Уважаемые читатели!
Научная библиотека СПбГУ рада приветствовать своих читателей и тех, кто станет ими в ближайшее время!
Учебный год 2019/20 заканчивался в необычном формате и многие из вас не смогли вернуть книги в библиотеку. Мы просим всех студентов и аспирантов, имеющих на руках книги из фонда НБ, вернуть их для организации выдачи следующим курсам. Это необходимо сделать до 07.09.2020, поскольку все возвращенные в библиотеку издания, по рекомендациям Роспотребнадзора, должны пройти карантин от 3 до 5 дней.
Студенты 1 курса. Запись в библиотеку и выдача основного комплекта учебников и учебных пособий начнется с 07.09.2020. Подробная информация о порядке записи по группам будет позднее. Пока предлагаем познакомиться с информацией для первокурсников на странице Научной библиотеки. Также библиотекой на физическом факультете подготовлены 2 презентации: одна посвящена работе отраслевого отдела; вторая – электронным ресурсам и порядку доступа.
Студенты 2 и 3 курса бакалавриата в период с 1 по 20 сентября могут получить комплект основных учебников. Для этого необходимо сдать книги за прошлый учебный год и предъявить продленный студенческий билет.
Студенты 4 курса бакалавриата и 2 курса магистратуры получают литературу по индивидуальным заявкам. Для этого просим использовать сервис “Электронный заказ”, доступный через электронный каталог (см. Презентацию 1) с указанием примерного времени посещения. При этом необходимо рассчитаться с библиотекой за прошлый учебный год и иметь продленный студенческий билет.
Первокурсники магистратуры и аспирантуры. Мы приглашаем вас в библиотеку и вынуждены просить делать это по записи, направлением заявки на посещение по электронной почте m.kraukhina@spbu.ru или по телефону 428-43-26
Познакомиться с различными материалами библиотеки можно на странице НБ в разделах «Студентам» и «Исследователям».
Абонемент учебной и научной литературы находится в корпусе «В», на 5 этаже, пом. 522 (лестница около буфета). Режим работы: пн. - пт. с 10:00 до 18:00.
Электронные ресурсы для первокурсников: Физика: Презентация
Научная библиотека им. М. Горького. Отраслевой отдел по направлению физика: Презентация
О практике >>
Летняя практика школьников по физике — уникальная площадка для раскрытия своего потенциала, получения навыков экспериментатора и выполнения собственного научно-исследовательского проекта.
Фундаментальная и прикладная наука, лаборатории и твой собственный проект, погружение в настоящую научную атмосферу — все это ждет тебя в июне. Присоединяйся!
Впервые летняя практика по физике для учащихся физико-математических школ Санкт-Петербурга была проведена в Университете в 2014 году. С тех пор в мероприятии традиционно принимают участие десятиклассники Академической гимназии имени Д. К. Фаддеева СПбГУ, ФМЛ № 30 и ФМЛ № 239, лицея № 419 и других образовательных учреждений, и не только из Петербурга.
Практика проходит в два потока по две недели каждый. Занятия на потоке предусматривают чтение научно-популярных лекций, практические занятия в лабораториях Ресурсного образовательного центра по направлению «Физика» и выполнение индивидуальных учебно-исследовательских работ.
Учебно-исследовательская работа не заканчивается защитой проекта на итоговой конференции, а может быть продолжена. Ее можно вести с научным руководителем в течение следующего года, результаты представить на секционных заседаниях для школьников в рамках научных конференций. Тему научно-исследовательской работы можно разрабатывать и после поступления в университет.
См. также:
Примеры занятий, проводимых в рамках практики >>
Лекции >>
Лекция «Как заглянуть за горизонт»
Существует ли «граница мира»? Есть ли в нашей Вселенной нечто, что не сможет познать человеческая мысль? Почему, как и зачем возникла сознательная форма жизни? Объективны ли причинно-следственные связи? Постоянны ли мировые константы?
Попробуем не ответить, но обсудить возможные варианты ответов на эти и другие, аналогичные вопросы.
Лекция «О квантовой физике»
Популярный рассказ о том, чем занимаются люди, добавляющие к любому слову прилагательное «квантовый». Квантовая неопределённость, квантовый шум, квантовая перепутанность и квантовая телепортация. И немного о том, как «обмануть» принцип неопределённости Гейзенберга, померять гравитационные волны и остаться при этом психически здоровым человеком.
Лекция «Теория относительности на коленке»
Как известно, экспериментальным основанием специальной теории относительности изначально послужил опыт Майкельсона-Морли. Это очень точный, тонкий и дорогостоящий эксперимент — достаточно вспомнить, что экспериментальная установка в нем стояла на плите, плававшей в бассейне с ртутью. Что же делать тем, кто хочет понять, откуда берется теория относительности, но бассейна с ртутью под рукой не имеет?
На лекции мы поговорим о том, как можно за час построить математическую формулировку теории относительности, опираясь не на конкретные эксперименты, а только лишь на здравый смысл. Основным предметом нашего обсуждения будут гиперкомплексные числа — «бедные родственники» обычных комплексных чисел, о которых почти не упоминают ни в школе, ни в вузе, но которые, тем не менее, обладают множеством удивительных и полезных свойств.
