Уровень: 1–2 курс
Необходимые знания: физика колебаний и волн, преобразование Фурье
Цель проекта — изучение аналогов волн Капицы в электронных жидкостях.
Пётр Капица наиболее широко известен благодаря своему маятнику, который встает в вертикальное положение при достаточно быстрых колебаниях точки подвеса (а также пионерскими работами по сверхтекучести гелия, за которые он был удостоен Нобелевской премии). Нас же будет интересовать другая, не менее изящная его работа — предсказание и наблюдение неустойчивости и возбуждения необычных волн в тонком слое вязкой жидкости, стекающей по наклонной плоскости [1,2]. Мы постараемся перенести эту идею в новый контекст — в попытке объяснить недавно обнаруженные необычные свойства графена.
Интерес к этой задаче не только в том, что она связана с графеном — сама по себе она тоже довольно любопытная. Это отличный пример того, как в потоке жидкости или газа могут спонтанно возникать волны. Классический аналог — духовые инструменты вроде флейты или кларнета. Нашу систему можно воспринимать как электронную версию флейты — и тут сразу возникает множество интересных практических вопросов.
Вот более подробное описание проекта: PDF
Вопросы: levitov@mit.edu
Рівень: 1–2 курс
Необхідні знання: фізика коливань і хвиль, перетворення Фур'є
Мета проєкту — дослідити аналоги хвиль Капіци в електронних рідинах.
Петро Капіца найбільш відомий завдяки маятнику, який переходить у вертикальне положення за достатньо швидких коливань точки підвісу (а також піонерськими роботами з надтекучості гелію, за які він був удостоєний Нобелівської премії). Нас же цікавитиме інша, не менш витончена його робота — передбачення і спостереження нестійкості та збудження незвичайних хвиль у тонкому шарі в’язкої рідини, що стікає по похилій площині [1,2]. Ми спробуємо перенести цю ідею в новий контекст — у спробі пояснити нещодавно виявлені незвичайні властивості графену.
Варто зауважити, що ця задача цікава не лише в контексті графену, але й з загальнофізичної точки зору — як приклад генерації хвиль у потоці рідини або газу. Добре відомим прикладом такого явища є духові музичні інструменти, наприклад, флейта або кларнет. Наша система може розглядатися як електронний аналог флейти, що відкриває багато цікавих прикладних питань.
Детальніший опис проєкту: PDF
Питання: levitov@mit.edu
[1] Kapitza, P. L. (1948). "Wave flow of thin layer of viscous fluid (in Russian)". Journal of Experimental and Theoretical Physics
. 18.
[2] Kapitza, P. L. & Kapitza, S. P. (1949) Wave flow of thin viscous liquid films. Zh. Exper. i Teor. Fiz. 19, 105–120.