Institutionen för beräkningsfysik KFU

Institutionen för beräkningsfysik och modellering av fysiska processer är en vetenskaplig underavdelning av Institute of Physics vid Kazan (Volga-regionens) federala universitet . Ingår i Fysiska institutionen vid Fysiska institutionen KFU. Det är en av de första avdelningarna för beräkningsfysik som skapades i Ryssland [1] [2] [3] . Institutionen är specialiserad inom området fysisk materialvetenskap, inom området för att organisera högpresterande beräkningar relaterade till modellering av de fysikaliska egenskaperna hos kondenserad materia.

Allmän information

Institutionen för beräkningsfysik vid Kazans federala universitet utbildar personal som specialiserar sig på moderna beräkningsmetoder , mjukvarusystem, informationsteknik och som har kompetens att arbeta med högpresterande beräkningsresurser , i synnerhet med datorklustret vid Kazan Federal University [4] . Vid Institutionen för beräkningsfysik vid KFU kan studenterna förvärva färdigheter i att arbeta med den senaste datatekniken i relation till fysisk forskning, samt erfarenhet av att tillämpa de förvärvade kunskaperna både i att lösa faktiska vetenskapliga forskningsfysiska problem och i utbildningsprocessen.

Lärarpersonalen vid Institutionen för beräkningsfysik representeras av Doctors and Candidates of Sciences, vilka och under vilkas ledning ett stort forskningsarbete har utförts, vars resultat har publicerats i ledande ryska och internationella publikationer [5] [ 6] [7] [8] [ 9] [10] . Anställda vid Institutionen för beräkningsfysik vid KFU är författare till monografier [11] [12] [13] [14] [15] och böcker [16] [17] ägnade termodynamik, statistisk fysik och den kondenserade materiens fysik, som är används som läroböcker för elevers fysiska och tekniska specialiteter.

Tillvägagångssätt och villkor för institutionens verksamhet bestäms av föreskrifterna om institutionen för beräkningsfysik vid Fysiska institutionen KFU [18] .

Avdelningens historia

Institutionens historia [2] [3] går tillbaka till det avlägsna 1959 och är oupplösligt förenad med namnet på den framstående fysikern Kamil Akhmetovich Valiev [19] , doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper, professor, fullvärdig medlem av Academy of Academy of Sciences of the USSR , fullvärdig medlem av vetenskapsakademin i Republiken Tatarstan, pristagare av Leninpriset och pristagare av det internationella priset E.K. Zavoisky [20] . Efter att ha avslutat sina forskarstudier vid Kazan State University (KSU) 1957 började K. A. Valiev arbeta vid Kazan State Pedagogical Institute (KSPI), där han försvarade sin doktorsavhandling. På kort tid, efter att ha gått från en universitetslektor till chefen för institutionen för fysik, i vars tjänst han stannade från 1959 till 1964, skapade K. A. Valiev en ny vetenskaplig skola, som, som en del av Kazans vetenskapliga skola för magnetisk resonans forskning, inriktad på att studera problemen med flytande materia med metoderna magnetisk resonans och optisk spektroskopi. K. A. Valievs vetenskapliga och organisatoriska verksamhet belönades med statliga utmärkelser: två Order of the Red Banner of Labour (1971, 1981), Order of the October Revolution (1988), Orders of Merit for the Fatherland , IV-grad (1999) och I-examen (2005).

Från 1984 till 2009 leddes institutionen för teoretisk fysik vid TSHPU, som är föregångaren till institutionen för beräkningsfysik vid KFU, av en av de mest framstående studenterna av KA Valiev - Renat Muzipovich Yulmetiev [21] , doktor i fysik och Mathematical Sciences, Professor, Honoured Worker Sciences of the Russian Federation (2003), Hedersprofessor vid Tatar State Humanitarian and Pedagogical University (2010).

2009 blev Anatoly Vasilievich Mokshin , doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper, expert från Ryska vetenskapsakademin , expert från ministeriet för vetenskap och högre utbildning i Ryska federationen , chef för avdelningen för avdelningen för teoretisk fysik i Ryssland. TSHPU .

Det officiella datumet för bildandet av avdelningen är den 1 juli 2011. Efter mötet för det akademiska rådet vid Tatar State Humanitarian Pedagogical University , beslutades det att döpa om Institutionen för teoretisk fysik till Institutionen för beräkningsfysik och modellering av fysiska processer [1] . Under avdelningens existens har sådana vetenskapsmän som A.A. Nefediev , A.I. Nefedeva , M.M. Zaripov, V.R. Nagibarov.