Лекции на лабораторной экспериментальной площадке для школьников
В постоянно растущем информационном поле все сложнее успевать сделать самое важное для познания физики — осознать и почувствовать. Физика — это законы природы, понятые и доказанные человеком, а не бездушные, придуманные «с потолка» формулы. С целью подтвердить вышесказанное подготовлена серия демонстрационных лекций по трем обширным областям физики.
-
Механика — одно из самых первых направлений физических исследований человека. До твердого осознания важности экспериментального познания, а не только умозрительного, была трудно отделима от философии. Механика — то, с чего началась наука физика.
Лекция включает в себя: многочисленные экспериментальные доказательства законов Ньютона; изучение природы всех видов сил; применение законов статики и гидростатики; рассказ о том, почему классической механики Ньютона оказалось недостаточно для решения некоторых физических задач.
-
Оптика — одна из древнейших наук, наука о природе света, световых явлениях и взаимодействии света с веществом.
Лекция включает в себя: демонстрации основных законов геометрической оптики; изучение природы света; изучение явлений дифракции, дисперсии; спектральный анализ вещества.
-
Электростатика. Многие сбрасывают со счетов этот раздел физики, считая его совершенно не прикладным, а, скорее, модельным. Электростатика изучает взаимодействие зарядов. Вокруг нас бесчисленное количество атомов, в каждом из которых есть электрические заряды. Как же электростатика может быть не прикладной?
Мастер-классы >>
Мастер-класс по подготовке презентации и выступлению на конференциях
Выступление на конференции — неотъемлемая часть жизни любого физика. Всем крупным ученым и начинающим исследователям неизбежно приходится доносить результаты своей работы до широкой публики. Но не всем дается легко это испытание. Очень многое в докладе зависит от презентации.
Как построить свой доклад так, чтобы он был логичен? Как рассказать всё самое важное и сохранить интригу для публики? Чем заинтересовать присутствующих? Как подготовить презентацию так, чтобы абсолютное большинство слушателей ахнули от увиденного? Наконец, как справляться с волнением и ничего не перепутать?
На все эти вопросы ответы найдутся во время этого мастер-класса.
Мастер-класс по конструированию простых физических приборов и механизмов на Лабораторной экспериментальной площадке для школьников
«Ионолёт»
Как его сделать? Он действительно летает? Ответить на все вопросы, удовлетворить свое любопытство, сделать свой ионолёт и протестировать его удастся всем практикантам на мастер-классе по конструированию простых физических приборов и механизмов под руководством преподавателей и сотрудников Лабораторной экспериментальной площадки для школьников Образовательного ресурсного центра по направлению «Физика» Научного парка СПбГУ. Также вы узнаете о том, как «это» работает и как используется в космических аппаратах.
Мастер-класс по решению олимпиадных задач
Исследовательский проект >>
В первый день практики представители кафедр, лабораторий и научных центров рассказывают о задачах и проектах, разрабатываемых в Университете. Они предлагают тематики возможных исследовательских школьных проектов. В конце практики школьники будут защищать свои учебно-исследовательские работы на отчетной конференции.
Выбранная во время практики тема может быть продолжена с научным руководителем с последующим выступлением на школьных секциях научных конференций, а также после поступления в университет — это позволит успешнее подготовиться к выполнению курсовых и дипломных проектов.
Темы прошлых лет можно посмотреть ниже.
Лабораторный практикум >>
Лабораторные работы — отличный способ ознакомиться с основами экспериментальной физики, узнать о методике измерений и обработки данных, удостовериться в правдивости некоторых физических законов на практике.
Школьники смогут выполнить лабораторные работы:
Оптика:
№ 37 Геометрическая оптика. Простейшие оптические системы.
№ 6* Градуировка спектрометра
№ 47 Эксперименты по измерению скорости света.
Механика:
№ 2* Исследование деформаций. Закон Гука.
№ 15 Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости
№ 49 Определение моментов инерции тел методом крутильных колебаний
Занятия проводятся на базе первой физической лаборатории и Образовательного ресурсного центра по направлению физика
Экскурсии >>
Участникам практики будут предложены экскурсии по ресурсным центрам Научного парка СПбГУ.
Система ресурсных центров СПбГУ формирует вектор развития Санкт-Петербургского государственного университета как уникального центра исследований и разработок, направленного на создание условий для инновационного развития, модернизации и диверсификации экономики и научной среды, повышения эффективности производства и реализации конкурентных преимуществ нашей страны на мировой арене.
Итоговая конференция >>
Во время летней практики школьники выполняют учебно-исследовательский проект под руководством научных руководителей — сотрудников университета. Последним мероприятием в программе занятий является отчетная конференция, где участники обмениваются полученными знаниями и представляют основные результаты своих исследований, выступая с короткими десятиминутными докладами.
Итоговая конференция позволяет понять, верно ли выбрано направление исследований, интересна ли школьнику изначально привлекшая его тема, а практиканты могут оценить результаты своей работы. Лучшие доклады отмечаются призами и дипломами.
Исследовательская работа на этом не заканчивается, а продолжается с научным руководителем в течение следующего года. Результаты работы могут быть представлены на школьной секции конференции Science and Progress, и других.
