В гравитационных антеннах третьего поколения (LIGO Voyager и один из Телескопов Эйнштейна) диапазон наблюдений будет начинаться от 10 Гц. Какие механизмы потерь существенны при таких частотах?

На этот вопрос призван ответить специальный механический резонатор, разработанный аспирантом кафедры физики колебаний Ярославом Клочковым под руководством профессора Валерия Павловича Митрофанова, который они описали в Review of Scientific Instruments.

Резонатор сделан из кремниевой пластины, он состоит из 4 связанных маятников: вытравленных в кремнии спиралей – «пружинок» и «грузиков» на их концах. За счет попарно-противофазного движения маятников на частоте f=62 Гц потери в месте закрепления минимальны, и на первый план при комнатной температуре выходит термоупругий механизм. Понижая температуру до точки 123 К, в которой коэффициент теплового расширения кремния проходит через нуль, удалось повысить добротность до 10 миллионов, когда становятся заметны еще более слабые механизмы, связанные с дефектами кристалла.

Вот и на нашем радиофизическом отделении наступает мероприятие "Кафедры от А до Я"!

Завтра и послезавтра студенты и аспиранты кафедры физики колебаний расскажут всю правду о преподавателях, учебе и жизни на кафедре 🤫

🗓Четверг и пятница 24, 25 апреля
🕰 с 12:30 до 13:30
📍в холле ЦФА

Презентация 10-й лекции по теории колебаний: мягкий и жесткий режим возбуждения. Примеры автоколебаний в системах релаксационного типа. Устойчивые и неустойчивые состояния в RC-цепочке с газоразрядным элементом.

На сегодняшней лекции обсудили предельные циклы на фазовой плоскости и на страницах фантастических рассказов, а также разобрались, что же с точки зрения теории колебаний происходит при игре на стеклянной гармонике.
Презентация лекции - в следующем сообщении.

Это была насыщенная неделя... 😅
Выступления наших студентов и аспирантов на конференции "Ломоносов - 2025".

Запись доклада проф. С.Н.Манцевича доступна по ссылке.

На очередном научном семинаре в ближайшую среду:

профессор кафедры физики колебаний
Манцевич Сергей Николаевич

сделает доклад по мотивам недавней статьи в Physical Review_A,
написанной им в соавторстве с аспирантами кафедры Екатериной Костылевой и Андреем Данилиным:

Генерация оптических гребенок с системе с петлей смещения частоты в случае многочастотной оптической накачки

⏰Когда? Среда, 16 апреля в 15:20
📍Где? Ауд. 5-50
�� Ссылка для подключения

В четверг на пятой паре кафедра физики колебаний приглашает студентов младших курсов:
зав. каф. физики колебаний проф. С.П. Вятчанин и сотрудники кафедры расскажут об основных тематиках научных исследований.

⏰ Когда? Четверг, 17 апреля в 17:00
📍Где? Ауд. 3-62

"Так он кружит около озера, оставаясь на геометрическом месте точек, где существует равновесие. И если мы ничего не предпримем, он так и будет бегать по этому кругу, как в хороводе..."

Рассказ Айзека Азимова 'Хоровод" из сборника новелл "Я, робот" замечателен не только как первое произведение, в котором были сформулированы знаменитые три закона робототехники, но и как доходчивая иллюстрация идеи устойчивого предельного цикла.

Под действием второго закона робототехники (повиновение приказам) робот должен приближаться к меркурианскому озеру, но третий закон (самосохранение) велит ему удаляться от опасного места. В результате на некотором расстоянии от озера, где противоположные действия скомпенсированы, робот выходит на устойчивую орбиту, подобно точке на фазовой плоскости при автоколебаниях.

#цитатник_колебателя

Важное объявление от наших выпускников и коллег из Института Космических Исследований РАН:
в эту субботу — день открытых дверей! 🚀

Ссылка на запись доклада чл.-кор. РАН М.А. Пантелеева

.... а к чему это? К тому, что мы на лекциях начали тему "автоколебания". Презентация в приложенном файле

Подводя итоги опроса недельной давности ...

