Первым значительным результатом Теоретического отдела является развитая Ю. М. Каганом общая теория разделения изотопных газовых смесей на пористых средах, охватывающая весь диапазон давлений от кнудсеновского режима до гидродинамического. Результаты теории эффективно использовались при количественных расчетах, связанных с проблемой разделения изотопов.
В 60-е годы Ю. М. Каган, Л. А. Максимов, А. М. Афанасьев и Ю. В. Михайлова создают кинетическую теорию молекулярного газа с вращательными степенями свободы. В теорию, наряду с вектором скорости, вводится вектор вращательного момента молекулы, что радикально изменяет всю структуру классической теории газов. Играющий принципиально важную роль новый вектор, составленный из векторов скорости и вращательного момента, получил в литературе название ϻвектора КаганаЋ. Была построена общая теория явлений переноса во внешних магнитном и электрическом полях, которая позволила объяснить природу известного еще с 30-ых годов эффекта Зенфтлебена (изменения кинетических коэффициентов молекулярного газа в магнитном поле). Эта теория индуцировала широкий круг экспериментальных исследований в лабораториях нашей страны и за рубежом.
В те же годы проводятся исследования в области физики твердого тела. Развивается теория эффекта Моссбауэра в регулярных и нерегулярных кристаллах, с учетом роли релаксационных процессов (А. М. Афанасьев и Ю. М. Каган). Предсказывается существование квазилокальных фононных уровней в кристалле с тяжелыми примесями (Ю. Каган, Я. Иосилевский) и резкие аномалии в температурной зависимости термодинамических и кинетических величин в кристаллах с дефектами (Ю. Каган, А.П. Жернов). Л. А. Максимов и А. Н. Козлов развили теорию экситонного диэлектрика. Л. А. Максимов и Ю. В. Михайлова построили нестационарную теорию кинетики зародышеобразования в пересыщенных твердых растворах.
Существенный вклад внесен в развитие микроскопической теории металлов. В большом цикле работ Ю. М. Кагана и Е. Г. Бровмана была построена последовательная многочастичная теория электронных и фононных свойств непереходных металлов. Была установлена природа непарных ковалентных сил в металлах, решена проблема динамической и статической сжимаемости, выявлены новые особенности в фононных спектрах металлов, впоследствии идентифицированные экспериментально. Была предсказана логарифмическая особенность в фононном спектре при наличии плоских участков поверхности Ферми, играющая важную роль в современной теории низкоразмерных полупроводников. Этот цикл работ был удостоен в 1975 г. премии им. М. В. Ломоносова.
К этому циклу работ примыкают известные работы по теории метастабильной фазы металлического водорода, в которых было найдено уравнение состояния в широком диапазоне давлений и дана оценка давления перехода из молекулярной фазы в металлическую.
Цикл работ Ю. М. Кагана и А. М. Афанасьева положил начало новому направлению исследований в области взаимодействия ядерных излучений с веществом и созданию теории коллективных когерентных резонансных явлений. В первую очередь - это предсказание эффекта подавления неупругих каналов ядерной реакции, когда кристалл становится прозрачным для гамма квантов и нейтронов. Это явление (получившее название эффекта Кагана-Афанасьева) вскоре был обнаружено и детально исследовано экспериментально. Было развито представление о делокализованных по кристаллу ядерных экситонах и предсказан уникальный характер их распада. За этот цикл работ авторам была присуждена Государственная премия (1976 г). На основе развитых идей была построена теория возбуждения мессбауэровских уровней и зависящей от времени ядерной дифракции в поле синхротронного излучения (Ю. М. Каган, А. М. Афанасьев и В. Г. Кон). Идеи и результаты теории являются базисными для многочисленных экспериментальных исследований.
А. М. Афанасьев и В. Г. Кон внесли существенных вклад в теорию динамической дифракции неоднородных рентгеновских пучков в совершенных кристаллах и в кристаллах с дефектами, заложившей основы современной топографии (изображения) дефектов. Развита теория дифракционной фокусировки расходящихся рентгеновских пучков. Теоретически исследован эффект аномальной прозрачности кристалла при многоволновой дифракции. Недавно впервые и через 100 лет после открытия рентгеновских лучей была предложена идея рефракционной линзы для фокусировки пучков жЈсткого рентгеновского излучения, (В. Г. Кон) реализованная экспериментально на синхротронных источниках третьего поколения.
В цикле работ Ю. М. Кагана и Ю. В. Кононца впервые развита квантовая теория каналирования. Позднее был получен ряд существенных результатов в теории электрон-фотонного взаимодействия в ориентированных монокристаллах в области сверхвысоких энергий (Ю. В. Кононец).
Ю. М. Каган и И. М. Лифшиц построили теорию квантовой кинетики распада метастабильной фазы через подбарьерное рождение зародышей стабильной фазы. Существенным вкладом в развитие теории было включение в кинетику распада диссипативных процессов (С. Н. Бурмистров и Л. Б. Дубовский).
Ю. М. Каган, Л. А. Максимов и Н. В. Прокофьев развили основные представления в теории квантовой диффузии атомов в диэлектриках, металлах и сверхпроводниках. Специальный интерес представляло предсказание эффекта самолокализации, обусловленного взаимодействием диффундирующих частиц. Все аспекты теории были подтверждены экспериментально. Эти работы были отмечены Ленинской премией (Ю. М. Каган, Л. А. Максимов, 1986 г.). Целый ряд принципиальных результатов был получен в теории аморфных систем, основанных на специальной роли коллективных возбуждений (А. Л. Бурин, Ю. М. Каган и Л. А. Максимов).
А. Н. Козлов и Л. Б. Дубовский развили теорию сверхпроводимости с учетом сильного взаимодействия электронов с мягкими фононными модами. Целый ряд оригинальных результатов был получен в теории высокотемпературной сверхпроводимости, в частности в анализе роли спиновых поляронов (А. Н. Козлов и Л. А. Максимов).
В последние годы было предпринято широкое исследование проблемы бозе-конденсации в метастабильных газах при сверхнизких температурах (Ю. М. Каган, Б. В. Свистунов, В. С. Бабиченко). Был проведен детальный анализ кинетики формирования бозе-конденсата и его динамических и спектральных свойств. Среди результатов следует выделить предсказание эффекта падения скорости неупругих процессов при образовании бозе-конденсата и квазиконденсата с особыми корреляционными свойствами в двумерном случае. Эти явления были недавно открыты экспериментально. Анализ стабильности спин-поляризованного атомарного водорода привел к предсказанию существования неустранимого канала распада - трехчастичной дипольной рекомбинации, обнаруженного позднее экпериментально.
Одно из последних достижений - построение нового статистически точного метода квантового Монте-Карло , получившего общее название метода диаграммного Монте-Карло. В рамках общего метода сформулирован мощный алгоритм Червя для решения широкого класса дискретных многочастичных систем. Новый метод позволил решить целый ряд задач, таких как фазовая диаграмма одномерной разупорядоченной бозонной решеточной модели, спектр элементарных возбуждений спиновой цепочки, кулоновская блокада, полярон Фрелиха, квазиконденсация в двумерном бозе-газе и др. (Н. В. Прокофьев, Б. В. Свистунов, И. С. Тупицын, А. С. Мищенко).
created: 20.02.00, last modified: 20.02.00 [ назад ]