Должность:заведующий Кафедрой
Учёная степень, звание:
 доктор физико-математических наук, профессор
Телефон:+7 495 638 45 06
Почта:i.m.sergei.m@gmail.com

Page in English

 


Образование

Окончил Московсий физико-технический институт в 1979 году.

Специальность и квалификация: теоретическая ядерная физика, инженер-физик.

Область научных интересов

  • квантовый параметр порядка и квантовые фазовые переходы, неравновесная квантовая механика;
  • термодинамика биомембран и полугибких полимеров;
  • фазовые переходы в сильнокоррелированных электронных системах, включая высокотемпературные сверхпроводящие купраты и мультиферроики;
  • электронные свойства металлических нанокластеров.

Учебные курсы, читаемые в университете

Механика и теория упругости

В курсе излагаются основные положения классической механики основанной на принципе наименьшего действия и принципе относительности Галилея, включая лагранжев и гамильтонов формализмы описания движения материальных частиц. Теория упругости излагается как механика твердых тел, рассматриваемых как сплошные среды, с применением аппарата тензоров деформации и напряжений для описания статических и динамических упругих деформаций в линейном приближении. Рассматривается распространение упругих волн в среде, колебания тонких пластин и стержней, устойчивость упругих систем.

Электродинамика

В курсе излагаются основные положения классической электродинамики основанной на применении принципа наименьшего действия к максвелловскому лагранжиану электромагнитного поля дополненному взаимодействием с материальными зарядами через калибровочные поля. Уравнения движения электромагнитного поля, зарядов во внешнем электромагнитном поле и излучение электромагнитных волн движущимися зарядами выводятся единым образом из уравнений Лагранжа, инвариантных по отношению к преобразованиям Лоренца для инерциальных систем отсчета определяемых в рамках специальной теории относительности Эйнштейна. Особое внимание уделяется взаимодействию электромагнитного поля с веществом. Выводится закон излучения электромагнитных волн подвижными зарядами и на его основе строится теория рассеяния электромагнитного излучения зарядами, вычисляется диэлектрическая проницаемость плазмы и спектр плазменных колебаний. Рассматривается парадокс неустойчивости атомов к электромагнитному излучению электронов в поле ядер, как одна из предпосылок создания квантовой механики.

Квантовая механика

В курсе излагаются основы нерелятивистской квантовой механики, включая постановку физической задачи об определении волнового состояния механической системы для предсказания результатов макроскопических измерений. Вводится аппарат квантовомеханических операторов физических величин в представлениях Шрёдингера и Гейзенберга, излагаются методы нахождения волновых функций частиц. В частности, излагается теория квантового осциллятора, квантового туннельного эффекта и решается задача о спектре и волновых функциях электрона в атоме водорода. В курсе вводятся понятия спина и тождественности элементарных частиц, рассматриваются симметрийные свойства волновых функций бозонов и фермионов приводящие к обменным явлениям, в частности, к явлению магнетизма в конденсированных средах. Иллюстрируется принцип соответствия Бора переходом к вазиклассическому приближению.

Статистическая физика

В курсе излагаются основные понятия, законы и методы статистической физики основанные на теореме Лиувилля и статистических ансамблях Гиббса; продемонстрированы их применения к описанию термодинамических свойств конденсированных сред, в особенности квантовых свойств твердых тел и жидкостей описываемых квантовыми статистиками. В частности, в курсе уделено внимание описанию квантовых явлений в конденсированных средах при низких температурах.

Электронная теория металлов

Курс знакомит с основными методами современной электронной теории твердого тела, базирующейся на концепции квази-частиц и теории ферми-жидкости Ландау для нормальных металлов, а также на концепции куперовского спаривания электронов и теории Бардина, Купера и Шриффера для металлов в сверхпроводящем состоянии.

Квантовые электронные свойства наносистем

Курс лекций посвящен теории электронных квантовых явлений в наносистемах: теории случайных гамильтоновых матриц Вигнера-Дайсона и термодинамике нанокластеров, переходам Пайерлса в квазиодномерных проводниках, переходам Изинга и Березинского-Костерлица-Таулеса в двумерных системах, теории флуктуаций спина в одномерной цепочке Изинга.