#цитатник_колебателя не будет полон без четверостишья "Бычок", написанного Агнией Барто почти 90 лет назад, в 1936 году. Уже к концу 20 века только специалисты в антиквариате понимали о какой игрушке идет речь в стихотворении.

А то, что речь идет об автоколебательной системе, догадывался еще более узкий круг лиц. Впрочем, он несколько расширился после Всероссийского Турнира Юных Физиков, где этот сюжет стал одной из семнадцати задач 2024 года.

Благодарим за демонстрацию игрушки ст. преп. Татьяну Борисовну Косых.

В апрельском номере ведущего отечественного журнала Письма в ЖЭТФ вышла статья студента магистратуры кафедры физики колебаний М.А. Колюшенкова и профессора кафедры А.П. Пятакова, написанная в сотрудничестве с видным теоретиком в области магнетизма проф. А.К. Звездиным.

В статье рассматривается, как переключаются спины магнитных ионов в двумерных (толщиной в считанные молекулы) магнитных материалах под действием электрических и магнитных полей. Оказалось, что при определенных значениях констант магнитной анизотропии можно вызывать декомпенсацию намагниченности в плоскости 2D материала.

Почему это важно? Не стоит забывать, что спин - это прежде всего про механический момент, а потом уже про магнетизм. Если спины декомпенсированы, значит за счёт закона сохранения момента импульса можно заставить пленку колебаться, превратив ее в микроэлектромеханическое устройство (см. сюжет 🚁
"Что общего у квадрокоптера и антиферромагнетика" о другой работе Максима Колюшенкова и его науч. руководителя А.П. Пятакова).

Ссылка на запись доклада А.М. Мумлякова (ИНМЭ РАН)

Ну, а пока отгадываем тему следующей лекции,
презентацию сегодняшней, самой серьезной лекции семестра, посвященной ключевому для курса методу ММА (Медленно Меняющихся Амплитуд) можно скачивать из файла, приложенного к этому сообщению.

Детальный вывод сильного и слабого резонансов для параметрически регенерированной системы приведен в видео (он, правда, сделан методом гармонического баланса, но для поиска стационарных амплитуд, без анализа устойчивости, старый и новый методы взаимозаменяемы).

PS. А тем, кто устал от сильного и даже слабого резонансов, предлагаем лекцию по теории колебаний для кошечек, прочитанную сегодня З.А. Пятаковой.

Кто не понял, это наш ответ на всем известное четверостишье, которое, если верить детским психологам, говорит нам о преодолении страха неопределенности при движении вперед.

А если взглянуть с точки зрения физика, о каком типе колебательных систем в нём идет речь?

В эту среду на научном семинаре кафедры
Александр Михайлович Мумляков из ИНМЭ РАН,
расскажет про гибридные наноструктуры на основе углеродных наностенок: синтез, интеграция и применение в микроэлектронных и фотонных устройствах.


⏰Когда? Среда, 2 апреля в 15:20
📍Где? Ауд. 5-50
�� Ссылка для подключения

Пришла пора внести ясность в вопросе об оптимальном катании на скейтборде и привести кривую для высоты центра масс.

Большинство принявших участие в опросе уловило аналогию с параметрической раскачкой на качелях и, возможно, поэтому выбранная ими стратегия оказалась далёкой от оптимальной...

Действительно, на качелях нужно вставать при прохождении положения равновесия, но движение в транзите рампы принципиально отличается от траектории на качелях тем, что это движение по горизонтальной прямой, а значит, в отсутствие сил инерции.

В идеале резко вставать нужно в нижних точках "радиусов" (красный ломаный график), когда скорость (и центробежная сила) максимальна, а траектория ещё криволинейна - работа тогда будет наибольшей. Однако человек не способен ни развивать, ни даже выдерживать такие ускорения.

В реалистичной модели процесс подъёма растягивается на всё время прохождения "радиуса", а в транзите следует садиться, возвращая центр масс в исходное состояние.

Лекция 7. Параметрическое воздействие с частотами, соизмеримыми с частотой колебаний системы.

Параметрический резонанс в линейных и нелинейных системах.

На лекциях по теории колебаний начали тему параметрической генерации.
На видео - параметрическая накачка крутильного маятника, в просторечии - "фурчалка" (включите звук!).
Презентация лекции - в следующем сообщении.

