"Труды МФТИ" том 3, № 4 (12) (2011) 

Аннотации и ключевые слова 

Н. Н. Кудрявцев 

Московский физико-технический институт (государственный университет) 

Вступительная статья    УДК 001.18+620.9  Е. П. Велихов    Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»    Энергетика в экономике мира XXI века    На основе анализа глобальных трендов в мировой экономике приводится прогноз  развития энергетических технологий на столетие вперёд. Показано, что традиционные  отрасли энергетики не смогут удовлетворять потребности экономики, и единственной  реальной альтернативой на ближайшие десятилетия является ядерная энергетика, доля  которой будет неуклонно расти. Уже в ближайшее время предстоит заложить новые  ядерно-энергетические программы, а в среднесрочной перспективе — провести мас-  штабное перевооружение отрасли, в частности, её перевод на замкнутый топливный цикл.

Ключевые слова: энергетика, мировая экономика, ядерные технологии, прогноз  развития.    От синтеза в науке — к конвергенции в образовании.

Интервью М. В. Ковальчука    Обсуждается концепция междисциплинарного подхода к системе организации нау-  ки и образования. В качестве примера рассмотрена программа обучения конвергентным  нано-, био-, информационным и когнитивным технологиям.   Ключевые слова: специализация в науке и образовании, междисциплинарность,  конвергенция наук и технологий, нанотехнологии, биотехнологии, когнитивные науки.       УДК 535.8/ В. Ф. Разумов1,3, М. В. Алфимов2,3    Институт проблем химической физики РАН Центр фотохимии РАН 3Московский физико-технический институт (государственный университет)    Прогресс в области исследования и разработок органических и гибридных материалов для нанофотоники    В настоящем обзоре подробно рассмотрены главные направления нанофотоники—  исследования и разработки солнечных батарей и электролюминесцентных устройств.            В основе разработок лежат новые электропроводящие полимеры, производные фулле-  ренов, углеродные нанотрубки, графены. Наночастицы полупроводников и металлов,  получаемые методами коллоидного синтеза, в сочетании с вышеперечисленными орга-  ническими материалами придают им новые уникальные свойства.   Ключевые слова: нанофотоника, электропроводящие полимеры, наночастицы, метаматериалы.  УДК 378.1:577. Н. Н. Кудрявцев, И. Н. Грознов    Московский физико-технический институт (государственный университет)    Стратегия развития МФТИ в области живых систем    Статья посвящена анализу нынешнего положения института и его деятельности в  направлении, именуемом как «живые системы». Подробно описана образовательная де-  ятельность в соответствии с актуальными вызовами современных медицины и фарма-  цевтики. Перечислены вновь созданные научные подразделения и приведена тематика       их исследований. Особое внимание уделено перспективам строительства биофармкор-  пуса и решению задач программы «Фарма–2020» в рамках созданного на базе МФТИ  биофармкластера «Северный». Проанализированы структура взаимоотношений инсти-  тута в области живых систем со стратегическими партнёрами — РАН и РАМН, а также  принципы взаимодействия с иностранными партнёрами, новыми структурами управ-      ления наукой и бизнес-поясом МФТИ. В заключение сформулированы стратегические  направления развития института в области живых систем в соответствии с его миссией  подготовки высококвалифицированных кадров и статусом Национального исследова-  тельского университета.

Ключевые слова: бизнес-пояс МФТИ, биофармкластер «Северный», стратегия развития, живые системы.  УДК 629. А. С. Коротеев    ГНЦ ФГУП «Исследовательский центр имени М. В. Келдыша», Московский физико-технический институт (государственный университет)    Новый этап развития ракетно-космической техники    Представлен прогноз развития отечественной космической техники и сформулиро-  ваны задачи сотрудничества Физтеха с предприятиями отрасли.

Ключевые слова: космическая техника, ЯЭДУ, энергетическое совершенство,  ЖРД, ГПВРД.    УДК 512.6:577.2    Ю.И. Журавлёв1,2, К. В. Рудаков1,2, И.Ю. Торшин2    Московский физико-технический институт (государственный университет)  Алгебраические критерии локальной разрешимости и регулярности как инструмент исследования морфологии аминокислотных последовательностей  В рамках алгебраического подхода к проблеме синтеза корректных алгоритмов по-  строение алгоритмов распознавания основано в том числе на фундаментальных кри-  териях разрешимости и регулярности исследуемой задачи. В настоящей работе про-     ведён анализ критериев локальной разрешимости и регулярности одной из задач био-  информатики — задачи распознавания вторичной структуры белка. Показано, что ре-  гулярность (и, следовательно, разрешимость) локальной формы задачи определяется  тупиковыми множествами наиболее информативных мотивов заданной размерности и  протяжённости. Приведены результаты экспериментов, проведённых на выборке всех  известных на сегодняшний день аминокислотных последовательностей. Установлены  тупиковые множества мотивов, обеспечивающие регулярность локальной формы зада-       чи при произвольном множестве прецедентов.

