Лаборатория радиооптических исследований

Сокращенное название: ЛРИ

В составе структурного подразделения::

Телефон: +7 495 939 10 80

Адрес: Россия, Москва, микрорайон Ленинские Горы, 1с2 (южное крыло физического факультета МГУ), комната 2-02

 

Лаборатория радиооптических процессов

Лаборатория радиооптических процессов (ЛРП) восходит к 50-ым годам 20 века, когда на кафедре «Общей физики для биологов» физического факультета МГУ старшим научным сотрудником Ниной Михайловной Иевской была создана группа «Магнитного резонанса». В 1969 году эта группа в полном составе была переведена в НИИЯФ в отдел физических проблем квантовой электроники. С 1980 года группу возглавил доктор физико-математических наук Рауф Муртазаевич Умарходжаев. Позднее группа была переименована в лабораторию радиооптических процессов.

Одним из научных направлений, развиваемых в ЛРП, является изучение квантовых генераторов, частоты колебаний которых лежат в радиодиапазоне и определяются величиной зеемановской энергии атомов, находящихся в магнитном поле. В зависимости от схемы построения, такие устройства называют либо спиновыми генераторами (автоколебательная система), либо спиновыми стабилизаторами (следящая система).

По широте охвата проблемы в целом и по глубине изучения физических процессов, лежащих в основе работы спиновых генераторов и стабилизаторов, НИИЯФ МГУ является одной из ведущих организаций. Научные работы, проводимые в НИИЯФ МГУ в этом направлении, носят приоритетный характер.

Интерес к изучению спиновых генераторов и стабилизаторов связан с возможностью их использования в следующих областях:
• Квантовая магнитометрия: измерение геомагнитных аномалий и магнитных полей межпланетного пространства в диапазоне от Земного поля до полей порядка 10-14 Тесла.
• Фундаментальные физические исследования: поиски электрического дипольного момента атомов, проверка гипотез о существовании новых типов фундаментальных взаимодействий.
• Навигация: на базе спиновых генераторов создаются гироскопы, способные измерять малые (порядка 10-2 град/час и менее) скорости вращения.
• Биомедицинские исследования: магнитная кардиография и магнитография отдельных мышц человека, изучение магнитного поля мозга человека.

Востребованность спиновых генераторов и стабилизаторов в указанных областях определяется метрологическими характеристиками этих приборов и, в первую очередь, реализуемой точностью измерений. Так, например, квантовые магнитометры, основным элементом которых служат спиновые генераторы, обеспечивают в настоящее время точность измерения порядка 10-15 Тл, позволяющую им соперничать с магнитометрами, основанными на СКВИДах.

Еще одним перспективным направлением научной работы в ЛРП является разработка мощного источника излучения со спектром, близким к оптическому спектру излучения Солнца, воспринимаемому человеческим глазом. Был создан макет «серной лампы» – мощного источника излучения в оптическом диапазоне, рабочим веществом которого служили атомы серы, возбуждаемые СВЧ излучением. Световая отдача лампы составляет 130–150 Лм/Вт. Лампа обладает «квази солнечным», «квази сплошным» спектром излучения. Найдены добавки к рабочему веществу, позволяющие смещать центр спектра излучения лампы от ближнего ультрафиолетового до ближнего инфракрасного диапазонов. Установлено, что в процессе работы лампы плазма рабочего вещества взаимодействует со стенками кварцевой колбы лампы. Изучены плазменные реакции, протекающие при этом взаимодействии. Установлена природа механизма «старения», определяющего срок службы лампы.

В последнее время сотрудниками ЛРП проводятся исследования динамики спинового генератора при воздействии на него внешнего гармонического переменного поля. Эта задача актуальна по следующим соображениям. Рекордные чувствительности, демонстрируемые приборами, созданными на основе спиновых генераторов, в лабораторных условиях значительно понижаются при работе в реальных условиях при воздействии на приборы внешних переменных электромагнитных полей. Поиск механизма этого воздействия составляет предмет исследований.