В ближайшую среду на семинаре кафедры физики колебаний  выступит аспирант кафедры

Альберт Назмиев

Тема "Оптомеханическое и электрооптическое детектирование резонансных сигналов с исключением обратного флуктуационного влияния в широкой полосе частот"
(кандидатская диссертация, представляемая к защите)

⏰Когда? Среда, 26 марта в 15:20
📍Где? Ауд. 5-50
�� Ссылка для подключения

В связи с открытием катального сезона, а также темой следующей лекции по теории колебаний, небольшой опрос:
на каком участке рампы скейтбордист должен садиться, а на каком вставать?

Графики, опубликованные прошлым летом в Physical Review Research японскими исследователями, получены методом захвата движения и соответствуют вертикальному ускорению центра масс скейтбордиста при движении от левого края рампы к правому. Вертикальные линии - отделяют зону транзита (прямого участка) от "радиусов" (полукруглых горок). Сиреневая кривая - рассчитанная оптимальная стратегия.

Сотрудники, аспиранты и студенты кафедры физики колебаний ежегодно участвуют в конференции, проходящей в пансионате МГУ "Красновидово", которую организуют наши коллеги по радиофизическому отделению.

В этот раз XXXVI Всероссийская школа-семинар «Волновые явления: физика и применения» имени проф. А.П. Сухорукова («Волны-2025»)
пройдет с 1 по 6 июня 2025 г.

Тематический охват конференции весьма широк: от нанофотоники до биомедицинских приложений, призываем коллег присоединяться!

Дедлайн подачи заявок уже очень скоро: 25 марта 2025 г.

🌐 Сайт конференции

- что общего у советского академика и индийского мага? 👳‍♀
- электролобзик в физической демонстрации 🪚
- плавание килем вверх под левитирующей жидкостью 🛳
- динамическая стабилизация на службе у биопринтинга 🔊

об этом и многом другом - в прошедшей сегодня лекции, посвященной колебательным системам с быстро меняющимися параметрами.

Презентация лекции - в следующем сообщении ⬇️

В среду на очередном научном семинаре кафедры с докладом выступит
Шарикова Милана Олеговна,
младший научный сотрудник НТЦ уникального приборостроения РАН.

Тема доклада:
"Широкодиапазонная акустооптическая спектральная фильтрация и аттенюация электромагнитного излучения"
(по материалам кандидатской диссертации)


⏰Когда? Среда, 19 марта в 15:20
📍Где? Ауд. 5-50
�� Ссылка для подключения

Завтра на лекции по теории колебаний рассмотрим понятие динамической стабилизации...

🕰 Когда? 18 марта в 17:05;
📍Где? Аудитория 5-19.

Лазеры с обратной связью по частоте (FSF, frequency-shifted feedback) при работе в импульсном режиме имеют широкий спектр излучения, представляющий собой эквидистантные линии с интервалом, определяемым временем задержки в цепи обратной связи.

Такие оптические гребенки служат своего рода измерительными линейками для частотных и временных интервалов (например, регистрации изменений во времени задержки в цепи обратной связи), а также для измерения показателей преломления, расстояний, температуры.

В недавней статье сотрудников группы акустооптики кафедры физики колебаний впервые предложено использовать двойные и четверные FSF-гребёнки для повышения точности измерений. Продемонстрировано, что при длине цепи обратной связи порядка 15 метров, такой подход позволяет зарегистрировать изменение её длины на 10 мкм с точностью до 5%.

⬆️ Ссылка на запись доклада размещена в предыдущем сообщении, а почитать о том, как с помощью космических таймеров - пульсаров обнаруживать "шепот Вселенной" (низкочастотные гравитационные волны) можно здесь.

Запись доклада чл.-кор РАН
К.А. Постнова 12 марта на семинаре кафедры:
что ждут от анализа корреляций в мерцаниях пульсаров астрофизики - оптимисты, пессимисты, реалисты и энтузиасты.

... и собственно презентация.

Прошедшая лекция по теории колебаний была посвящена приемам игры на гитаре, музыке Пифагора и Галилея, а также популяризации Бахом логарифмической шкалы. Одним словом, разбирались с адиабатическим инвариантом.

