Шаблон:Группа Квантовых и Прецизионных Измерений: различия между версиями

Материал из Кафедра физики колебаний
Перейти к навигации Перейти к поиску
Строка 19: Строка 19:




Вторая половина 20-го века отмечена интенсивным развитием известных и созданием новых, в том числе новых квантовых методов измерений, а также развитием теории квантовых измерений. Исходной работой, инициировавшей создание школы "Прецизионные и квантовые измерения", можно считать статью В. Б. Брагинского [ЖЭТФ 53, 1434 (1967)]. В ней описан эксперимент, в котором продемонстрировано обнаружение отклика осциллятора на внешнее воздействие, которое изменяет его энергию на величину, много меньшую его тепловой равновесной энергии (kT). Этот результат был достигнут благодаря значительному увеличению времени релаксации осциллятора. В этой же статье было приведено доказательство существования ранее неизвестного предела чувствительности в экспериментах с пробными объектами (электромагнитными и механическими осцилляторами, свободными массами). За этим пределом, имеющим чисто квантовое происхождение, в научной литературе закрепилось название "стандартный квантовый предел" (СКП, английская транскрипция - SQL (Standard Quantum Limit)), являющееся сейчас общепризнанным. Понижение порога обнаружения внешнего воздействия и, соответственно, достижение СКП возможно при уменьшении связи пробного объекта с термостатом, т.е. диссипации (трения). Иными словами, необходимо увеличивать добротность осцилляторов или время релаксации свободных масс. Изложенный результат послужил основанием следующих трех основных направлений исследований школы:
Вторая половина 20-го века отмечена интенсивным развитием известных и созданием новых, в том числе новых квантовых методов измерений, а также развитием теории квантовых измерений. Исходной работой, инициировавшей создание научной школы "Прецизионные и квантовые измерения", можно считать статью '''В. Б. Брагинского''' [ЖЭТФ 53, 1434 (1967)]. В ней описан эксперимент, в котором продемонстрировано обнаружение отклика осциллятора на внешнее воздействие, которое изменяет его энергию на величину, много меньшую его тепловой равновесной энергии (kT). Этот результат был достигнут благодаря значительному увеличению времени релаксации осциллятора. В этой же статье было приведено доказательство существования ранее неизвестного '''предела''' чувствительности в экспериментах с пробными объектами (электромагнитными и механическими осцилляторами, свободными массами).  
За этим пределом, имеющим чисто квантовое происхождение, в научной литературе закрепилось название '''"стандартный квантовый предел"''' (СКП, английская транскрипция - SQL, Standard Quantum Limit), являющееся сейчас общепризнанным. Понижение порога обнаружения внешнего воздействия и, соответственно, достижение СКП возможно при уменьшении связи пробного объекта с термостатом, т.е. диссипации (трения). Иными словами, необходимо увеличивать добротность осцилляторов или время релаксации свободных масс. Изложенный результат послужил основанием следующих трех основных направлений исследований школы:




Строка 29: Строка 30:




В настоящее время в школу входят: руководитель, профессор С.П. Вятчанин,  профессора И.А. Биленко, М.Л.Городецкий, В.П.Митрофанов, Ф.Я.Халили, доцент С.Е. Стрыгин и старший преподаватель Л.Г. Прохоров, под руководством которых работают аспиранты и студенты.
В настоящее время в школу входят: руководитель, профессор С.П. Вятчанин,  профессора И.А. Биленко, В.П. Митрофанов, Ф.Я. Халили и доцент С.Е. Стрыгин, под руководством которых работают аспиранты и студенты.




