Фізичний факультет визначав кращі студентські наукові роботи

Конкурс проводився в два етапи. Перший відбувся ще 19 квітня в рамках «Підсумкової наукової конференції студентів фізичного факультету 2017/18 н. р.». Тоді 177 учасників представили 164 наукові роботи.

До другого етапу конкурсу були запрошені по три переможці від кожної з семи секцій. Після виконання учасниками необхідних формальних процедур, до завершального засідання ІІ-го етапу допустили 16 наукових праць.

Тематика наукових робіт виявилася вельми різноманітна, адже охоплює майже весь спектр досліджень, що їх виконують на фізичному факультеті. Серед досліджуваних об’єктів − елементарні частинки і атомні ядра, атоми і молекули, молекулярні кластери і наночастинки, гази, рідини, тверді тіла, низькотемпературна плазма тощо. Методи теж варіюються в широкому діапазоні: суто теоретичний аналіз процесів і явищ, прикладні розрахунки, моделювання й комп’ютерна імітація, фізичні спостереження та експерименти.

Актуальність і наукова значущість представлених на конкурс праць є безсумнівною. Так, ст. Т. Чекета доповіла про результати розрахунків структурних характеристик атома Si та від’ємного іона Si−. Важливість роботи зумовлена як прикладними (фізика плазми, астрофізика, задача керованого термоядерного синтезу, побудова лазерних пристроїв), так і фундаментальними аспектами проблеми зіткнення фотонів й електронів з атомами та іонами.

З близькою до згаданої (за науковою тематикою) доповіддю «Поляризаційні ефекти у двофотонних переходах між збуреними станами атома барію» виступила ст. Т. Клев’яник. Мета її роботи − дослідження багатоквантових переходів у атомні стани, що збурені в результаті реалізації динамічного ефекту Штарка.

Трохи інший аспект вивчення плазмового стану речовини, а саме фізична природа й перебіг наносекундного розряду в повітрі між алюмінієвими електродами, був висвітлений у виступі ст. М. Ватрали. Актуальність роботи зумовлена потребою пошуку нових способів синтезу наноструктурованих матеріалів. Наявність останніх визначає шляхи технічного прогресу в багатьох галузях людської життєдіяльності.

Змістовне повідомлення щодо закономірностей поглинання ізотопів стронцію та ітрію природними і синтетичними неорганічними сорбентами зробив ст. О. Сич. Проблема виведення з організму радіоактивного стронцію є однією з найбільш злободенних для людей, що постраждали від наслідків Чорнобильської катастрофи. Дослідження матеріалів, придатних до сорбції ізотопів 90Sr та 90Y з кісткової тканини якраз і склало зміст наукової роботи О. Сича.

Низка наступних студентських праць була присвячена вивченню різноманітних властивостей і характеристик аморфних та кристалічних твердих тіл. Повідомлення щодо дисперсії діелектричних властивостей кристалів Ag0,05 Cu0,95 InP2S6 зробив студент В. Калитин. Інтерес до вивчених ним об’єктів зумовлений тим, що дослідження частково впорядкованих і сильно розупорядкованих твердих тіл стало в останні роки одним з найбільш важливих і цікавих напрямів у фізиці твердого тіла взагалі і у фізиці сегнетоелектриків зокрема. Якраз особливості кристалічної структури шаруватих напівпровідників роблять можливим їх використання в ролі надчутливих елементів у датчиках тиску.

Цікаву презентацію з описом методики моделювання фізичних властивостей молекул у середовищі QUANTUM ESPRESSO представив ст. В. Штец. За допомогою цього програмного середовища студент обчислив параметри елементарної комірки діоксиду титану (TiО2), одного з найчастіше використовуваних гетерогенних фотокаталізаторів. Висока каталітична активність, хімічна стабільність, низька вартість і відсутність токсичності визначає його ринкову конкурентоспроможність. Без перебільшення можна сказати, що двоокис титану − одна з найважливіших неорганічних сполук, які використовуються сучасною промисловістю. Його унікальні властивості визначають рівень технічного прогресу в багатьох секторах світової економіки.

Вплив розмірів механічно подрібнених субстратів на кристали сульфогалогенідів сурми (SbSI) досліджувався у роботі ст. В. Щербанича. Кристали SbSI є напівпровідниковими сегнетоелектриками з температурою фазового переходу при кімнатній температурі, високою діелектричною проникністю та п’єзоефектом. Показана придатність використання методів рентгенівської дифракції та електронної мікроскопії для визначення розмірів нанопорошків цих кристалів. До речі, сам перелік застосованих студентом методів дослідження свідчить про рівень студентської науки на факультеті. Можливість уже зі студентської лави долучитися до наукових досліджень «на передньому краї» якраз і вирізняє навчання на фізфаку від здобуття освіти на більшості інших факультетів.

