Физические науки
1.3.9. Физика плазмы
Факультет фундаментальных и гуманитарных дисциплин
Кафедра общей и технической физики
Уровень образования
Форма обучения
Продолжительность обучения
Вступительные испытания
Бюджетные места в 2024 г.
Места по договору платных услуг в 2024 г.
Стоимость обучения
Краткая характеристика научной специальности
Физика плазмы – область науки, занимающаяся изучением процессов и явлений, протекающих с участием заряженных частиц в ионизированных и проводящих средах, в природе и в лабораторных или промышленных установках. Значение решения задач физики плазмы для развития науки и техники состоит в расширении знаний о фундаментальных природных закономерностях, в изучении проблемы управляемого термоядерного синтеза, создании новых технологий, приборов и устройств.
Ведущие научные направления
- Физическая кинетика разреженной низкотемпературной плазмы
- Теоретические и экспериментальные исследования фундаментальных проблем физики термоэмиссионного преобразования тепловой энергии в электрическую
- Исследование плазмы удаленных астрофизических объектов
- Приэлектродные процессы в низкотемпературной плазме
- Плазменные нанотехнологии и новые материалы в минерально-сырьевом секторе
- Плазменные технологии анализа вещества
Основные компетенции выпускника
- Готовность использовать теоретические и методологические основы проектирования, эксплуатации, дальнейшего совершенствования плазменных методик и оборудования для плазменных технологий
- Способность проводить научное планирование плазменного эксперимента и осуществлять его на практике: применять технологическую аппаратуру и электроизмерительные приборы, выполненные на базе микропроцессорной техники для решения задач диагностики параметров плазменных систем и разработки новых плазменных методов и технологий
- Готовность проводить анализ наиболее актуальных проблем, самостоятельно ставить задачи научных исследований, имеющих практическое значение для плазменных технологий, владеть методами проведения патентных исследований, лицензирования и защиты авторских прав при создании инновационных продуктов в области физики плазмы и плазменных технологий
Дополнительные возможности во время обучения
– Посещение лекций приглашенных профессоров и зарубежных специалистов;
– Получение навыков работы с современными программными комплексами и лабораторным оборудованием;
– Участие в краткосрочных зарубежных стажировках с выступлением на международных конференциях на условиях конкурсного отбора;
– Участие в долгосрочных зарубежных стажировках на условиях конкурсного отбора, возможность двойной защиты с присуждением степени доктора-инженера;
– Возможность обучения в сертифицированном лингвистическом центре;
– Возможность обучения в сетевой академии «Cisco»;
– Возможность использования спортивного комплекса и занятия в спортивных секциях.
Известные выпускники
Александр
Сеит-Умерович
Мустафаев
Заведующий кафедрой общей и технической физики
Горный университет
В 1965 году окончил физический факультет Ленинградского государственного университета по специальности «Физика». С 1966 года научный сотрудник ФТИ им. А.Ф. Иоффе АН СССР. В 1974 году присуждена ученая степень кандидата физико-математических наук. В 1977 году переведен по конкурсу в Ленинградский государственный горный институт. В 1980 присвоено ученое звание доцента, в 2004 - ученая степень доктора физико-математических наук, в 2006 - ученое звание профессора по кафедре общей и технической физики.
Является международно-признанным специалистом в области физики плазмы, плазменной энергетики и плазменных нанотехнологий. Руководитель ряда фундаментальных научно-исследовательских работ. Автор более 500 научно-методических трудов, 10 монографий, 12 патентов, одного открытия и докладов на международных конференциях, опубликованных в ведущих физических изданиях мира, индексируемых в информационных базах цитирования Web of Science и Scopus.
За последние 10 лет более 20 раз работал в качестве приглашенного профессора в зарубежных университетах Франции, Германии, Нидерландов, США, Англии, Финляндии, Швеции, Норвегии, Португалии, Канады и Северной Ирландии.
Александр
Борисович
Цыганов
Генеральный директор
ООО «Интро-Микро (резидент Сколково № 422)».
В 1979 году окончил физический факультет Санкт-Петербургского государственного университета, до 2003 года работал научным сотрудником в отделе оптики Института физики СПбГУ. В 2005 году основал и возглавил инновационную компанию «Спектр-Микро», а в 2011 году – компанию «Интро-Микро», ставшую резидентом Центра «Сколково». В 2013 году окончил аспирантуру Горного университета по направлению 03.06.01 Физика и астрономия (специальность 01.04.08 Физика плазмы), защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Автор более 80 научных публикаций в ведущих физических изданиях мира, индексируемых в базах цитирования Web of Science и Scopus, а также 25 патентов, в том числе 3 патентов США, 2 патентов Франции, Германии и Великобритании, патента КНР и Японии, защищающих ряд оригинальных научно-технических разработок в плазменных приложениях, медицине и нанотехнологиях, получивших гранты Фонда содействия инновациям (Москва) и Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ).
Мацак
Алексеевич
Аинов
Заместитель директора по экономике, финансам и развитию
СПб ГБПОУ «Автомеханический колледж»
Окончил магистратуру кафедры физики Земли физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета в 2012 году. В 2016 году окончил аспирантуру Горного университета по направлению 03.06.01 Физика и астрономия (специальность 01.04.08 Физика плазмы), защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. C 2013 года занимает должность заместителя директора по экономике, финансам и развитию СПб ГБПОУ «Автомеханический колледж».
