27.04.2023 10:21
Новости.
Просмотров всего: 5914; сегодня: 1.

Учёный ТГУ предложил новый подход к изучению квантовой турбулентности

Последние результаты исследования тольяттинского физика могут приблизить научный мир к пониманию того, как возникает и развивается на квантовом уровне турбулентный поток.

Сценарий развития квантовой турбулентности на начальной стадии описал профессор института математики, физики и информационных технологий Тольяттинского государственного университета (ТГУ) Сергей Талалов. Его выводы опубликованы в научном журнале Physics of Fluids*. Это уже четвертая статья тольяттинского учёного, посвящённая вопросам изучения квантовой механики вихрей за последние два года. Все четыре статьи были опубликованы в высокорейтинговых научных журналах, что показывает интерес научного сообщества к предлагаемой теории. Исследования изложены на английском языке.

В первых двух работах Сергей Талалов предложил новый подход в квантовании вихревых колец. Квантование – процесс сопоставления классической физики с квантовой системой, например законов маятника с колебаниями молекул, учитывая при этом квантовые эффекты. В исследованиях 2023 года учёный применил полученные в 2021–2022 годах результаты к некоторым аспектам теории квантовой турбулентности.

– Турбулентность – очень сложное явление даже в классической физике. До сих пор нет чётких представлений о том, как она возникает, – поясняет Сергей Талалов. – Один из наиболее выдающихся физиков-теоретиков XX века Вернер Гейзенберг говорил по этому поводу, что хотел бы задать Богу два вопроса: о причине относительности и о причине турбулентности. «Но думаю, что Господь может ответить мне только на первый из них», – произнес Гейзенберг. Одна из известных моделей квантовой турбулентности описывает её как клубок вихрей. Однако квантование самого вихря, а также описание взаимодействия вихрей на квантовом уровне уже само по себе является проблемой. Изучение начальной стадии процесса, когда турбулентность появляется из одиночного вихря, приближает нас к пониманию того, как зарождается это явление.

Так, в последних исследованиях учёный вычислил матрицу плотности развивающегося турбулентного потока и предложил общее выражение для статистической суммы турбулентного потока – важных в квантовой механике величин.

Несмотря на то, что исследование носит фундаментальный, а не прикладной характер, более глубокое понимание квантовой турбулентности может продвинуть науку в описании классической турбулентности. Эти знания в будущем позволят улучшить инженерные решения в областях, где поведение жидкостей и газов, таких как вода и воздух, является ключевым вопросом.

– Одна из наиболее известных квантовых систем, которая сегодня имеет практическое применение, это лазер, или оптический квантовый генератор. Уравнения, описывающие этот процесс, были выведены в 1930-х годах. Экспериментальную установку, демонстрирующую работу лазера, собрали в 1960-е годы, но сфера её применения ещё долгое время оставалась неясной. Это было «готовое решение ещё не известных проблем». Сегодня лазер используется в самых разных отраслях науки и техники, в быту. Однако потребовались десятилетия, чтобы фундаментальные исследования перешли в практическую плоскость, – поясняет Сергей Талалов.

*Входит в первый квартиль Q1 (высокорейтинговые журналы) крупнейшей базы данных научной информации Scopus.

 Вернер Карл Гейзенберг (1901–1976) – один из создателей квантовой механики.

Тольятти Самарской области является моногородом в соответствии с официальным перечнем моногородов, утвержденным Правительством Российской Федерации. Моногород - населенный пункт, экономическая деятельность которого тесно связана с единственным (градообразующем) предприятием или группой жестко интегрированных между собой предприятий. Развитие моногородов России предусматривает меры по диверсификации экономики, развитию социально-экономического положения и улучшению городской среды.

Тематические сайты: Наука, Технологии
Сайты моногородов субъектов РФ: Самарская область - Тольятти

Ньюсмейкер: Тольяттинский государственный университет — 320 публикаций
Сайт: www.tltsu.ru/about_the_university/news/detail.php?ID=370960

Интересно:

Выставка «Живоносные силы искусств… с верой, надеждой, любовью...»
17.09.2026 09:53 Новости
Выставка «Живоносные силы искусств… с верой, надеждой, любовью...»
Творческая выставка «Живоносные силы искусств… с верой, надеждой, любовью...» в Московской государственной Консерватории имени П.И. Чайковского (корпус Большого концертного зала) представление проекта в фойе первого амфитеатра 17 сентября 2026 года, начало в 17.30 Московская Консерватория (знаковый объект культурного наследия и ведущий музыкальный вуз страны и мира) встречает свое 160 - летие уникальными творческими событиями, в числе которых с 01 сентября по 05 октября 2026 года проводится Выставка «Живоносные силы искусств… с верой, надеждой, любовью...» (живопись, графика, лаковая миниатюра, стекло, батик, керамика, хрусталь). В экспозиции представлены произведения известных российских художников — членов авторитетных профессиональных союзов и объединений, в том числе Союза художников России, Московского Союза художников, Союза художников Подмосковья, Союза художников Санкт ...
3D-печать вышла из ниши
15.09.2026 19:38 Мероприятия
3D-печать вышла из ниши
Третий Аддитивный форум, организованный АО «Лазерные системы» в партнерстве с Академией аддитивных технологий «Цифра Цифра», показал: технологии 3D-печати стали не только технически эффективными, но и экономически востребованными – всё больше предприятий начинают внедрять их в свои производственные цепочки. Александр Ситов, председатель Комитета по промышленной политике, инновациям и торговле Санкт-Петербурга открывая форум, сказал: «В Петербурге аддитивные технологии уже перешли из разряда сложных инноваций в категорию реально работающих промышленных инструментов. Каждая пятая организация в стране, разрабатывающая аддитивные технологии для прототипирования и 3D-печати изделий из металла, находится в Северной столице. Для судостроения, машиностроения, приборостроения – это прямой путь к технологическому суверенитету. Петербург по традиции задаёт стандарт применения перспективных...
Деньги, дела и место в истории барона Александра Штиглица
13.09.2026 11:13 Персоны
Деньги, дела и место в истории барона Александра Штиглица
13 сентября 1814 года родился барон Александр Людвигович фон Штиглиц. Человек, имя которого должно стоять в одном ряду с крупнейшими русскими предпринимателями и благотворителями. Барон Александр Штиглиц строил фабрики и дороги, создавал финансовую систему страны. Наравне с другими "русскими иностранцами", такими как Людвиг Нобель и Франц Сан-Галли, работал для России и считал это делом чести. Но XX век с его революциями и войнами почти стер из человеческой памяти имя мецената. Только в начале XXI века в России начали восстанавливать историю его жизни, которую он полностью посвятил этой стране. Репутация дороже денег Александр Штиглиц родился в 1814 году в Петербурге. Его отец Людвиг, купец первой гильдии, приехал в Россию из немецкого княжества Вальдеке в поисках денег всего за 10 лет до рождения сына. Здесь его дела пошли в гору. Он основал собственный банкирский дом и получил...
Премьера фильма «Руки, что держат небо» пройдет в Сочи
10.09.2026 18:03 Мероприятия
Премьера фильма «Руки, что держат небо» пройдет в Сочи
16 сентября в Сочи, в рамках XXI Международного кинофестиваля «Победили вместе» имени Владимира Меньшова, состоится премьера документального фильма «Руки, что держат небо». Кинокартина о проекте, объединившем тысячи добровольцев всей страны, создана оргкомитетом национальной премии «Хрустальный компас», Русским географическим обществом, телекомпанией «Под знаком Пи» и продюсерским центром «Чайка» при поддержке фонда помощи «Русский Крест». Фильм «Руки, что держат небо», рассказывает о масштабном проекте «Общее дело. Возрождение деревянных храмов Севера», получившем благословение Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Кирилла и отмеченного национальной премией «Хрустальный компас». С 1917 года количество храмов на Севере сократилось с 1302 до менее чем 400. Без срочных действий оставшаяся часть наследия тоже могла исчезнуть. Отец Алексей Яковлев и его супруга Татьяна побывали на...
Знамя победы над Веной
09.09.2026 09:05 Аналитика
Знамя победы над Веной
Только вдумайтесь: размер этого красного полотнища с пятиконечной звездой, серпом и молотом — 40 квадратных метров! Специально сконструированное устройство несколько раз поднимало его над столицей Австрии. Советские войска овладели городом 13 апреля 1945 года. Сейчас Венское Знамя Победы хранится в Центральном музее Вооружённых сил. История сохранилась в документах, которые сопровождают указанный музейный экспонат.  Лейтенант Арон Эммануилович Стомахин предложил сконструировать специальный аэростат, с помощью которого можно было подавать с большой высоты световые сигналы. Парашютисты при приземлении могли бы ориентироваться на них и быстро собраться в одном месте после десантирования. Сказано — сделано. С помощью специалистов из Центрального аэрогидродинамического института изготовили небольшой аппарат (типа аэростата) объемом 17 кубических метров. Он был наполнен водородом и был...