Одну з найбільш цікавих презентацій «Електронна структура та оптичні властивості кристалів SiSe2» представив ст. О. Малець. Підвищений інтерес до склоподібних дихалькогенідів кремнію SiX2 (X = S, Se, Te), активованих літієм і сріблом, зумовлений наявністю в них високої іонної провідності. Завдяки цьому склоподібний диселенід кремнію (SiSе2), активований літієм, є перспективним твердим електролітом для виготовлення нового покоління літій-іонних батарей та акумуляторів. У цй роботі методом теорії функціонала густини виконані оригінальні розрахунки електронної структури, густин станів, розподілу електронної густини і оптичних функцій моноклінної та ромбічної фаз SiSe2.

В аналогічних першопринципних розрахунках, у рамках концепції мінімальних комплексів зон, ст. О. Хриптак провів дослідження зонної структури та просторового розподілу густини валентних електронів у тетрагональному кристалі Tl4PbSe3. Актуальність роботи зумовлена тим, що кристали з вмістом талію − типу Tl4PbХ3 (Х = Se, Te), розглядаються як багатообіцяючі матеріали для цілої низки опто-, акусто- і термоелектронних застосувань. Відповідно вони є запитаними в різних високотехнологічних галузях промисловості.

З відкриттям у 1977 р. Бенуа Мандельбротом фрактальної геометрії природи, зростання числа досліджень об’єктів з дробовою просторовою розмірністю набуло лавиноподібного характеру. Приємно, що фрактальна тематика ввійшла у сферу інтересів і студентки фізфаку Я. Удут. У доповіді останньої «Фрактальні моделі в’язкопружності халькогенідних стекол» були порівняні «класичні» та фрактальні моделі опису характеристик пружності різних матеріалів. Показано, що використання дробових операторів диференціювання для опису співвідношень між напруженнями та деформаціями враховує необоротні явища, зумовлені реологічними властивостями матеріалу, а також зменшує кількість підгоночних параметрів.

Окрім виступів студентів 4-6 курсів, про які йшлося вище, ряд наукових розробок оглядового характеру були представлені студентами 1-2 курсів. Уже сам перелік тем їхніх виступів: «AR(Augmented Reality)-технології та можливості їх застосування» (ст. Н. Кастровська), «Шифрувальна машина Енігма та її реалізація як веб-застосунку» (ст. Т. Герей), «Використання комп’ютерних технологій у спорті» (ст. Б. Маліцький) і «Голографія та її застосування» (ст. М. Бердар), − дає уявлення про вподобання і нахили майбутніх науковців. До речі, інтерес, який викликали в аудиторії доповіді студентів молодших курсів, нітрохи не поступався інтересу щодо виступів їх більш досвідчених колег.

Без перебільшення можна сказати, що всі без винятку представлені доповіді мають наукову значущість і практичну цінність. Результати багатьох із них уже представлені на міжнародних наукових конференціях і опубліковані в науковій періодиці. Студенти виявили значну самостійність та фаховий підхід до вивчення досліджуваних проблем. Всі вони гідно презентували здобутки представлених ними наукових шкіл і виправдали довіру наукових керівників.

Проте «закони жанру» вимагають ранжування учасників конкурсу. За сукупністю показників (результати 1-го туру, тези виступу, презентація, виступ учасника, відповіді на питання) переможцем конкурсу (І місце) став студент О. Малець (н.к. проф. Д.І. Блецкан). Призерами (ІІ місце) стали ст. О. Сич (н.к. доц. Г.В. Васильєва) та В. Калитин (н.к. доц. В.С. Шуста), а також (ІІІ місце) ст. Я. Удут (н.к. проф. А.А. Горват), ст. Т. Клев’яник (н.к. доц. І.І. Бондар) та ст. В. Штец (н.к. проф. В.М. Різак). Інші учасники, хоч і залишилися без формальних нагород, здобули досвід виступів у конкурентній обстановці, який, безумовно, не раз стане їм у пригоді. Як і залучення до самостійної наукової роботи та перші кроки до істинних наукових здобутків.

Що ж, вітаємо переможців і бажаємо всім учасникам удачі в майбутньому!