Vid tiden för skapandet av avdelningen (2011) [1] fanns det i Ryssland endast en avdelning för beräkningsfysik vid St. Petersburgs universitet (organiserad 1984 av akademikern S.P. Merkuriev ). I eran av det så kallade "nya Ryssland efter 1991" Institutionen är den första skapade institutionen för beräkningsfysik. Snart började liknande avdelningar att organiseras vid inhemska universitet, till exempel vid MEPhI , MIPT , SFU , etc.

Lärarpersonal

För närvarande är fakulteten vid Institutionen för beräkningsfysik fullt representerad av forskare som har akademiska examina av kandidater och doktorer i naturvetenskap. Institutionens lärare är ledamöter av Akademiska rådet, avhandlingsråd och uppdrag vid Fysiska institutet vid KFU.

• Mokshin Anatoly Vasilyevich — Chef, doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper, professor. Kurser som undervisas: Kvantmekanik, fasta tillståndets fysik, matematiska metoder för kondenserad materiens fysik, vätsketillståndets fysik, modern fysik.
• Nefediev Yury Anatolievich — Doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper, docent. Undervisningsområden: Astronomi, Icke-linjär spektroskopi, Vetenskaplig projektledning, Begrepp inom modern naturvetenskap.
• Khusnutdinov Ramil Minnegayazovich — Kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper, docent. Undervisningsdiscipliner: Klassisk mekanik och SRT, Elektrodynamik, Atomkärnans fysik, Introduktion till nanoteknik, Informationsteknologiska innovationer, Programmeringsspråk och metoder.
• Galimzyanov Bulat Nailevich — Kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper, docent. Undervisningsområden: Datormodellering, Datordesign, Design, Datormodellering av processer.
• Demin Sergey Anatolievich — Kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper, docent. Undervisningsområden: Teknik och datorgrafik, Datorteknik i innovation och pedagogisk verksamhet, Problem med innovation, Automatiska designsystem.
• Fayrushin Ilnaz Izailovich — Kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper, docent. Undervisningsdiscipliner: Introduktion till plasmafysik, informationsteknologi i innovation, datateknik i innovation och utbildningsverksamhet, begrepp inom modern naturvetenskap.

Utbildningsaktiviteter

Vid genomförandet av utbildningsaktiviteter introduceras och används informationsteknologier på institutionen. Hittills har personalen på avdelningen utvecklat en uppsättning elektroniska utbildningsresurser om datormodellering av fysiska processer [22] [23] [24] [25] [26] .

Forskningsaktiviteter

Nyckelområden för forskningsverksamhet:

Simulering av dynamiska processer i kondenserade media

• Kvantmekanisk ( ab-initio ) modellering av atomär/molekylär dynamik;
• Modellering av klassisk dynamik (Newtonsk, Langevin, stokastisk, hydrodynamik);
• Monte Carlo simulering ;
• Teoretisk beskrivning av dynamiska processer och strukturella egenskaper i oordnade kondenserade medier (vätskor, amorfa system, kvasikristaller, lösningar, polymerer, etc.);
• Konstruktion av effektiva potentialer för interpartikelinteraktion;
• Utveckling av nya modelleringsmetoder (hybridmetoder, mesoskopisk dynamik);
• Modellering av fasövergångar och kritiska fenomen;
• Numeriska studier av påverkan av yttre påverkan på kondenserade systems mikroskopiska egenskaper.

Studie av komplexa icke-Hamiltonska system (biologiska, sociala, ekonomiska, geologiska, etc.) med metoder för modern statistisk och beräkningsfysik

• Utveckling av metoder för analys av komplexa system;
• Studie av fluktuationer och brus i dynamiken hos komplexa system;
• Utveckling av algoritmer för mönsterigenkänning;
• Undersökning av effekterna av statistiskt minne i dynamiken i komplexa system.

Utländska och inhemska partner

Institutionen bedriver gemensam forskning med inhemska institut och universitet, och samarbetar också aktivt med utländska partners, inklusive Universität Augsburg , Sapienza - Università di Roma , Université Claude Bernard Lyon , Universitat Politècnica de Valènci och andra.