Темы наиболее значимых проектов
- Впервые в мире в Горном университете разработаны магнитный и зондовый методы диагностики анизотропной плазмы, созданы автоматизированные плазменные установки с цифровой регистрацией, высокотемпературные приборы плазменной энергетики нового поколения и специализированное программное обеспечение для фундаментальных исследований плазмы; создано новое направление в методологии диагностики плазмы – методы исследования угловых и пространственно-энергетических параметров анизотропных функций распределения.
- Впервые в устройствах космической плазменной энергетики успешно применены разработанные методы диагностики. Получены энергетические параметры термоэмиссионных преобразователей тепловой энергии в электрическую, ключевых преобразователей тока, плазменных выпрямителей напряжения и тока, созданы радиационно-стойкие плазменные приборы.
- Разработан новый электронно-поляризационный метод диагностики анизотропной плазмы, позволяющий измерять энергетические параметры плазмы удаленных геофизических и астрофизических объектов. Ведется разработка анодов с работой выхода менее 1 эВ на основе наноструктурированных углеродных систем для устройств нетрадиционной плазменной энергетики.
- Предлагается решение проблем критических технологий создания наноматериалов в минерально-сырьевом секторе и современных энергосберегающих технологий стратегического назначения.
- Предложены и апробированы новые технологии создания наноматериалов и методы диагностики плазмы, в частности, плазменные технологии получения алюминия для металлургии и водородной энергетики, а также инновационная технология получения сверхчистого белого корунда и сапфирового стекла
Сотрудничество с партнерами
История кафедры, открытия и достижения
Преподавание физики в Горном университете ведется с 1774 г. Кафедра основана в 1829 г., с ее деятельностью неразрывно связаны имена известных учёных XIX-XXI века – физиков и других видных специалистов в электротехнике, горном деле, металлургии, технологиях геологической разведки, среди которых Н.Т. Щеглов, В.С. Глухов, P.Э. Ленц, К.Д. Краевич, А.И. Садовский, Б.П. Вейнберг, В.Ф. Миткевич, М.А. Шателен, А.А. Петровский, Н.С. Курнаков, А.Ф. Иоффе, К.В. Бутков, С.О. Майзель, Р.Б. Розенбаум, Р.С. Прасолов, В.Л. Федоров, Б.А. Федоров, А.П. Мезенцев, А.П. Корольков, В.Н. Скребов, Н.И. Николаев, Э.И. Богуславский, Г.А. Месяц, Ф.Г. Рутберг, В.Е. Фортов, В.Ф. Лапшин, С.П. Варшавский, Е.С. Ползик. Подготовка научных и научно-педагогических кадров высшей квалификации проводится на кафедре общей и технической физики Горного университета с 1965 года. Руководителем направления «Фундаментальные и прикладные исследования в области атомной физики и физики плазмы» с 1965 по 1980 годы являлся выдающийся педагог, известный ученый, профессор д.ф.-м.н. Л.А. Сена. С 1980 г. по настоящее время руководителем направления фундаментальных и прикладных исследований низкотемпературной плазмы является профессор д.ф.-м.н. А.С. Мустафаев, Почетный работник высшего профессионального образования РФ, Заслуженный работник Горного университета, Международный эксперт Хартии Инженеров лондонского института IOM3, Международный эксперт по оборудованию западногерманской фирмы Phywe GMBH & Co, Эксперт Федерального Агентства по Атомной Энергии (РОСАТОМ), Почетный член Лондонского института IOM3, Почетный профессор Института Технической физики РАН, Член Американского Физического Общества, Член Института инженеров электротехники и электроники США (IEEE), Действительный член Международной АН Экологии и Безопасности. За цикл работ по плазменной энергетике и новые разработки по плазменным нанотехнологиям А.С. Мустафаев удостоен 6 премий Президиума РАН по особо важным работам, 15 Золотых медалей, 10 Серебряных и 15 Дипломов первой степени. Награжден медалями: Президента РФ, Министерства Образования и Науки РФ, Нобелевского лауреата, академика РАН П.Л. Капицы «За научное открытие».
За весь период существования преподавателями кафедры совершено 3 научных открытия: эффект Садовского (А.И. Садовский; 1898); явление эстафетного переноса электрических зарядов в газах – эффект Сена (Л.А. Сена, 1948/1988); явление фазового превращения аморфного мелкодисперсного углерода в графен/графеноподобную структуру, интеркалированную цезием, в среде низкотемпературной газоразрядной цезиевой плазмы (коллектив авторов при непосредственном участии А.С. Мустафаева, 2014/2018). На кафедре ОТФ подготовлено не менее 30 кандидатских и 3 докторских диссертаций.
В результате тесного сотрудничества Горного университета с рядом российских и международных научных центров, научная школа получила международное признание и интенсивно развивается в области фундаментальных и прикладных исследований по нетрадиционной энергетике. Результаты исследований используются для решения проблем плазменной энергетики, разработки технологий для объектов минерально-сырьевого комплекса, в том числе обеспечения экологической безопасности и количественного многокомпонентного спектрального анализа вещества. Впервые в мире разработана кинетическая теория неустойчивости бесстолкновительной плазмы, задающая вектор развития новым прорывным плазменным технологиям.