Темы работ участников практики прошлых лет >>
Физика Земли и атмосферы
-
Расшифровка сейсмограмм, определение координат эпицентра землетрясения. В век космических полетов по-прежнему не до конца известно, как устроена наша планета. Одна из наук, изучающих Землю, — сейсмология. Именно сейсмология ищет ответы на такие важные вопросы: что такое землетрясение, где и почему они происходят, как их предсказать и даже предотвратить.
-
Численное моделирование распространения волнового поля. Исследуя распространение упругих волн в Земле, мы узнаем внутреннее строение, как глубоких мантии и ядра, так и близколежащих неоднородностей, содержащих нефть и газ.
-
Исследование движения заряженных частиц в магнитном поле. Солнечный ветер — это поток заряженных частиц (плазмы), двигающийся от Солнца со скоростью сотен километров в секунду. В результате взаимодействия этих частиц с магнитным полем Земли образуется магнитосфера, процессы в которой ответственны за такие явления как полярные сияния, магнитные бури, околоземные радиационные пояса. Для понимания основ этих процессов, необходимо исследовать поведение отдельных заряженных частиц в неоднородном магнитном поле.
-
Рентгеновская томография микрообъектов. Знакомство с физическими принципами работы рентгеновского томографа, получение двухмерных изображений кусочков древесины, минералов, биоорганизмов — комара, мухи. Восстановление 3-х мерных изображений исследуемых объектов и их описание;
-
Изучение микроструктуры и химического состава минералов, в том числе драгоценных камней. Изучение физических принципов сканирующей электронной микроскопии, получение навыков работы на приборе с последующим изучением: морфологии микрочастиц оксидов металлов и выявление зависимости внешнего вида кристаллов от хим. состава; состава минералов в породах, поиск и характеризация минеральных фаз; морфологии агрегатов, полученных кристаллизацией солей; структуры микросхем других техногенных микрообъектов.
-
Анализ оптических характеристик аэрозоля в Центральном регионе России по данным международной глобальной сети AERONET.
-
Анализ вариации интегрального содержания водяного пара и водозапаса облаков в тропосфере с использованием микроволнового радиометра RPG-HATPRO.
-
Построение и анализ вариации температурных профилей в тропосфере с использованием микроволнового радиометра RPG-HATPRO.
-
Сравнение возможностей нанотомографии, оптической и электронной микроскопии для изучения биологических объектов.
-
Движение заряженных частиц в магнитном поле Земли.
-
Численное моделирование распространения волнового поля на примере одномерной задачи для волнового уравнения.
Оптика
-
Распад молекул под действием лазерного излучения. Как с помощью ножа можно разрезать колбасу на кухне, так и с помощью лазера можно разрезать молекулу на отдельные куски и даже отдельные атомы. Извечную проблему химиков, как из природного сырья получить нужные фрагменты, а потом из них слепить желаемые вещества можно изучать и лазерными методами, одним из которых является метод масс-спектрометрии. Например, лигнин — второй по количеству после целлюлозы возобновляемый природный полимер, но задача эффективной и экологичной его переработки до сих пор актуальна. Лигнин сложный полимер неправильной формы состоит из множества ароматических ячеек (более простых молекул). Распад полимера обычными способами зачастую приводит к образованию токсичных продуктов. Понять, как вообще происходит распад молекулы и как этим управлять можно с помощью метода лазерной масс-спектрометрии. Знакомство с этим методом и предлагается в настоящем исследовательском проекте на примере одной из таких ячеек лигнина — молекулы катехола.
-
Изучение процессов на поверхности твердых веществ методом спектроскопии в инфракрасной области. Работа будет проводиться на современном ИК-фурье спектрометре. Кроме того, в лаборатории расскажут о методах получения и измерения вакуума, техникой работы с низкими температурами (жидкий или твердый азот), работе со стеклом (шлифовка и полировка оптических окон, стеклодувное дело), а также пайке и сварке металлов, электротехнике, компьютерной обработке данных.
-
Изучение люминесцентных свойств органических красителей (родамин, флуоресцеин, кумарин).
-
Люминесценция нанопорошков, легированных редко-земельными ионами.
-
Исследование кинетики затухания люминесценции. Раздел поглощение (УФ, видимый, ИК диапазон).
-
Изучение спектров поглощения органических красителей (родамин, флуоресцеин, кумарин).
-
Изучение ИК спектров полиэтиленов, целлюлозы и др. Раздел комбинационное рассеяние света.
-
Изучение спектров КРС красок, чернил, стекол.
-
Изучение спектров КРС нанопорошков, легированных редко-земельными ионами.
Фотоника
Оптические и лазерные методы исследования
-
Изучение концентрационных зависимостей водных растворов этилового спирта методом ИК-Фурье спектрометрии.
-
Оптические свойства растворов лазерных красителей, используемых в лазерной технике.
-
Комбинационное рассеяние света как метод анализа предметов искусства.
Физика твердого тела
-
Исследование наноструктур методом электронной микроскопии. Целью работы является знакомство с принципами работы электронных микроскопов, изучение физических основ взаимодействия потока электронов с веществом и получение изображения различных объектов.
-
Получение наноструктур методом электронной литографии. Целью работы является знакомство с основными этапами процесса электронной литографии, изучение физических основ взаимодействия потока электронов с веществом и получение структуры с заданными параметрами.