Det internationella samarbetet

• Universität Augsburg (Austburg, Tyskland)
• Sapienza - Università di Roma (Rom, Italien)
• Université Claude Bernard Lyon (Lyon, Frankrike)
• Universitat Politècnica de Valenci (Valencia, Spanien)
• University of London (London, Storbritannien)
• California Institute of Technology (Pasadena, Kalifornien, USA)
• University of Johannesburg (Johannesburg, Sydafrika)
• University of Tokyo (Tokyo, Japan)

Samarbete med inhemska vetenskapliga och utbildningsinstitutioner

• Udmurt Federal Scientific Center för Ural-grenen av Ryska Vetenskapsakademin (Izhevsk)
• Institutet för teoretisk fysik. L.D. Landau (Moskva)
• Moscow State Technical University uppkallad efter N. E. Bauman (Moskva)
• Institutet för termisk fysik, Ural-grenen av Ryska vetenskapsakademin (Yekaterinburg)
• Institutet för högtrycksfysik. L.F. Vereshchagin (IFVD RAS, Troitsk)
• Kazan National Research Technical University A. N. Tupolev (Kazan)
• Forskningsinstitutet för fysik och kemi. L.Ya. Karpov (Moskva)
• Ulyanovsk State University (Ulyanovsk)
• Tver State University (Tver)

Utmärkelser och prestationer

Studenter och doktorander som studerar vid institutionen är innehavare av priser och stipendier:

• stipendium av borgmästaren i Kazan
• Stipendium av Ryska federationens president
• särskilda statliga stipendium från regeringen i republiken Tadzjikistan
• nominellt stipendium till dem. R.M. Yulmeteva
• personligt pris av Ak Bars bank inom ramen för den republikanska tävlingen "50 bästa innovativa idéer för Republiken Tatarstan".

Institutionen för media

• KFU-upptäckt: Hur påverkar tryck amorfa legeringar?
• Forskare från Kazan har utvecklat en datormodell för att testa metallegeringar
• Studie av nitinoldeformationer för att berika förståelsen av material med riktade egenskaper
• Nitinols mekaniska respons på deformationer ger insikt i material med målinriktade egenskaper
• Effekt av tryck på amorfa metallegeringar
• Baserat på algoritmerna skapade av KFU-fysiker har svenska forskare utvecklat ett unikt mjukvarupaket
• Alla vätskor har egenskaperna hos fasta ämnen
• Experiment bekräftar att vätskor visar egenskaper hos fasta kroppar i mikroskopiska skalor
• Amorfa material kommer att användas i medicinska och industriella tillämpningar
• KFU-forskare föreslog när självisoleringsregimen i Ryssland kommer att upphöra
• KFU hittade ett sätt att spåra nanosprickor i amorfa metaller