Наиболее значимые публикации

  1. S.I. Mukhin. Instanton Sector of Correlated Electron Systems as the Origin of Populated Pseudo-gap and Flat “Band” Behavior: Analytic Solution// J. Supercond. Nov.Magn—2009 -- vol. 22 – pp. 75-80.
  2. S.I. Mukhin, A. Mesaros, J. Zaanen, and F.V. Kusmartsev. Enhanced electronic polarizability of metallic stripes and the universality of the bond-stretching phonon anomaly in high temperature cuprate superconductors// Phys. Rev B –2007-- vol. 76 -- pp.174521-6.
  3. S.I. Mukhin and S.V. Baoukina. Analytical derivation of thermodynamic characteristics of lipid bilayer from flexible string model// Phys. Rev. E—2005--v.71, No.6—pp. 061918.
  4. J. Zaanen, Z. Nussinov, and S. Mukhin. Duality in 2+1D quantum elasticity: superconductivity and quantum nematic order// Annals of Physics—2004-- v.310—pp. 181-260.
  5. S.I. Mukhin. Stripe-phase ordering as a quantum interference phenomenon // Phys. Rev. B—2000-- v.62—pp. 4332-4335.
  6. S.I. Matveenko, and S.I. Mukhin. Analytical Stripe Phase Solution for the Hubbard Model// Phys. Rev. Lett.—2000-- v.84—pp. 6066-6069.
  7. D. Reefman, S.I. Mukhin and L.J. de Jongh. Monte Carlo study of the NMR properties of the quasi-2D Heisenberg antiferromagnet doped with real space pairs// Physica—1993—vol. C 211—pp. 93-112.
  8. S.I. Mukhin. Scattering of electrons by kinks on the dislocation line of a metal// Sov. Phys. JETP—1986-- v.64, No.1—pp. 81-85.
  9. A.A. Abrikosov, S.I. Mukhin. Spin glass with nonmagnetic defects // Journ. of Low Temp. Phys.—1978-- v.33, Nos.3/4—pp. 207-229.

Список публикаций

Публикации (с ссылками на статьи в интернете):

Основная учебная литература, автором или соавтором которой является сотрудник

  • Векилов Ю.Х., Мухин С.И., Кузьмин Ю.М., Я.М. Муковский, «Курс теоретической физики в задачах и упражнениях». Пособие № 605, II-е издание, исправленное и дополненное, под ред. Векилова Ю.Х. - М. «Учеба», 2007г., -341с.
  • Векилов Ю.Х., Мухин С.И., Кузьмин Ю.М., Я.М. Муковский, «Курс теоретической физики в задачах и упражнениях» Пособие № 326, под ред. Векилова Ю.Х. - М. «Учеба», 2005г., -285с.
  • Векилов Ю.Х., Мухин С.И., Кузьмин Ю.М. «Теоретическая Физика». Пособие № 831 - М. МИСиС, 2002г. -59с.
  • Векилов Ю.Х., Кузьмин Ю.М., Мухин С.И. «Статистическая физика». Пособие № 1592 - М.: МИСиС, 2001г., -76 с.
  • Векилов Ю.Х.,Кузьмин Ю.М., Мухин С.И. «Квантовая механика». Пособие №1480. -М.: МИСиС, 2001г., -126с.
  • УМКД на английском языке по учебному курсу “Electron theory of metals” для англоязычной магистерской программы кафедры ТФКТ МИСиС "Quantum Physics for Advanced Materials Engineering" 2009г.
  • УМКД на английском языке по учебному курсу “Quantum electronic properties of nanosystems” для англоязычной магистерской программы кафедры ТФКТ МИСиС "Quantum Physics for Advanced Materials Engineering" 2010г.

Участие в НИР, грантах, разработках и т.д.