-
Исследования электрофизических свойств диодов Шоттки. В работе предлагается изготовить ППД путем вакуумного напыления металла на кремний (Диод-Шоттки) и исследовать его вольт-амперные и вольфарадные характеристики.
-
Расчет колебательных спектров многоатомных линейных молекул.
Биофизика и полимеры
-
Формирование и изучение генных векторов. Создание генных векторов на основе комплексов ДНК с синтетическими полимерами, изучение спектральных свойств систем. Оценка размеров сформированных структур.
-
Знакомство с методом поверхностного плазмонного резонанса. Целью работы является знакомство с основными этапами процесса электронной литографии, изучение физических основ взаимодействия потока электронов с веществом и получение структуры с заданными параметрами.
-
Исследования электрофизических свойств диодов Шоттки. В работе предлагается изготовить ППД путем вакуумного напыления металла на кремний (Диод-Шоттки) и исследовать его вольт-амперные и вольфарадные характеристики.
-
Исследование взаимодействия потенциально противоопухолевого препарата B4 с тимусной ДНК in vitro.
-
молекулярные характеристики декстарна: полимера, используемого в растворах как плазмозаменитель.
-
Получение наночастиц серебра путем управляемого синтеза и их свойства.
-
Пептиды как биорегуляторы и геропротекторы.
-
Исследование фазовых переходов в жидких кристаллах.
Радиофизика
-
Исследование точности измерений координат приёмниками навигационных систем GPS и GLONASS.
-
Определение скорости распространения импульсного сигнала по двухпроводной линии.
-
Короткие волны и их распространение.
Квантовая механика
-
Влияние малого возмущения на уровни энергии одномерной квантовой системы
-
Продолжительный эффект Штерна-Герлаха
-
Динамика одномерного волнового пакета в простом модельном потенциале
-
Ловушка Пеннинга
Физика высоких энергий и элементарных частиц
Нанотехнологии
-
Температурная зависимость ширины запрещенной зоны нитрида галлия
-
Гелиевая ионная литография
-
Распыление металлов ионами гелия
-
Сканирующая электронная микроскопия и сопутствующие аналитические методы
Ядерно-физические методы исследования
Магнитно-резонансные методы исследования
Контакты >>
Школа-конференция «Spinus. Магнитный резонанс и его приложения» прочно укрепилась в списке мероприятий СПбГУ и в 2018 году проходила уже в 15 раз. Она завоевала популярность и ежегодно собирает специалистов и начинающих ученых со всего мира. Несколько фактов из истории и о некоторых традициях мероприятия рассказал почетный профессор СПбГУ Владимир Иванович Чижик — автор идеи и один из организаторов проекта.
— Владимир Иванович, почему школа-конференция получила такое название?
— Первый раз конференция с названием «Магнитный резонанс и его приложения» была проведена в 2004 году по моей инициативе. С тех пор она активно развивается. Недавно к названию было добавлено слово SPINUS. С одной стороны, спин — одна из основных характеристик ядра, а с другой — именно так называется на латинском языке птица чижик (и, соответственно, звучит моя фамилия). Это созвучие вызвало интерес, и идея назвать конференцию частично и в мою честь утвердилась. Я очень признателен тем людям, которые озвучили эту идею и реализовали ее.
Исследования магнитного резонанса активно ведутся в Санкт-Петербургском университете и во всем мире. Изучению этого явлению, методам его применения и посвящен наш проект. В современной науке под термином «магнитный резонанс» подразумевают совокупность явлений, которые сопровождаются излучением или поглощением электромагнитных волн радиочастотного диапазона квантовыми системами — ядрами, электронами, атомами, молекулами и т. п. Эти явления, физическая сущность которых представляет самостоятельный интерес, легли в основу радиоспектроскопических методов изучения строения веществ и происходящих в них физико-химических процессов. Они используются для создания магнитно-резонансных томографов, квантовых генераторов, усилителей малых сигналов и высокочувствительных магнитометров.
SPINUS — это международная молодежная школа. Она проводится в нашем Университете под покровительством Международного общества магнитного резонанса и при частичной поддержке ведущей фирмы приборостроения в области магнитного резонанса Bruker. С 2016 г. рабочим языком конференции стал английский. Такое решение было принято в связи с участием большого числа иностранных ученых.
— Что отличает эту школу-конференцию от других мероприятий по физике?
— Слово «школа» появилось в названии не случайно. Школа-конференция предполагает лекции маститых ученых и доклады молодых, с их последующим обсуждением, большую стендовую сессию, а также экскурсионную и культурную программу. Чтобы она объединяла людей, чтобы общение было живым, а установление личностных и профессиональных связей — непринужденным, мы проводим конференцию в локальном месте — в последние годы в пансионате «Балтиец». Здесь участники общаются не только в «рабочее» время, но и в свободное — на обедах, на завтраках, после заседаний, и даже в бассейне.
Мы стремимся, чтобы в лекциях и докладах были представлены разные, порой неожиданные аспекты магнитного резонанса и сопутствующих явлений. Мы открыты и хотим, чтобы у каждого была возможность высказаться. Ведь главная цель конференции — предоставить возможность молодым ученым — аспирантам, студентам, молодым специалистам — освоить современные тенденции в магнитном резонансе, чтобы они могли более широко ставить проблему исследования, были знакомы с тенденциями в смежных областях знания.