В ближайшую среду на научном семинаре кафедры выступит
чл.-корр. РАН, проф. Константин Александрович Постнов (ГАИШ МГУ)

Прецизионные методы хронометрирования и поляриметрии пульсаров: результаты и перспективы


⏰Когда? Среда, 12 марта в 15:20
📍Где? Ауд. 5-50
�� Ссылка для подключения

⚠️ Вниманию студентов младших курсов!

В четверг 13 марта в 17:00 кафедра физики колебаний проводит встречу со студентами первого и второго курсов. Сбор в кабинете заведующего кафедрой 3-62 (третий этаж, северное крыло). Планируется посещение лабораторий кафедры.

⏰Когда? Четверг, 13 марта в 17:00
📍Где? Каб. 3-62

"Малейшее колебание само по себе является мотивом для искусства — это новая красота: порхающая, скрипучая, бессвязная и плавучая."

Ма́риу де Са-Карне́йру, португальский поэт-модернист, писатель и актер

Запись доклада проф. В.Н. Манцевича
"Индуцированная током спиновая поляризация в квантовой точке"
на семинаре кафедры доступна по ссылке.

Сегодня состоялся семинар кафедры с научной (и не только) составляющей.

Приведенная в предыдущем сообщении цитата, не только отсылает к легендарному эпизоду с Галилеем, но, как нам кажется, служит и отличным эпиграфом к сегодняшней лекции по теории колебаний.
Лекция была посвящена резонансу в неизохронных системах.

Действительно, маятник остаётся изохронным лишь при малых колебаниях, фамилия же автора тоже символична: с итальянского ее можно перевести как "эхо", что и является первоначальным смыслом термина "резонанс".

PS. После лекции Мурат обратил внимание, что на слайдах 13 и 14 приложенной презентации левые графики для скелетных кривых не просто повторение АЧХ справа, а являются зависимостью амплитуды от квадрата частоты собственных колебаний омега, т.е. графическим представлением формулы для w(A) на слайде 13.

В следующую среду на научном семинаре кафедры физики колебаний  выступит профессор

Манцевич Владимир Николаевич

«Ориентация спина локализованного электрона
в системе со спин-орбитальным взаимодействием:
эффект Кондо и спиновый эффект Нернста»

⏰Когда? Среда, 5 марта в 15:20
📍Где? Ауд. 5-50
�� Ссылка для подключения

Завершая тему фазовых траекторий, отметим, что фототаксис - свойство насекомых двигаться в сторону источников света, ставшее хрестоматийным сюжетом в поэзии, до сих пор является предметом исследований биологов (около года назад свое веское слово на эту тему сказали британские ученые).

Самой красивой гипотезой, предложенной ещё в первой половине прошлого века, стала "лунная навигация": насекомые во время полета поддерживают постоянным направление движения по отношению к источникам света. Эта тактика, выработанная за миллионы лет эволюции, прекрасно работает в свете луны и солнца, но оказывается ловушкой, если в качестве ориентира выбран близкорасположенный искусственный источник света: поддержание постоянного угла к радиально расходящимся лучам света приводит к закручиванию траектории в логарифмическую спираль.

Поскольку при затухающих колебаниях амплитуда спадает со временем по экспоненте, то в приближении малого трения можно считать траекторию вблизи особой точки типа фокус тоже логарифмической спиралью: угол на фазовой плоскости пропорционален логарифму радиуса. Однако назвать ее изогональной, т.е. подобно траектории бабочки поддерживающей один и тот же угол с радиусом-вектором, не получается даже приближенно: фазовые траектории, по построению, подходят к горизонтальной оси вертикально, а при пересечении вертикальной оси, очевидно, наклонены.

Запись доклада
В.С. Хоркина (МГУ, ИКИ РАН)
и Ю.С. Доброленского (ИКИ РАН)
"Optical Depth Sensor миссии ЭкзоМарс..."

Уже сегодня на пятой паре, заведующий нашей кафедрой проводит семинар по Занимательной и Злободневной Физике

27 февраля состоится онлайн-семинар «Quantum optics and related topics».

