в изоляторе с малым зазором. Было подсчитано, что ответ зависит от реальных граничных условий на поверхности. «Естественное» граничное условие для образца конечного размера приводит к сохранению щели в спектре возбуждения. [2]
[1] Yu.N. Ovchinnikov, Singular Temperature Dependence of the Equation of State of Superconductors with Spin-Orbit Interaction in Low-Temperature Region – II, J. Supercond. Novel Magn., 31(12), 3855–3866 (2018)
[2] Yu.N. Ovchinnikov, Topological Insulator: Surface localized States, J. Supercond. Novel Magn., 32 (5), 1327-1331 (2019)

Zeros of Riemann’s Zeta Functions in the Line z=1/2+it0

19 июня в 11:30

Yu.N. Ovchinnikov

Investigation of Josephson effect, current flow in narrow superconducting stripes, dynamical states in superconductors lead to the necessity to deal with an important phenomenon: phase slip events. The study of the distribution of zeros for Riemann's Zeta function also requires an analisis of the same phenomenon.
It was found that, in addition to trivial zeros in points ($ z = -2N, N = 1, 2, ... $, natural numbers), the Riemann’s zeta function $\zeta(z)$ has zeros only on the line {$z = 1/2 + i t_0$, $t_0$ is real}. All zeros are numerated, and for each number, N, the positions of the non-overlap intervals with one zero inside are found. The simple equation for the determination of centers of intervals is obtained. The analytical function $\eta(z)$), leading to the possibility fix the zeros of the zeta function $\zeta(z)$, was estimated. To perform the analysis, the well-known phenomenon, phase-slip events, is used. This phenomenon is the key ingredient for the investigation of dynamical processes in solid-state physics, for example, if we are trying to solve the TDGLE (time-dependent Ginzburg-Landau equation).
J. Supercond. Novel Magn., 32(11), 3363-3368 (2019)

Сингулярное основное состояние в многозонных необнородных сверхпроводниках

11 сентября в 11:30

Ю.Н. Овчинников

В многозонных сверхпроводниках существуют состояния с нарушенной симметрией относительно обращения времени. Мы рассмотрели системы такого типа и показали, что функционал Гинзбурга-Ландау имеет основное состояние без ``внутреннего'' магнитного поля -- с нулевым значением плотности тока. Основное состояние было исследовано в теории возмущений по слабой неоднородности. Было показано, что в отсутствие внешнего магнитного поля неоднородности не приводят к возникновению спонтанного внутреннего магнитного поля. Расширение функционального пространства с включением сингулярных решений имеет большое значение для понимания экспериментальной ситуации в многозонных сверхпроводниках.
доклад по статье: Yu.N. Ovchinnikov, D.V. Efremov, Singular ground state of multiband inhomogeneous superconductors, Phys. Rev. B 99, 224508 (2019)