Для нас, как организаторов, конференция — это также возможность заявить о себе, рассказать о развитии в стенах Университета данного направления. В ответ она приводит к нам и аспирантов, и магистров, которые открывают для себя новые темы, готовы учиться и проводить новые исследования. Мы всегда представляем на конференции наши учебные пособия и монографии. Одна из них, кстати, выпущена в 2014 году издательством Springer. Таким образом, в глазах наших гостей книги «приобретают лица», что также очень важно для установления контактов.
— Можно ли определить тематику, которая привлекает сегодня особое внимание?
— Конференция междисциплинарная. Тематика наших заседаний постоянно расширяется. Помимо физиков, в ней также участвуют химики, медики, геологи. Специальная секция посвящена использованию магнитного резонанса в медицине и биологии.
Как например — метод магнитно-резонансной томографии, известный всем МРТ, — это не только наиболее информативный, но и наиболее безопасный метод медицинской диагностики. К слову сказать, в этом тысячелетии присудили Нобелевскую премию за исследования в области магнитной резонансной томографии, начаты они были еще в 1970-х годах. А вот первым человеком, высказавшимся о возможностях магнитного резонанса как метода диагностики, был ленинградский ученый, тогда еще молодой лейтенант Владислав Александрович Иванов. Он подал заявку на это изобретение еще в 1960 г., но эксперты в то время метод не оценили. Авторское свидетельство ему выдали, но 22 года спустя. Таким образом, приоритет в этой области мы потеряли. Кстати, В. А. Иванов был участником нескольких наших конференций.
— Чтобы Вы пожелали участникам школы-конференции?
— Участники нашей школы-конференции посвящают ей стихи. Среди них есть строчки: «Коллеги, есть прекрасный шанс / Узнать в земном магнитном поле резонанс».
Этого и хочется пожелать участникам — испытывать резонанс от общения. Надеемся, общение разных поколений будет плодотворным, живым, на пользу всех сторон.
Декан физического факультета СПбГУ, заведующий кафедрой ядерно-физических методов исследования; президент НИЦ «Курчатовский институт», доктор физико-математических наук, профессор, член-корреспондент РАН по отделению нанотехнологий и информационных технологий.
Биография
Михаил Валентинович Ковальчук родился 21 сентября 1946 года в Ленинграде. В 1970 году окончил физический факультет Ленинградского государственного университета. В 1978 году защитил кандидатскую диссертацию «Метод трёхкристального рентгеновского спектрометра и исследование структурного совершенства тонких кристаллических слоёв». В 1988 году — диссертацию на соискание учёной степени доктора физико-математических наук по теме: «Метод стоячих рентгеновских волн в исследовании структуры приповерхностных слоёв полупроводников». В 1998 году присвоено звание профессора.
В 1987 году возглавил лабораторию рентгеновской оптики и синхротронного излучения в Институте кристаллографии имени А. В. Шубникова РАН (Москва). В 1998–2013 гг. — директор Института кристаллографии РАН. С начала 2000-х годов в Институте кристаллографии руководил Научно-исследовательским центром «Космическое материаловедение». В 2016 году, по инициативе М. В. Ковальчука, на базе Института кристаллографии (путем объединения еще с четырьмя академическими институтами) была создана новая междисциплинарная структура, получившая название «Федеральный научно-исследовательский центр кристаллографии и фотоники».
В 1999 году М. В. Ковальчук назначен директором «Курчатовского центра синхротронных исследований». Под его руководством введен в эксплуатацию единственный на постсоветском пространстве специализированный Курчатовский источник синхротронного излучения и создано новое поколение прецизионного рентгеновского оборудования мирового класса.
С 2005 года — директор НИЦ «Курчатовский институт», с 2016 года — президент НИЦ «Курчатовский институт». С апреля 2012 года — профессор Санкт-Петербургского государственного университета, с ноября 2012 года — декан физического факультета СПбГУ. М. В. Ковальчук — руководитель межведомственной рабочей группы по направлению «Приоритетные и междисциплинарные научные исследования» при Совете при Президенте РФ по науке и образованию. Является научным руководителем факультета нано-, био-, информационных и когнитивных технологий МФТИ; заведующим кафедрой оптики, спектроскопии и физики наносистем физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
В 2018 году указом Президента Российской Федерации на М. В. Ковальчука возложено общее руководство научно-исследовательскими проектами Военного инновационного технополиса «Эра» Минобороны России.
С 2021 года — научный руководитель Института наукоёмких технологий и передовых материалов Дальневосточного федерального университета.
М. В. Ковальчук состоит в международном управляющем комитете глобального научного проекта XFEL. Действительный член Американской ассоциации развития науки (ААAS) по секции «Физика». Главный редактор журнала «Кристаллография» РАН.
М. В. Ковальчук является председателем Национального комитета кристаллографов России, с 2006 года — главным редактором журнала «Кристаллография» РАН, с 2019 года — главным редактором журнала «Российские нанотехнологии». Также в 2020 году М. В. Ковальчук стал главным редактором журнала «Вестник Военного инновационного технополиса «Эра», созданного по его предложению.