  • Исследование динамики решетки и взаимодействия фононов, магнонов и электрических квазимагнонов в мультиферроиках на основе манганитов редкоземельных элементов, 2009 -2011, РФФИ, грант 09-02-92661-ННФ_а
  • Свойства магических нанокластеров и их систем в нормальном и сверхпроводящем состояниях, 2007 -2008, РФФИ, грант 7-02-12058-офи
  • Исследование сверхпроводящих свойств 'полосатой фазы' ('stripe phase') в высокотемпературных сверхпроводниках, 2002 -2004, РФФИ, 02-02-16354-а
  • Quantum liquid crystals, 2008-2009, FOM (Голландский фонд фундаментальных исследований, Нидерланды), грант 01PR1977
  • Anomalous phonon softening and stripe phase fluctuations in high-Tc cuprates, 2005-2007,
  • Британское Королевское Общество, грант gt/FSU/JP.
  • Physics in Microgravity, 1995-1996, NASA Projects in Basic Research (НАСА, США), NAG3-1395
  • Physics in Microgravity, 1997-2000, NASA Projects in Basic Research (НАСА, США), NAG3-1867

Членство в российских и зарубежных академиях, других общественных организациях

American Biophysical Society (США)

Награды, почетные звания, другие достижения

  • Лауреат премии «Соросовский доцент», 1997, 1998, 1999
  • Лауреат премии «Соросовский профессор», 2002, 2003
  • Лауреат конкурса «Грант Москвы» в области науки и образовательных технологий, 2004
  • Медаль МИСиС (20 лет работы), 2007
  • Диплом победителя конкурса на лучшую учебную литературу МИСиС, 2008

Темы НИР и дипломных, квалификационных выпускных работ бакалавров и диссертаций магистров за последние несколько лет

  • Дипломная работа магистра «Магнитоэлектрическая восприимчивость слоистого мультиферроика в приближении функционала Ландау», Малеева Н.А., МИСиС, гр. ММФ-10-1, кафедра ТФКТ, 2012г.
  • Дипломная работа магистра «Теоретическое описание аномалий термодинамических характеристик сплавов с магнитострикцией», Кузьмин И.В., МИСиС, гр. ММФ-09-1, кафедра ТФКТ, 2011г.
  • Дипломная работа бакалавра «Равновесные кластеры в двухкомпонентной мембране с дипольным и кулоновским взаимодействиями: теоретический расчет»,
  • Овчинникова Е.А., МИСиС, гр. ФХ-07-1, кафедра ТФКТ, 2011г.
  • Дипломная работа магистра «Исследование термодинамики липидных и болалипидных биомембран в микроскопической модели гибких струн», Хейфец Б.Б., МИСиС, гр. МФХ-08-1, кафедра ТФКТ, 2010г.
  • Дипломная работа бакалавра «Теоретический расчет диэлектрической проницаемости в модели двумерного мультиферроика при температурах ниже температуры перехода Березинского-Костерлица-Таулеса», Черетянко Н.А., МИСиС, гр. ФХ-06-1, кафедра ТФКТ, 2010г.
  • Дипломная работа бакалавра «Теория сортировки липидов по кривизне поверхности вращающейся мембраны», Кузьмин И.В., МИСиС, гр. ФХ-05-1, кафедра физической химии, 2009г.
  • Дипломная работа инженера «Теоретический расчет квантовых осцилляций намагниченности в квазиодномерных проводящих цепочках», Галимзянов Т.Р., МИСиС, гр. МФ-03-1, кафедра теоретической физики 2009г.
  • Дипломная работа бакалавра «Термодинамика двухслойных жидкокристаллических мембран», Хейфец Б.Б., МИСиС, гр. ФХ-04-1, кафедра физической химии, 2008г.

Гранты, выигранные студентами под руководством сотрудника, за последние несколько лет

  • Карпов Петр Игоревич., гр. МФ-07-1, стипендия Фонда «Династия», 2010-2011 гг.
  • Галимзянов Т.Р., гр. МФ-03-1, «Теоретическое исследование сильно коррелированнных электронных гетероструктур», 2009г., грант НИТУ «МИСиС»
  • Баукина С.В., гр. ФХ-96-1, международный грант «International Travel Grant of American Biophysical Society», для доклада работы “Inter-layer Slide Mechanism of Stress Relaxation in Bilayer Fluid Membrane Under Pressure” на 49-м ежегодном симпозиуме Американского Биофизического Общества, Лонг Бич (Long Beach), Калифорния, США , 2005г.

Объявления для студентов

«Физика наносистем» — это новая магистерская программа, открытая при кафедре теоретической физики и квантовых технологий для тех, кто интересуется квантовой физикой и ее приложениями в исследовании свойств больших систем из сильно взаимодействующих частиц (сильно коррелированные системы). Успешным студентам организуется международная научная практика и участие в научных конференциях по результатам НИР.