Выступит аспирантка кафедры физики колебаний
Дария Салыкина с докладом

«Intracavity squeezing as a tool for improving the quantum nondemolition (QND) measurement scheme»

В докладе вы узнаете:
•Как использовать нелинейный эффект Керра в оптическом микрорезонаторе для невозмущающих измерений
•Как сжатый свет позволяет подавить мешающие эффекты самомодуляции
•Как приблизиться к чувствительности в один фотон

⏰Когда? Четверг, 27 февраля, 16:00
��Ссылка для подключения

Третья лекция по Теории колебаний: фазовые портреты диссипативных систем, метод изоклин, метод поэтапного рассмотрения. Понятие о методе гармонического баланса

На сегодняшней лекции по теории колебаний разбирались с бассейнами. Презентация - в следующем сообщении.

В ближайшую среду на научном семинаре  выступит доцент кафедры физики колебаний

Владимир Сергеевич Хоркин
с докладом

"Прибор ODS (Optical Depth Sensor) миссии ЭкзоМарс-2022: моделирование и наземные полевые измерения"

На коллаже - прибор, установленный на крыше 🔝 Института Космических Исследований.

⏰Когда? Среда, 26 февраля в 15:20
📍Где? Ауд. 5-50
🌐 Ссылка для подключения

Строками из юношеского стихотворения Кондратия Рылеева "Мотылек"  проиллюстрируем идею особой точки типа "фокус":

... Но не внемлет безрассудный!
Ближе, ближе всё летит!
Его блеск прелестный, чудный,
Несчастливец! тебе льстит.

Но напрасно,  всё порхает!
И вот — прямо в огонек
Он влетел… и в нем сгорает!
Знать, судил ему так рок!

А то, что "фокус" - тот же огонек, можно понять,  не изучая латынь, достаточно быть немного знакомым с геометрической оптикой ... или с итальянской кухней.

Сегодня в 16:00 состоится онлайн-семинар "Quantum optics and related topics". Выступит профессор С.П. Вятчанин с докладом "Broadband variational measurement of a classical force using strongly nondegenerate dichromatic optical pump"
Ссылка для подключения
https://telemost.yandex.ru/j/78155146471646

Запись семинара кафедры с докладом В.Б. Новикова и Т. В. Мурзиной «Оптические эффекты в метаматериалах с близкой к нулю диэлектрической проницаемостью».
NB. Сам доклад начинается на шестой минуте.

А по приложенной презентации посетившие лекцию могут сверить свои записи - она приведена к обозначениям, использованным сегодня на лекции.

На второй лекции по теории колебаний постигали искусство рисования портретов... фазовых.

В ближайшую среду
состоится очередное заседание
кафедры физики колебаний.

Тема доклада:
«Оптические эффекты в метаматериалах с близкой к нулю диэлектрической проницаемостью»

Авторы: Владимир Борисович Новиков (докладчик), Татьяна Владимировна Мурзина

🕰Когда? 19 февраля в 15:20— 16:30;
📍Где? Физфак, ауд. 5-50.
�� Ссылка для подключения

⬆️ Коснитесь ссылки или вставьте ее в браузер, чтобы присоединиться.

На новой неделе мы начинаем весеннюю серию семинаров
по Занимательной и злободневной физике!

В следующий четверг, 20 февраля
занятие проводит профессор А.П. Пятаков
Нарушенное полное внутреннее отражение:
от дактилоскопии до ближнепольной микроскопии.

- как снять сцену из фильма ужасов в миске с водой?
- как работают оптические сканеры отпечатков пальцев?
- как получить сверхразрешение в видимом свете?

📍Где? Кабинет 3-62
🕰Когда? Четверг 20 февраля в 17:05;

Непривычно видеть термин "oscillation" в подобном контексте, но именно так звучат слова Холмса, вместе с Уотсоном наблюдающего за девушкой, стоящей в нерешительности у дверей квартиры на Бейкер-стрит:

– Подобные симптомы знакомы мне, – сказал Холмс, бросая сигарету в огонь.
– Эти колебания, войти или нет, всегда указывают на то, что речь пойдет о делах сердечных. Ей нужен совет, а, между тем, она думает, что данный вопрос слишком деликатного свойства, чтобы обсуждать его с кем бы то ни было.

Артур Конан Дойль
«Установление личности»

Семинар кафедры уже на следующей паре!

