Отзыв оппонента 1 (Спиновые и поляризационные эффекты в квантовых системах многих взаимодействующих частиц)

ОТЗЫВ официального оппонента о диссертации М. И. Трухановой «Сниновые и ноляризационные эффекты в квантовых системах многих взаимодействующих частиц», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности О! .04.02 — теоретическая физика. Тема диссертации Трухановой М.И. представляет значительный интерес как для фундаментальных исследований, связанных с изучением динамических процессов в квантовомеханических системах, так и для прикладных задач. В качестве основного метода исследований используется квантовая гидродинамика, в которой состояние системы многих взаимодействующих частиц представляется набором полевых функций. Метод квантовой гидродинамики позволяет исследовать нел окальные и дис сии ативные процессы. Качественное изучение процессов, протекающих в приборах спинтроники и наноэлектроники, в средах, обладающих электрической дипольной поляризацией, требует методов описания коллективной квантовой динамики частиц, т.е.

методов квантовой гидродинамики. Процессы протекания тока и распространения волновых возбуждений осуществляются в реальном физическом пространстве. Все это приводит к необходимости получения квантовых уравнений в трехмерном физическом пространстве, тогда как уравнение Шредингера формулируется в многомерном конфигурационном пространстве. Эта задача и решается в диссертации, что дабт основания считать научное направление„развиваемое в диссертации, актуальным. Результаты диссертации получены путем аналитических вычислений на основе общепринятых квантово-механических уравнений, что говорит об их достоверности.

Кроме того, представленные результаты находятся в согласии с результатами других работ в развиваемом направлении. Автор рассматривает два типа физических систем: системы заряженных или нейтральных частиц, наделйнных собственными дипольными моментами, и системы заряженных или нейтральных частиц, наделенных собственньпви магнитными моментами. Диссертация включает введение, шесть глав, заключение и список литературы из 210 наименований. Глава 1 «Электрические дяполн в современных исследованиях» является обзорной.

В ней автор подробно описал различные физические характеристики диэлектрических веществ. Глава 2 «Квантовая гидродипамика систем многих взаимодействующих частиц с электрической дипольпой поляризацией» посвящена изложению основных принципов квантовой гидродинамики в применении к средам с диэлектрическими свойствами. Автор уделяет значительное внимание уравнению баланса электрической поляризации, учету тепловых флуктуаций и квантового потенциала Бома. Глава 3 «Возбуждение волн поляризации в различных средах» посвящена изучению характера волновых возбуждений в системе электрически поляризованных частиц.

Рассматриваются одномерные и двумерные возбуждения. Глава 4 «Разнообразие синцовых эффектов в различных средах» посвящена многочисленным приложениям построенного аппарата квантовой гидродинамики для изучения спиновых волн в плазме, вистлеров и др. Глава 5 «Квантовая гидродинамика системы многих взаимодействующих частиц со спинами» посвящена изучению спиновых эффектов на основе теории Паули. Здесь исследуются уравнения баланса спина, прецессия спина в магнитном поле и др. Глава 6 «Спиновые эффекты в различных средах» посвящена изучению спиновых волн в квантовой магнитной плазме, а также исследованию спектра волновых возмущений. Основная трудность, которую пришлось преодолевать диссертанту, состоит в поисках замкнутой системы квантовых гидродинамических уравнений, описывающих потоки соответствующих физических величин: импульса, дипольного электрического момента, магнитного момента, спина и др.

Для получения такой замкнутой системы автору приходилось детальным образом анализировать различные типы взаимодействий: заряд- диполь, диполь-диполь и др. Основные научные результаты, полученные диссертантом, н их новизна состоят в следующем: 1) Дан строгий вывод системы уравнений квантовой гидродинамики частиц с собственными электрическими дипольными моментами на основе многочастичного уравнения Шредингера, содержащего информацию о кулоновских, дипольдипольных и заряд-дипольных взаимодействиях. Впервые получены уравнения баланса импульса, баланса поляризации, а также уравнение эволюции потока поляризации, в которых присутствуют вклады диполь-дипольных и заряддипольных взаимодействий. В уравнениях учитывается вклад квантового потенциала Бома.