Награды и поощрения
- Орден «За заслуги перед Отечеством» I степени (2018)
- Орден «За заслуги перед Отечеством» II степени (2016)
- Премия Правительства Российской Федерации в области образования (2012)
- Орден «За заслуги перед Отечеством» III степени (2011)
- Премия имени Е. С. Фёдорова Президиума РАН за 2009 год
- Почётная грамота Правительства Российской Федерации (2006)
- Орден «За заслуги перед Отечеством» IV степени (2006)
- Премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники (2006) — за создание научно-технического комплекса на базе специализированных источников синхротронного излучения «Сибирь» в Российском научном центре «Курчатовский институт»
Дополнительно
М. В. Ковальчук с 2007 года — автор и ведущий научно-популярных телевизионных циклов «Истории из будущего» и «Картина мира с Михаилом Ковальчуком».
Области научных / рабочих интересов
рентгеноструктурный анализ, в частности, рентгеновская и белковая кристаллография, рентгеновское и синхротронное излучение в исследовании материалов, физика конденсированного состояния; рентгеновская физика и оптика; физика процессов кристаллизации; стоячие рентгеновские волны (СРВ); многоволновая дифракция
Публикации и патенты
Автор и соавтор более 400 научных работ, в том числе 21 авторского свидетельства, 19 патентов на изобретения и 5 патентов на полезные модели.
Список избранных научных работ:
- Afanasev A. M., Kovalchuk M. V., Kovev E. K., Kohn V. G.X-Ray Diffraction in a Perfect Crystal with Disturbed Surface Layer // Phys. stat. sol.(a). 1977. Vol. 42. P. 415–422.
- Hertel N., Kovalchuk M. V., Afanasev A. M., Imamov R. M. A new method of measuring electron emission from monocrystals under X-Ray-diffraction conditions // Physics letters. 1980. Vol. 75A. № 6. P. 501–502.
- Kovalchuk M. V., Hertel N., Melkonyan M. K., Imamov R. M., Aleksandrov P. A. Fluorescence Yield Curves under X-Ray Diffraction Conditions // Phys. stat. sol.(a). 1981. Vol. 66. P. k173—k177.
- Ковальчук М. В., Мухамеджанов Э. Х. Новые возможности метода стоячей рентгеновской волны в случае фотоэлектронной эмиссии // Физика твердого тела. 1983. Т. 25. Вып. 12. С. 3532–3536.
- Bedzyk M. J., Materlik G., Kovalchuk M.V. X-ray-standing-wave-modulated electron emission near absorption edges in centrosymmetric and noncentrosymmetriccrystals // Physiсal review B. 1984. September. Vol. 30. № 5. P. 2453–2461.
- Bedzyk M. J., Materlik G., Kovalchuk M. V. Depth-selective X-ray standing-wave analysis // Physiсal review B. 1984. October. Vol. 30. № 8. P. 4881–4884.
- Ковальчук М. В., Кон В. Г. Рентгеновские стоячие волны — новый метод исследования структуры кристаллов // Успехи физических наук. 1986. Т. 149. Вып. 1. С. 69–103.
- Kazimirov A. Yu., Kovalchuk M. V., Kohn V. G.X-Ray Standing Waves in the Laue Case-Location of Impurity Atoms // Acta Cryst. 1990. Vol. 46. P. 649–656.
- Vartanyantz I. A., Kovalchuk M. V., Beresovsky V. M. Theoretical investigations of secondary emission yield and standing waves in curved crystals under dynamical Bragg diffraction of X-Rays (Taupin problem) // Phys. D: Appl. Phys. 1993. Vol. 26. P. A197—A201.
- Burattini E., Cappuccio G., Simeoni S., Kharitonov I. Yu., Kovalchuk M. V., Novikova N. N., Sosphenov A. N., Zheludeva S. I. Ultrathin film characterization by standing wave photoemission measurements // Synchrotron Radiation News. 1993. Vol. 6. № 5. P. 16–18.
- Kazimirov A. Yu., Kovalchuk M. V., Kohn V. G., Ishikawa T., Kikuta S., Hirano K. Direct Measurements of X-Ray Anomalous Transmission in Six-Beam Laue Diffraction // Europhys. Lett. 1993. Vol. 24. № 3. P. 211–216.
- Kovalchuk M. V., Kazimirov A. Yu., Zheludeva S. I. Surface-sensitive X-Ray diffraction methods: physics, applications and related X-Ray and SR instrumentation // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1995. Vol. 101. P. 435–452.
- Носик В. Л., Ковальчук М. В. Формирование стоячих нейтронных волн при динамической дифракции тепловых нейтронов на монокристаллах // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2000. № 1. С. 120–128.
- Novikova N. N., Zheludeva S. I., Konovalov O. V., Kovalchuk M. V., Stepina N. D., Myagkov I. V., Godovsky Yu. K., Makarova N. N., Tereschenko E. Yu., Yanusova L. G. Total reflection X-ray fluorescence study of Langmuir monolayers on water surface // J. Appl. Cryst. 2003. Vol. 36. P. 727–731.