Ключевые слова: распознавание, классификация, алгебраический подход, кор-  ректные алгоритмы, разрешимость, регулярность, локальность, аминокислотные по-  следовательности.  УДК 004.3:519.6  Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН, Московский физико-технический институт (государственный университет)  Прикладная математика и проблемы использования высокопроизводительных вычислительных систем  Работа посвящена исследованию связи между структурой вычислительных алго-  ритмов и возможностью их адаптации на архитектуру систем сверхвысокой произ-  водительности. В качестве примера логически простых и эффективных алгоритмов  приводятся оригинальные кинетические схемы. Приводятся примеры применения ори-  гинального гибридного суперкомпьютера К–100 для расчёта различных задач.

Ключевые слова: высокопроизводительные вычислительные системы, вычисли-  тельные алгоритмы, кинетические схемы.  УДК 378.1  Московский физико-технический институт (государственный университет)  Факультет радиотехники и кибернетики: основные Рассматриваются основные направления развития факультета на ближайшую пер-  спективу: организация высокого качества приёма на факультет, развитие системы ба-  зовой подготовки в магистратуре, реорганизация деятельности факультетских кафедр.  Приводятся примеры конкретных исследовательских проектов.

Ключевые слова: развитие факультета, качество приёма, исследовательские про-  екты.  УДК 378.1  Московский физико-технический институт (государственный университет) Институт теоретической физики РАН им. Л. Д. Ландау, Черноголовка  Развитие научных исследований на факультете общей и прикладной физики МФТИ в Долгопрудном  На факультете общей и прикладной физики (ФОПФ) МФТИ создан международ-  ный Научно-Образовательный Центр (НОЦ) «Бионанофизика», научные исследования          в котором сконцентрированы на двух прорывных направлениях: молекулярной биофи-     зике и физике наноструктурированных материалов. «Мозговым ядром» НОЦ является  факультетско-базовая кафедра физики и технологии наноструктур (ФТН), на которой  обучаются около 80 студентов ФОПФ. В работе НОЦ «Бионанофизика» и кафедры           ФТН принимают участие ведущие российские специалисты, а также крупные учёные  из научных центров Германии, Франции, США, Японии. Лаборатории НОЦ распола-            гаются в Долгопрудном. В лаборатории профессора Киотского университета (Япония)  и выпускника ФОПФ К.И. Агладзе изучаются молекулярные процессы в сердечных клетках и методы создания искусственных фрагментов сердечной ткани, которые мо-                               гут быть использованы как импланты для замены повреждённых участков сердца. В  лаборатории профессора Г. Бюльдта — директора Института комплексных систем в    Юлихе (Германия), разрабатываются новые методы экспрессии и кристаллизации мем-  бранных белков, что чрезвычайно важно для понимания процессов старения организма,  развития в нем тяжёлых заболеваний и разработки методов их лечения. Параллельно с  быстрым оснащением лабораторий НОЦ современным оборудованием, студенты и аспи-  ранты кафедры ФТН стажируются в Юлихе, Гренобле, Далласе, Киото, Копенгагене,  приобретённые там практические навыки сразу применяются в их исследовательской  работе в МФТИ. Успешное развитие НОЦ «Бионанофизика» и кафедры ФТН ФОПФ  позволяет надеяться на расширение тематики научных исследований.

Ключевые слова: система Физтеха, кафедры ФОПФ, НИУ МФТИ, НОЦ «Био-  нанофизика» МФТИ, лаборатории К. Агладзе и Г. Бюльдта  УДК 006.91  Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ), Московский физико-технический институт (государственный университет)  Нанометрология — ключевое звено инфраструктуры Рассмотрена методология обеспечения точности и достоверности измерений пара-  метров материалов, структур и объектов нанотехнологий, основанная на эталоне еди-  ницы длины в нанометровом диапазоне, стандартных образцах состава, структуры,  размера и свойств, обеспечивающих прослеживаемость результата каждого конкретно-      го измерения к эталону физической величины.

Ключевые слова: нанометрология, нанотехнология, эталон, стандартный обра-  зец, прослеживаемость, достоверность, точность.  УДК 519.6:533.6  С. М. Босняков1,2, В. В. Власенко1,2, А. Р. Горбушин1,2, С. А. Глазков1,2, Московский физико-технический институт (государственный университет) Математическая модель Европейской аэродинамической трубы (ETW) и опыт её применения  В статье кратко описана вычислительная технология для поддержки эксперимен-  тальных исследований в одной из ведущих аэродинамических труб Европейского Союза  ETW, расположенной в Германии. Большинство применяемых алгоритмов разработа-          ны сотрудниками ЦАГИ, являющимися профессорами, преподавателями и аспиранта-         ми МФТИ. Обсуждены математическая постановка и специальные граничные условия.  Описан подход к созданию шаблона блочной сетки со специальным блоком для модели  самолёта и поддерживающих устройств. Приведены результаты внедрения технологии           в ETW и рассмотрены некоторые пути её развития.