🌐 Ссылка для дистанционного подключения

Первая в этом семестре лекция по Теории Колебаний состоялась! В приложении - презентация.

С рассказа о том, как юный Галилей сделал свое первое открытие, послужившее началом методик точных измерений в физике, мы завтра начнем наш курс Теории колебаний (вторники, пятая пара, ауд. 5-19).

И пусть историки говорят, что в Пизанском соборе тогда не было той люстры, а физики доказывают, что ее колебания не могли быть изохронными, легенда слишком красива, чтобы ее не рассказать еще раз...

Приведем ее в пересказе немецкого физика и физиолога Германа фон Гельмгольца:

Когда молодой Галилей, тогда студент в Пизе, заметил однажды во время богослужения качающуюся взад и вперед люстру и убедился, подсчитав свой пульс, что продолжительность колебаний не зависит от дуги, по которой она движется, кто мог знать, что это открытие в конечном итоге предоставит нам возможность с помощью маятника достичь точности измерения времени, которая до тех пор считалась невозможной, и позволит моряку, бросаемому штормом в самых отдаленных океанах, определять, в каком градусе долготы он плывет?

Итак, подведем итоги викторины. Правильный ответ оказался далеко не самым популярным. Действительно, вид Галилея без бороды и в бесформенном балахоне отличается от привычного образа. Это дань моде 1960-х на минимализм: актеры театра на Таганке в спектакле "Жизнь Галилея" играют без грима, декорациями служат картонные ячейки из-под яиц, символические фигурки сторон процесса Галилея вырезаны из бумаги.

Присутствие в вариантах ответа Пифагора, а также эпизод с Галилеем, играющим на флейте, не случайны. Галилео рос в семье музыкантов: его младший брат Микеланджело Галилей - станет знаменитым лютнистом, а отец Винченцо Галилей - композитор и влиятельный теоретик музыки Ренессанса, обосновавший переход от пифагорейской традиции к музыке Нового времени.

Подобный переворот совершит и его сын, но уже в физике, порвав с аристотелевским наследием. Что же касается нашей специальности - теории колебаний, то и Пифагор и Галилей являются ее отцами-основателями: первый ввел понятие резонанса, второй - изохронности.

В следующую среду 12 февраля на научном семинаре кафедры будет выступать гость из Санкт-Петербурга -
Федянин Анатолий Евгеньевич,
младший научный сотрудник Физико-технического Института им. Иоффе.

Он представит результаты своей диссертации на соискание степени кандидата физико-математических наук "Лазерно-индуцированная динамика спиновых корреляций на частотах двухмагнонных мод в кубических антиферромагнетиках".

Слушатели узнают:

♒️ как обойти закон сохранения импульса и оптически возбудить два терагерцовых магнона;
🌀 как записать уравнения движения для динамики спина, если обычный магнитный параметр порядка работает только в статике;
⏱️какова оптимальная длительность лазерного импульса для возбуждения двухмагнонных мод.

🕰Когда? 12 февраля в 15:20;
📍Где? Физфак, ауд. 5-50.

В начале второй недели каникул, устроим викторину с необычной тематикой - об одной роли В.С. Высоцкого (тем более, что его день рождения приходится на Татьянин день - 25 января).

Среди разнохарактерных ролей Высоцкого — от Жеглова до Гамлета — есть и роль ученого. На коллаже представлены сцены из одного спектакля театра на Таганке, в главной роли - Владимир Высоцкий.

Внимание, вопрос: а кого он здесь играет?

Так начинается пояснение к таблице, которая должна была служить приложением к утерянной диссертации М.В. Ломоносова "О переменах тягости по земному глобусу".

Полностью цитата звучит так:
"Сего великого пендула наблюдая движения, приметил я нарочито правильные перемены, которые от востока к западу чувствительнее, нежели от севера к полудни бывают".

Весьма вероятно, этот отрывок свидетельствует о том, что основатель нашего Университета заметил специфику колебаний во вращающейся системе отсчёта за 70 лет до Кориолиса и за 90 лет до Фуко.

А для тех, кто ещё не понял, что за "великий пендул" такой, приводим ссылку на соответствующий пост в нашем канале.