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 Utdrag ur protokoll nr 15 från mötet i det akademiska rådet vid Tatar State Humanitarian and Pedagogical University daterat den 23 mars 2011
2. ↑ 1 2 Aganov A. V. Salakhov M. Kh. Fysikens och astronomiens historia vid Kazans universitet i 200 år . - Kazan: Kazan State University, 2007. - ISBN 978-5-98180-443-4 , 5-98180-443-2.
3. ↑ 1 2 Sinitsyn O.V. Tatar State Humanitarian Pedagogical University i konstellationen av universiteten i Kazan (till 130-årsdagen av dess grundande)  // Filologi och kultur. - 2006. - Utgåva. 5 . — S. 10–15 . — ISSN 2074-0239 .
4. ↑ Beräkningskluster av KFU . (obestämd)
5. ↑ Anatoly Vasilyevich Mokshin, lista över vetenskapliga publikationer . (obestämd)
6. ↑ Nefediev Yuri Anatolyevich, lista över vetenskapliga publikationer . (obestämd)
7. ↑ Khusnutdinov Ramil Minnegayazovich, lista över vetenskapliga publikationer . (obestämd)
8. ↑ Galimzyanov Bulat Nailevich, lista över vetenskapliga publikationer . (obestämd)
9. ↑ Demin Sergey Anatolyevich, lista över vetenskapliga publikationer . (obestämd)
10. ↑ Fayrushin Ilnaz Izailovich, lista över vetenskapliga publikationer . (obestämd)
11. ↑ Mokshin Anatoly Vasilyevich. Mikroskopisk dynamik hos enkla vätskor / A.V. Mokshin, R.M. Yulmetiev. - Kazan: Center for Innovative Technologies, 2006 - 152c. . repository.kpfu.ru (1 januari 2006). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
12. ↑ Mokshin Anatoly Vasilyevich. Fluktuationer och ljud i komplexa system av levande och icke-levande natur / redigerad av R.M. Yulmeteva, A.V. Mokshina, S.A. Demina, M.Kh. Salakhova. - Kazan: RIC . repository.kpfu.ru (1 januari 2008). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
13. ↑ Mokshin Anatoly Vasilyevich. Dynamiska fenomen i komplexa system / redigerad av A.V. Mokshina, S.A. Demina, R.M. Khusnutdinova, O.Yu. Panishchev. - Kazan: Publishing House för ministeriet för utbildning och vetenskap i Republiken Tatarstan, 2011. - 308 s. . repository.kpfu.ru (1 januari 2011). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
14. ↑ Galimzyanov Bulat Nailevich, Mokshin Anatoly Vasilyevich. Molekylär dynamik under strukturella transformationer och fasövergångar i oordnade system . repository.kpfu.ru (1 januari 2017). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
15. ↑ Bulat Nailevich Galimzyanov, Anatoly Vasilyevich Mokshin, Ramil Minnegayazovich Khusnutdinov. Fysikaliska och mekaniska egenskaper hos amorfa system med inhomogena lokala viskoelastiska egenskaper . repository.kpfu.ru (1 januari 2021). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
16. ↑ Grunderna i modellering av molekylär dynamik | Mathesis onlinebutik . shop.rcd.ru _ Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
17. ↑ Mokshin Anatoly Vasilyevich. Statistisk fysik för oordnade kondenserade medier. Teori och modellering (lärobok) . repository.kpfu.ru (1 januari 2020). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
18. ↑ Föreskrifter om Institutionen för beräkningsfysik KFU . (obestämd)
19. ↑ [Akademiker K.A. Valiev. Valiev i memoarer / [responsor. ed. A.A. Orlikovsky]; Fysikaliskt-tekniska institutet RAS. — M.: Nauka, 2015. — 183 sid. ISBN 978-5-02-039091-1 (i trans.). ].
20. ↑ Internationella priset uppkallat efter E.K. Zavoisky . (obestämd)
21. ↑ Yulmetiev Renat Muzipovich . (obestämd)
22. ↑ Galimzyanov Bulat Nailevich, Mokshin Anatoly Vasilyevich. Datorsimulering av fysiska processer . repository.kpfu.ru (1 januari 2017). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
23. ↑ Mokshin Anatoly Vasilyevich. Kärnfysik . repository.kpfu.ru (1 januari 2017). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
24. ↑ Anatoly Vasilyevich Mokshin, Ramil Minnegayazovich Khusnutdinov. Elektricitet och magnetism: ett läromedel . repository.kpfu.ru (1 januari 2021). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
25. ↑ Galimzyanov Bulat Nailevich, Mokshin Anatoly Vasilyevich. Grunderna i molekylär dynamikmodellering . repository.kpfu.ru (1 januari 2021). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)
26. ↑ Anatoly Vasilyevich Mokshin, Ramil Minnegayazovich Khusnutdinov. Samling av uppgifter för kursen "Beräkningsfysik" . repository.kpfu.ru (1 januari 2021). Hämtad: 8 oktober 2022. (ryska)

Litteratur

• Aganov A. V. Salakhov M. Kh. Fysik och astronomis historia vid Kazan University över 200 år. - Kazan: Kazan State University, 2007. - ISBN 978-5-98180-443-4, 5-98180-443-2
• Gafarov I. A. Tatar State Humanitarian Pedagogical University - 130 år. - TGGPU, Kazan: Idel-Press, 2006. - 288 sid. — ISBN 5-87730-118-3
• Akademikern K.A. Valiev. Valiev i memoarer / [responsor. ed. A.A. Orlikovsky]; Fysikaliskt-tekniska institutet RAS. — M.: Nauka, 2015. — 183 sid. - ISBN 978-5-02-039091-1 (i översättning).
• Galimzyanov BN, Mokshin AV Grunderna i modellering av molekylär dynamik: en handledning. M.-Izhevsk: Institutet för datorteknik, 2018. - 106 sid. — ISBN 978-5-4344-0532-4
• Mokshin AV Statistisk fysik för oordnade kondenserade medier. Teori och modellering (lärobok). Kazan: RIC-skolan, 2020. - 171 sid.

Länkar

• Institutet för fysik Kazan (Volga-regionen) Federal University
• Avdelningens officiella hemsida