Строка 35: Строка 36:




Члены школы внесли значительный вклад в развитие экспериментальной и теоретической физики. Наиболее яркий результат в открытие гравитационных волн (УФН, т.186, 968 (2016))
Члены школы внесли значительный вклад в развитие экспериментальной и теоретической физики. Наиболее яркий результат - открытие гравитационных волн в составе международной команды исследователей (УФН, т.186, 968 (2016))


Репортаж о лекции на физфаке
Репортаж о лекции на физфаке
Строка 43: Строка 44:
https://www.youtube.com/watch?v=3sWX2SuYK48
https://www.youtube.com/watch?v=3sWX2SuYK48


Кроме того, были реализованы несколько уникальных экспериментов, посвященных фундаментальным физическим проблемам, а также в обоснование и разработку теории качественно новых методов квантовых измерений (см. ниже). Актуальность выбора конкретных программ исследований подтверждается финансированием исследований, проводимых школой: в настоящее время, кроме гранта Министерства образования науки РФ по школе, гранта РФФИ (общая сумма 1100 тыс. руб. в год), исследования поддерживаются National Science Foundation (США) в размере 150 тыс. USD в год (начиная с 1995 г.). Этот последний грант позволяет членам школы реализовывать эксперименты на современном уровне на физическом факультете МГУ.
Кроме того, были реализованы несколько уникальных экспериментов, посвященных фундаментальным физическим проблемам, а также обоснование и разработка теории качественно новых методов квантовых измерений (см. ниже). Актуальность выбора конкретных программ исследований подтверждается финансированием исследований, проводимых школой: в настоящее время, кроме гранта Министерства образования науки РФ по школе, гранта РФФИ (общая сумма 1100 тыс. руб. в год), исследования поддерживаются National Science Foundation (США) в размере 150 тыс. USD в год (начиная с 1995 г.). Этот последний грант позволяет членам школы реализовывать эксперименты на современном уровне на физическом факультете МГУ.


Из важных результатов, полученных с 1970 по 1995 год уместно упомянуть следующие:
Из важных результатов, полученных с 1970 по 1995 год уместно упомянуть следующие:
Строка 53: Строка 54:
3. Предложены и обоснованы принципы квантовых неразрушающих измерений (КНИ - в английской транскрипции Quantum NonDemolition - QND), позволяющих преодолеть СКП [ЖЭТФ 73, 1340 (1977), Письма в ЖЭТФ 27, 296 (1978), Science 209, 547 (1980)]. Индекс цитирования последней из этих публикаций более 150. Этот новый принцип квантовых измерений во второй половине 80-х был успешно продемонстрирован в оптических опытах в нескольких лабораториях Франции и США.
3. Предложены и обоснованы принципы квантовых неразрушающих измерений (КНИ - в английской транскрипции Quantum NonDemolition - QND), позволяющих преодолеть СКП [ЖЭТФ 73, 1340 (1977), Письма в ЖЭТФ 27, 296 (1978), Science 209, 547 (1980)]. Индекс цитирования последней из этих публикаций более 150. Этот новый принцип квантовых измерений во второй половине 80-х был успешно продемонстрирован в оптических опытах в нескольких лабораториях Франции и США.


4. Предложены и созданы диэлектрические резонаторы СВЧ диапазона из сапфира с модами типа "шепчущая галерея", в них достигнута добротность, превышающая 10^{9}. Эти резонаторы успешно используются NASA во вторичныха стандартах частоты для дальней спутниковой навигации [Phys.Lett.A 120, 300 (1987)] (индекс цитирования >100).
4. Предложены и созданы диэлектрические резонаторы СВЧ диапазона из сапфира с модами типа "шепчущая галерея", в них достигнута добротность, превышающая 10^{9}. Эти резонаторы успешно используются NASA во вторичных стандартах частоты для дальней спутниковой навигации [Phys.Lett.A 120, 300 (1987)] (индекс цитирования >100).


5. Предложены и реализованы оптические микрорезонаторы, также с модами типа "шепчущая галерея", с добротностью 10^{10}, которые нашли применение ва опытах по исследованию квантово-электродинамических эффектов и в различных оптоэлектронных устройствах [Phys.Lett.A 137, 393 (1989)] (индекс цитирования 140).
5. Предложены и реализованы оптические микрорезонаторы, также с модами типа "шепчущая галерея", с добротностью 10^{10}, которые нашли применение ва опытах по исследованию квантово-электродинамических эффектов и в различных оптоэлектронных устройствах [Phys.Lett.A 137, 393 (1989)] (индекс цитирования 140).




