Источники излучения и фотоника

Руководитель направления:
Тищенко Алексей Александрович
Tishchenko@mephi.ru, ауд. 33-308

Исследования ведутся на базе Международной научно-исследовательской лаборатории “Излучение заряженных частиц”. Мы изучаем различные типы излучения, возникающие при взаимодействии заряженных частиц и света с мишенями.
Основные методы исследований - теоретические расчеты классичекими и авторскими методами электродинамики и компьютерное моделирование в пакетах GEANT4, CST, Comsol. Сочетание этих двух методов позволяют нам совершенствовать и изменять под конкретные задачи готовые пакеты моделирования, планировать ход экспериментов, обрабатывать экспериментальные данные, валидировать построенные теории.
Все наши сотрудники участвуют в научных проектах РНФ, РФФИ, Фонда развития теоретической физики и математики “Базис”, Приоритет-2030, Министерства науки и в ысшего образования РФ. Наши сотрудники, включая студентов, на регулярной основе пишут заявки и выигрывают конкурсы на гранты этих фондов и стипендий; участвуют с устными и стендовыми докладами в международных конференциях, повышаем квалификацию на международных научных школах.
Перспективные темы исследований
Метаматериалы
Искусственные материалы из упорядоченных элементов с резонансными свойствами. Существенно: не встречающиеся в природе оптические свойства, возможность конструировать, управлять характеристиками; перспективы создания гиперлинзы с разрешением за дифракционным пределом; маскировка объектов. Метаповерхности; фотонные кристаллы
Новейшие методы усиления интенсивности источников излучения

Резонансно-плазмонные, когерентность в N-частичных системах – разработка физико-математической базы для создания ярких источников излучения на новых принципах

Квантовые излучения, закрученные, пучки Эйри

Cвет и электроны. Оптомеханика: манипуляции микрообъектами, оптические пинцеты; сверхплотная передача информации; новые методы исследования существенно магнитных материалов
Аттосекундная оптика
Генерация сверхкоротких импульсов излучения
Аттосекундная оптика
Генерация сверхкоротких импульсов излучения
Генерация ярких импульсов терагерцового и рентгеновского излучения, разработка решений для крупнейших проектов России
  • ИНОК НЦФМ (ИНОК - ИНтенсивный Обратный Комптон) – источник (квази)монохроматических рентгеновских и гамма-квантов, основанный на эффекте обратного комптоновского рассеяния фотонов на релятивистских электронах; НЦФМ – Национальный Центр Математики и Физики),
  • СИЛА (СИнхротрон-ЛАзер) – синхротрон и лазер-на-свободных-электронах – новейший источник рентгеновского излучения 4-го поколения,
  • Разработка и создание российских компактных источников излучения и детекторов со сверхвысоким разрешением для медицины и науки, в т.ч. КТ, ПЭТ КТ, создание лабораторных компактных (table-top) рентгеновских и терагерцовых источников
Гибридные состояния свет-вещество, плазмоника
  • Наноплазмоника: явления, связанные с колебаниями электронов проводимости в металлических наноструктурах и наночастицах и взаимодействие этих колебаний со светом, атомами и молекулами c целью создания сложных оптических устройств.
  • Плазмонные колебания в наночастицах существенно отличаются от объемных или поверхностных электромагнитных волн. Именно локализованные плазмоны - основа всех приложений наноплазмоники.
  • Важнейшая черта наноплазмоники: комбинация сильной пространственной локализации электронных колебаний с их высокой частотой (в диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного). Сильная локализация - гигантское увеличение локальных оптических и электрических полей. Свойства локализованных плазмонов критически зависят от формы наночастиц, что позволяет «настраивать» их систему резонансов на эффективное взаимодействие со светом и элементарными квантовыми системами (молекулы, квантовые точки, и т.д.)
  • Применения: концентраторы-коллекторы световой энергии, датчики света на субволновых масштабах, нанолазеры, детектирование отдельных молекул ДНК
Примеры выполненных/текущих научных проектов, в которых мы принимаем участие
  • Краевой эффект в поляризационном излучении заряженных частиц как основа эффективного рентгеновского источника нового типа (Министерство науки и высшего образования РФ)
  • Исследование плазмонных резонансов, возникающих при взаимодействии релятивистских электронов с метаповерхностями (РФФИ)
  • Метаповерхности как объект и инструмент диагностики (РНФ)
  • Разработка детекторов переходного излучения для идентификации адронов в ТэВ-ной области энергий (РНФ)
  • Создание физических моделей компактного монохроматического источника излучения в рентгеновском диапазоне на основе обратного комптоновского рассеяния (РФФИ)
  • Исследование дифракционного излучения в резонансных условиях для разработки интенсивного монохроматического источника излучения (русско-японская программа РФФИ)
  • Когерентные эффекты в электромагнитном излучении от метаповерхностей (РНФ)
  • Экспериментальные и расчетно-теоретические исследования процессов генерации рентгеновского излучения при взаимодействии интенсивных лазерных импульсов с мишенями различных конфигураций (программа синхротронно-нейтронных исследований Министерства науки и высшего образования РФ)
  • Когерентные эффекты в излучении от полых пучков (“Базис”)