- Благов А. Е., Ковальчук М. В., Кон В. Г., Лидер В. В., Писаревский Ю. В. Исследование возможностей управления рентгеновским пучком с помощью кристалла, подвергнутого длинноволновым ультразвуковым колебаниям // ЖЭТФ. 2005. Т. 128, вып. 5. С. 893–903.
- Благов А. Е., Ковальчук М. В., Кон В. Г., Писаревский Ю. В. Динамическое изменение параметра решетки кристалла с помощью ультразвука в рентгенодифракционных экспериментах // Кристаллография. 2006. Т. 51, вып. 5. С. 779–784.
- Bezsudnova E. Y., Kovalchuk M. V., Mardanov A. V., Poliakov K. M., Popov V. O., Ravin N. V., Skryabin K. G., Smagin V. A., Stekhanova T. N., Tikhonova T. V. Overexpression, purification and crystallization of a thermostable DNA ligase from the archaeon Thermococcus sp. 1519 // Acta Cryst. 2009. Vol. F65. P. 368–371.
- Желудева С. И., Новикова Н. Н., Ковальчук М. В., Степина Н. Д., Коновалов О. В., Юрьева Э. А. Рентгенофлуоресцентные исследования элементного состава и молекулярной организации белковых пленок на поверхности жидкой субфазы // Кристаллография. 2009. Т. 54. № 6. С. 968–976.
- Новикова Н. Н., Ковальчук М. В., Юрьева Э. А., Коновалов О. В., Рогачев А. В., Степина Н. Д., Сухоруков В. С., Царегородцев А. Д., Чухрай Е. С., Якунин С. Н. Рентгенофлуоресцентные измерения в условиях полного внешнего отражения для исследования взаимодействия белков с ионами металлов в биологических системах // Кристаллография. 2012. Т. 57. № 5. С. 727–734; Crystallography Reports. 2012. Vol. 57, № 5. P. 648–655.
- Куранова И. П., Ковальчук М. В. Кристаллы для изучения белковых структур // Природа. 2014. № 3. С. 12–21.
- Щербина М. А., Чвалун С. Н., Пономаренко С. А., Ковальчук М. В. Современные подходы к исследованию тонких пленок и монослоев: рентгеновская рефлектометрия, рассеяние в скользящих углах отражения и метод стоячих рентгеновских волн // Успехи химии. 2014. Т. 83. № 12. С. 1091–1119.
- Бойко К. М., Попов В. О., Ковальчук М. В. Перспективные методы кристаллизации макромолекул, уменьшающие конвекционный транспорт вещества к растущему кристаллу // Успехи химии. 2015. Т. 84. № 8. С. 853–859; Russian Chemical Reviews. 2015. Vol. 84. № 8. P. 853–859.
- Ковальчук М. В., Яцишина Е. Б., Благов А. Е., Терещенко Е. Ю., Просеков П. А., Дьякова Ю. А. Рентгеновские и синхротронные методы в исследованиях объектов культурного наследия // Кристаллография. 2016. Т. 61. № 5. С. 681–690; Crystallography Reports. 2016. Vol. 61. № 5. P. 703–717.
- Dyakova Y. A., Blagov A. E., Marchenkova M. A., Pisarevskiy Y. V., Prosekov P. A., Volkov V. V., Kovalchuk M. V. «New approach to protein crystallization. Investigation of various crystallization stages of lysozyme» // Acta Crystalographica A. 2016. Vol. 72. P. 238.
- Lapkin D. A., Emelyanov A. V., Demin V. A., Erokhin V. V., Feigin L. A., Kashkarov P. K., Kovalchuk M. V. Polyaniline-based memristive microdevice with high switching rate and endurance // Applied Physics Letters. 2018. Vol. 112. Issue 422. No 043302.
- Kulikov A. G., Blagov A. E., Marchenkov N. V., Lomonov V. A., Vinogradov A. V., Pisarevsky Yu. V., Kovalchuk M. V. Rearrangement of the Structure of Paratellurite Crystals in a Near-Surface Layer Caused by the Migration of Charge Carriers in an External Electric Field // JETP Letters. 2018. Vol. 107(10). P. 646.
- Boyko K. M., Baymukhametov T. N., Chesnokov Y. M., Hons M., Lushchekina S. V., Konarev P. V., Lipkin A. V., Vasiliev A. L., Masson P., Popov V. O., Kovalchuk M. V. 3D structure of the natural tetrameric form of human butyrylcholinesterase as revealed by cryoEM, SAXS and MD // Biochimie. 2019. Vol. 156. P. 196.
- Emelyanov A. V., Nikiruy K. E., Serenko A. V., Sitnikov A. V., Presnyakov M. Yu., Rybka R. B., Sboev A. G., Rylkov V. V., Kashkarov P. K., Kovalchuk M. V. Self-adaptive STDP-based learning of a spiking neuron with nanocomposite memristive weights // Nanotechnology. 2020. Vol. 31. Issue 4. No 045201.
- Demin V. A., Nekhaev D. V., Surazhevsky I. A., Nikiruy K. E., Emelyanov A. V., Nikolaev S. N., Rylkov, V. V., Kovalchuk M. V. Necessary conditions for STDP-based pattern recognition learning in a memristive spiking neural network // Neural Networks. 2021. Vol. 134. P. 64.