Рассмотрено приближение самосогласованного поля. 2) Путем решения и анализа уравнений квантовой гидродинамики системы частиц с собственными дипольными моментами рассмотрены волны в двумерной системе заряженных частиц с электрическими дипольнымн моментами. Предсказан вклад поляризации в дисперсию двумерных ленгмюровских волн. Установлено наличие неустойчивости волны поляризации в системах заряженных частиц. 3) Для одномерной и двумерной систем нейтральных частиц предсказано существование устойчивой волны поляризации, не сопровождающейся возмущениями концентрации числа частиц и потоковых скоростей. Рассмотрена конкретная среда.

4) Рассмотрено возбуждение волн поляризации пучком нейтральных поляризованных частиц и пучком электронов, приводящее к неустойчивости. 5) Приводится вывод уравнений квантовой гидродинамикн систем многих частиц со спинами из многочастичного уравнения Паули. Получены уравнения баланса импульса, намагниченности и энергии, а также уравнение динамики завнхренности, впервые учитывающие влияние коллективных спиновых эффектов, возникающих в результате макроскопического представления тензора плотности потока импульса, тензора плотности потока намагниченности и тензора плотности потока энергии.

Уравнения баланса энергии и динамики завихренности учитывают диссипативные процессы, связанные с тепловыми флуктуациями спинов частиц. 6) На основании решения уравнений квантовой гидродинам ики, выведенных в диссертации, получена дисперсионная зависимость для электромагнитных волн, которые могут возбуждаться и распространяться в магнитной квантовой плазме, состоящей из неподвижных ионов и электронов. Предсказан вклад тока намагниченности и спинового момента вращения на динамику волны, распространяющейся вдоль внешнего магнитного поля.

Найдено волновое решение, предсказывающее новые эффекты, связанные с влиянием спиновой части тензора потока намагниченности. 7) Для плотной квантовой электрон-ионной плазмы впервые решена задача о влиянии эффектов кулоновского обменного взаимодействия на динамику различных типов волн. Проведен численный анализ полученных результатов. Доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической физики и механики Российского университета дружбы народов .~- ~--"-- Ю.П. Рыбаков Подпись Ю.П. Рыбакова заверяю Ученый секретарь Российского универси дружбы народов, профессор В.М.

Савчин Практическая ценность диссертации состоит в использовании полученных уравнений квантовой гидродинам икн, учитывающих кулон овское, диполь-дипольное и заряддипольное взаимодействия частиц для расчета коллективной динамики частиц, обладающих дипольными моментами, и в установлении конкретных количественных соотношений для физических характеристик динамических процессов. Найденные в диссертации новые решения могут быть проверены в экспериментах. В качестве критических замечаний по диссертации отметим следующее: 1). Дипольный момент частиц считается фиксированным (жестким), что является существенным ограничением, так как применимость подобного подхода к неполярным средам является сомнительной.

2). Автор неоднократно применяет приближение самосогласованного поля, не приводя в его пользу достаточно внятных аргументов. 3). Некоторые фразы в диссертации были составлены в спешке и не имеют смысла. Например, на стр. 22 приводится следующее: «образование плазмы из газа Ридберга и динамики волновых процессов». 4) Имеются досадные опечатки. Например, на стр. 29 и 87 вместо термина «двухчастичные» приводится «двухмесячные» и др. 5) Список литературы составлен небрежно. Например, в ссылках 21 н 47 переставлены местами названия журнала и статьи. В ряде ссылок (например, 48) опущено название статьи. Имеются повторы ссылок (например, 140 и 200). Однако приведенные замечания нисколько не умаляют значимости полученных диссертантом результатов, которые свидетельствуют о высокой квалификации М.И. Трухановой и имеют существенное значение для фундаментальной и прикладной науки.

Автореферат полностью соответствует содержанию диссертации, а сама она удовлетворяет предъявляемым ВАК РФ требованиям к кандидатским диссертациям. Подводя итог, можно с уверенностью сказать, что диссертация удовлетворяет требованиям п.9 «Положения о порядке присуждения ученых степеней», утвержденного Постановлением № 74 Правительства Российской Федерации от 30 января 2002 года в редакции Постановления № 842 Правительства Российской Федерации от 24 сентября 2013 года, предъявляемым к кандидатским диссертациям, и ее автор, Труханова Мария Ивановна, безусловно заслуживает присуждения ей ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 01.04.02 — теоретическая физика. .