В течение последующих  лет (1995-2017) получены следующие результаты, заслуживающие того, чтобы быть здесь отмеченными. Эти результаты в значительной мере связанны с финансируемым NSF проектом LIGO (Laser Gravitational wave Observatory).
В течение последующих  лет (1995-2020) наиболее яркие результаты в значительной мере связаны с финансируемым NSF проектом LIGO (Laser Gravitational wave Observatory).


1. Предложена и реализована уникальная подвеска оптических зеркал в 4 км резонаторе Фабри-Перо (основной элемент гравитационно-волновой антенны). В этой подвеске зеркала на кварцевой нити достигнута добротность 10^8 в маятниковой и струнной модах, что позволяет превзойти уровень чувствительновсти, соответствующий СКП [ДАН 345, 324 (1995), Phys. Lett. A 218, 164 (1996)].
1. Предложена и реализована уникальная подвеска оптических зеркал в 4 км резонаторе Фабри-Перо (основной элемент гравитационно-волновой антенны). В этой подвеске зеркала на кварцевой нити достигнута добротность 10^8 в маятниковой и струнной модах, что позволяет превзойти уровень чувствительновсти, соответствующий СКП [ДАН 345, 324 (1995), Phys. Lett. A 218, 164 (1996)].
Строка 72: Строка 73:
6. На основе оптических микрорезонаторов с модами типа "шепчущая галерея", реализована широкополосная генерация оптического излучения, состоящее из большого числа эквидистантных линий (оптические гребенки)  [Nature Photonics, т.8,  145 (2014)].
6. На основе оптических микрорезонаторов с модами типа "шепчущая галерея", реализована широкополосная генерация оптического излучения, состоящее из большого числа эквидистантных линий (оптические гребенки)  [Nature Photonics, т.8,  145 (2014)].


Число ссылок (по данным системы Истина): С.П.Вятчанин: 10560 (хирш фактор - 58), И.А.Биленко: 8737 (хирш-фактор - 52), М.Л. Городецский: 9341 (хирш фактор - 51) Ф.Я. Халили: 8469 (хирш-фактор - 51),  В.П.Митрофанов: 9033 (хирш фактор - 53), Л.Г. Прохоров: 5709 (хирш-фактор - 39), С.Е. Стрыгин: 6563 (хирш фактор - 43).
Число ссылок (по данным системы Истина): С.П.Вятчанин: 29954(хирш-фактор - 80), И.А. Биленко: 27159 (хирш-фактор - 76), Ф.Я. Халили: 26467(хирш-фактор - 74),  В.П. Митрофанов: 27261 (хирш фактор - 76), С.Е. Стрыгин: 25081 (хирш фактор - 71).
 
Эффективность работы школы можно оценить и по востребованности. В настоящее время следующие воспитанники продолжают работать в областях, близких к направлениям исследований школы: В.С. Ильченко, А.Б.  Мацко, А.В. Савченков - в OeWaves (США), И.С. Грудинин в JPL (США), М.П.Клембовский в институте квантовой оптики им.М.Планка (Германия), А. Рахубовский в Palacký University of Olomouc (Чехия), М. Коробко в институте Лазерной физики (Германия). Еще 10 воспитанников школы продолжают исследования в других областях физики.


Эффективность работы школы можно оценить и по востребованности. В настоящее время следующие воспитанники продолжают работать в областях, близких к направлениям исследований школы: В.С.Ильченко, А.Б.Мацко, А.В.Савченков - в OeWaves (США),  И.С.Грудинин в JPL (США), М.П.Клембовский в институте квантовой оптики им.М.Планка (Германия), А. Рахубовский в Palacký University of Olomouc (Чехия), М. Коробко в институте Лазерной физики (Германия). Еще 10 воспитанников школы продолжают исследования в других областях физики.
== Ссылки ==  
== Ссылки ==  
<br>
<br>

Версия 03:20, 17 декабря 2020


Источник — http://osc.phys.msu.ru/index.php?title=Шаблон:Группа_Квантовых_и_Прецизионных_Измерений&oldid=4880