Прием граждан
Адрес: Петергоф, Ульяновская ул., д. 1.
Тел./факс (812) 428-72-20
Электронная почта: m.kovalchuk@spbu.ru
Физика и наука о мозге имеют своими задачами раскрытие двух крупнейших тайн природы: устройства Вселенной и устройства разума. С самых начал Западной науки исследования этих вопросов развивались независимо. Я рассмотрю ряд оснований основания для их сегодняшнего сближения:
- Нейронные и когнитивные сети. Любая нервная система может быть описана как сеть. Распространение подходов теории графов и статистической механики на мозг, получившее название коннектомики, занимается расшифровкой принципов эволюции, устройства и нарушений работы различных нервных сетей. В лекции я пойду дальше и буду утверждать, что (а) любой разум также формализуем как сеть, (б) эта сеть представляет собой гиперсеть нервной сети. Главным здесь является то, что эта гиперсеть мозга представляет собой и органическую и математическую структуру одновременно и может быть поэтому исследуем с помощью методов экспериментальной и теоретической физики.
- Нейрофотоника и оптогенетика. Физика является сегодня ключевым генератором методов, продвигающих изучение высших функций мозга. Я остановлюсь лишь на наиболее перспективном направлении, использующем достижения лазерной физики и фотоники. Свет обладает выдающимися преимуществами для проникновения в механизмы работы мозга: он неинвазивен, не нарушает обычных нейронных функций, обеспечивает высокое пространственное разрешение, возможность фокусировки на разных типах и группах нужных клеток и мультиплексность за счет использования разных длин волн для контроля разных функций. Я покажу, как эти свойства позволяют сегодня картировать, динамически визуализировать и оптически контролировать ментальные процессы в головном мозге.
- Нейроморфные компьютеры и когнитивные вычисления. Рассмотрение разума как нейронной гиперсети по-новому ставит вопрос о создании искусственного интеллекта. Главным трендом сегодня являются попытки конструирования компьютера как мозга, воспроизводящего свойства биологической нейронной сети. Я буду утверждать, что этого решения, получившего названия нейроморфного моделирования, кардинально недостаточно, если в составе искусственной нейронной сети не создается когнитивная гиперсеть. Когнитивные вычисления на узлах и связях такой сети составят перспективу построения систем искусственного разума и потребуют разработки фундаментальной математической теории нейронных гиперсетей.
Когнитивная наука представляет собой современную версию междисциплинарного поиска естественнонаучного объяснений работы сознания и мозга человека. В отличие от нескольких столетий преимущественно спекулятивных рассуждений, сегодня в таких исследованиях все более заметную роль играют доказательные эксперименты, использующие физические методы и модели. На стыке традиционных дисциплин появились и процветают новые научные дисциплины, такие как когнитивная психология, когнитивная лингвистика и нейролингвистика, когнитивная генетика, нейроинформатика, нейроэкономика и нейроэргономика. В плане «проверки когнитивного пудинга» особенно знаменательно появление все новых практических приложений, позволяющих говорить о возникновении широкого класса новых когнитивных технологий. Примером служат системы виртуальной и смешанной реальности, основанные на использовании средств компьютерной графики, и знаний об иллюзиях восприятия. Когнитивные технические системы способны по характеру движений глаз определить направленность внимания водителя и намерение обгона впереди идущего автомобиля, а одновременная регистрация активности мозга дополнительно увеличивает скорость и точность работы подобных когнитивных интерфейсов. Проходят тестирование препараты, стимулирующие внимание, память и обучение. Магниторезонансная, оптическая и молекулярная визуализация работы мозга позволяют диагностировать отклонения в когнитивном и эмоциональном развитии, а методы когнитивной генетики делают возможным выявление потенциала и возможных рисков такого развития. В лекции будет дан обзор некоторых из числа наиболее перспективных когнитивных технологий.
Язык, разум, сознание и порождающий их мозг – сложнейшие из известных нам систем. Современное состояние науки таково, что конвергенция гуманитарного и естественнонаучного знания для изучения таких систем неизбежна. Нейролингвистика и нейропсихология являются примерами этого.
Человек постоянно сталкивается с неопределённой и многозначной информацией, но должен принимать адекватные решения. Эта многозначность характеризует все модальности восприятия и вербальный язык. Интуитивные, метафорические, инологические когнитивные средства - не менее мощны, чем классическая логика. Особый интерес имеет исследование таких механизмов в произведениях искусства, ставящих противоположную задачу – не уменьшить, а увеличить количество вариантов осмысления и прочтения. Эта область в рамках когнитивной науки практически не разработана. Меж тем, ключи к пониманию и развитию креативности, способности к нетривиальным ходам и интеллектуальным прорывам и их мозговое обеспечение нужно искать и в гуманитарном знании: без этого понимание данных нейронаук не имеет перспективы. Надежда на то, что когнитивные характеристики искусственных систем приблизятся к уровню человеческих, или даже превзойдут их, растёт. При этом относительно мало обсуждается вопрос о том, какое именно общение с антропоморфными искусственными системами мы будем считать адекватным, что вызывает целый ряд вопросов, не только научных, но экзистенциальных и этических.
