Магистрант кафедры квантовой теории поля физического факультета ТГУ Даниил Фроловский стал победителем конкурса на соискание медалей РАН для студентов и молодых ученых РФ. Такие медали вручаются раз в год, и в каждой области наук, например, в области математики, общей физики и астрономии, ядерной физики, энергетики, химических наук, – всего одному человеку. Даниил Фроловский получил награду за работу «Теоретические модели образования темной материи в ранней Вселенной». Это уже третий случай, когда студенты и ученые ФФ получают медаль и премию РАН.
– Даниил Фроловский получил медаль РАН за лучшую научную работу в области физики и астрономии для студентов и молодых ученых без степени. Такая медаль присуждается одна в год. За последние 20 лет это третья медаль нашего физического факультета, в том числе вторая – кафедры квантовой теории поля, – отмечает заведующий кафедрой квантовой теории поля ФФ ТГУ Семен Ляхович. – Стоит сказать, что, например, ФФ МГУ набирает на курс 450 студентов, МФТИ – примерно 1000 физиков, есть еще МИФИ, СПбГУ... НГУ набирает 200 студентов. А у физического факультета ТГУ набор – всего 75 физиков. И на нашем счету уже три первых приза из двадцати. Те немногие сильные студенты, кто к нам приходит, добиваются многого.
Студентам физического факультета, специализирующимся в области теоретической физики, предлагается очень широкий выбор науных направлений. Например, студенты могут заниматься современной квантовой теорией поля: физикой атомного ядра и элементарных частиц, физикой конденсированного состояния, статистической физикой, различными задачами математической физики.
На третьем и четвертом курсах бакалавриата Даниил Фроловский занимался теорией калибровочных полей под руководством профессора Семена Ляховича. Калибровочные теории представляют собой теоретическую основу для физики фундаментальных взаимодействий, включая гравитацию.
– Совместно с аспирантом ФФ Викторией Абакумовой я исследовал калибровочную симметрию гравитации Нордстрема. Хотя теория Нордстрема была построена даже раньше теории Эйнштейна, ее полная калибровочная симметрия не была известна – и мы ее нашли впервые. Как оказалось, это позволяет переформулировать теорию гравитации Эйнштейна в терминах потенциалов нового типа. Наш результат может представлять интерес с точки зрения возможности построения квантовой теории гравитации. Такая возможность ранее не была известна. Эти результаты позволили мне защитить бакалаврскую работу на «отлично», были опубликованы статьи в одном из лучших мировых журналов (European Physical Journal), – рассказывает Даниил Фроловский.
Для научной работы в магистратуре Даниил решил попробовать себя в другой области теоретической физики – в космологии. Это наука о том, как возникла и развивается наша Вселенная. По этой тематике студентам кафедры квантовой теории поля также предлагаются возможности для научной работы, и есть выбор сильных научных руководителей.
– В космологии я начал работать с выпускником нашей кафедры, профессором Токийского столичного университета Сергеем Кетовым. Мы изучали один из самых ранних и загадочных этапов развития вселенной – космологическую инфляцию. Это был момент, когда Вселенная за невообразимо малые доли секунды увеличилась из микрообъекта до космологических масштабов. Во время этого процесса происходили очень интересные и необычные явления. Например, маленькие квантовые колебания могли превратиться в огромные возмущения геометрии пространства-времени, которые зародили неоднородности во Вселенной, ведущие к образованию галактик и звезд, – уточняет Даниил Фроловский.
В совместной работе авторы предложили несколько моделей инфляции, в которых эти возмущения были такими сильными, что создавали черные дыры. Такие черные дыры могут быть составляющей темной материи – загадочного вещества, которое наполняет большую часть Вселенной. Кроме того, при образовании этих черных дыр возникали гравитационные волны – колебания пространства-времени, которые можно обнаружить специальными приборами.
Совсем недавно астрономы обнаружили гравитационные волны, наблюдая за пульсарами – быстро вращающимися нейтронными звездами. Это подтверждает актуальность и перспективность исследований Даниила Фроловского и Сергея Кетова.
– Я благодарен своим научным руководителям за то, что они помогли мне войти в эти области науки, а также своим преподавателям и в целом физическому факультету ТГУ за отличную подготовку, которая позволила мне уже сейчас, во время обучения в университете, получать серьезные научные результаты в различных областях современной теоретической физики, – резюмирует Даниил Фроловский.
Отметим, что в начале июля Даниил был награжден дипломом третьей степени за лучший доклад на школе Национального центра физики и математики (НЦФМ) для молодых ученых и специалистов по физике элементарных частиц и космологии им. В.А. Рубакова.