Ключевые слова: численный метод, модель турбулентности, структурированная  сетка, рабочая часть аэродинамической трубы, область смешения потока, камера дав-  ления, модель самолёта, державка.  УДК 532.5+629.7  Московский физико-технический институт (государственный университет), Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н. Е. Жуковского  Физические аспекты многофазных течений Дан краткий обзор физико-математических моделей высокоскоростных неоднофаз-  ных потоков, их численных и экспериментальных исследований, выполненных сотруд-  никами МФТИ (ФАЛТ) и ЦАГИ в течение более сорока лет с учётом специфики ле-  тательной техники (широких диапазонов изменения давлений, температур несущего  газа, электризации и теплового излучения частиц, их отражения от обтекаемых тел, вращения и дробления капель). Рассмотрен широкий круг конкретных приложений —                                    от криогенных аэродинамических труб и обледенения самолёта до пожаротушения с  воздуха; от ракетного старта до входа в запылённые атмосферы планет; от визуализа-     ции вихревых следов в окрестности аэропорта до пылевых потоков в голове кометы.   Ключевые слова: многофазный неравновесный поток; дисперсия звука; отскок,  вращение, электризация и оптика частиц; аэрофизический эксперимент; обледенение  самолёта; вихревая безопасность; пожаротушение с летательного аппарата; струи в ва-  кууме; вход в атмосферу.  УДК 514.174+519.174.7+519.175.4+519.176+519.179.1  Московский физико-технический институт (государственный университет)  Избранные задачи комбинаторной геометрии Рассматривается несколько современных направлений в комбинаторной геометрии  и теории графов. Приводятся основные проблемы и обсуждаются наиболее перспек-  тивные области исследований.

Ключевые слова: граф, случайный граф, дистанционный граф, веб-граф, хрома-  тическое число, теория Рамсея, гиперграф.  УДК 378.1:658.5  Московский физико-технический институт (государственный университет) Через магистратуру — к быстрому старту в профессии  IBS — крупнейший российский системный интегратор и консалтинговая компа-      ния. Являясь проектно-ориентированной компанией, IBS нуждается в большом коли-  честве специалистов с развитыми компетенциями в области информационных техно-  логий, консалтинга и менеджмента, и особенно в области управления проектами. Для  обеспечения своих потребностей в этих специалистах IBS совместно с МФТИ созда-            ла собственную программу магистерской подготовки, в которой специальные вопросы  менеджмента проектов включены в контекст программ по стратегическому и операци-  онному управлению, управлению финансами, персоналом, информацией и др.   Ключевые слова: управление проектами, консалтинг, магистерская программа, аккредитация, сертификация.  УДК 658.3:338.001.36  Московский физико-технический институт (государственный университет)  Моделирование финансовых потоков, обеспечивающих учебный процесс в вузе, при участии бизнес-заказчика  В статье обсуждаются вопросы финансового планирования при реализации учеб-  ных программ высшего образования в модели партнёрства бизнеса и образования.  Рассматриваются принципы формирования бюджетов, методы оценки инвестиций и  расчёты финансовых потоков. Даётся иллюстрация предлагаемого подхода на приме-          ре реализации магистерских программ на корпоративных факультетах Магистратуры IBS в МФТИ и МИСиС.

Ключевые слова: бюджет, магистратура, финансовый поток, бизнес-заказчик,  работодатель.  УДК 57.085.23+612.172.31+577.352.54  Московский физико-технический институт (государственный университет)  Обсуждаются существующие в настоящее время теоретические и эксперименталь-  ные подходы к лечению аритмий сердца и созданию репарационных патчей сердечной  ткани на основе индуцированных плюрипотентных клеток и биодеградируемых поли-  меров. Особую актуальность данная проблематика имеет в связи с созданием в МФТИ  лаборатории под руководством автора, оснащённой новейшим оборудованием для ре-  шения указанных задач.

Ключевые слова: сердце, стволовые клетки, тканевая инженерия, аритмия, фо-  токонтроль.  УДК 004.4:57  Московский физико-технический институт (государственный университет)  Разработка проблемно-ориентированных архитектур и приложений для экзофлопных вычислений Рассмотрены проблемы, возникающие при оптимизации кластерных архитектур вы-  числительных систем для решения прикладных задач биоинформатики. Модель много-  процессорной ЭВМ строится на основе параллельной распределённой системы симуля-  ции Graphite. Описаны текущее состояние и ближайшие планы развития «Лаборатории  суперкомпьютерных технологий в области биоинформатики».

Ключевые слова: архитектуры вычислительных систем, высокопроизводитель-  ные расчёты, модели вычислительных комплексов, биоинформатика.