Развитие спиновой физики, спиновой химии и спиновой технологии. Спинтроника сверхпроводящих и магнитных топологических систем. Разработка физических принципов квантовой информатики. Когерентная и нелинейная оптика

Цель: разработка физических основ и элементной базы квантовых оптических и спиновых технологий; развитие методологии ЭПР, решение актуальных задач с помощью методов ЭПР и ЯМР и поиск новых спин-зависимых фотоиндуцированных явлений; исследования свойств активированных редкоземельными ионами диэлектрических кристаллов, перспективных для материалов будущего поколения; разработка нового медицинского диагностического оборудования на основе магнитного резонанса, новых систем для использования в технологиях ближайшего будущего, опирающихся на широкое применение сверхпроводящих систем и новых спиновых систем, новых методов когерентной оптической и гамма-спектроскопии и фемтосекундного лазерного контроля квантовой динамики в нанообъектах, примесных кристаллах, полупроводниках и жидкостях; развитие новых методов управления параметрами слабого, в том числе однофотонного излучения, методов спектроскопии сверхвысокого разрешения и прецизионных методов измерений сверхмалых смещений тонких образцов, методов поляризационной фемтосекундной спектроскопии. Проведены: разработка технологических процессов изготовления суженных волокон, метода генерации многомерных однофотонных состояний в базисе орбитального углового момента на основе СПР с использованием фазовых масок и пространственного модулятора света, реализации квантового логического вентиля контролируемого отрицания на фотонных кубитах на основе четырехволнового смешения в резонаторе; изучение спектральных свойств широкополосных многорезонаторных схем для квантовых вычислений с использованием алгебраических и численных методов оптимизации; измерения температурной, частотной и угловой зависимостей спектров магнитного резонанса выбранных объектов; развитие теории спинового обмена и его проявления в спектрах ЭПР парамагнитных частиц в разбавленных растворах; модификации протокола КПМГ; исследования фотоиндуцированных спиновых процессов в компактных донор-акцепторных диадах; анализ механизмов поляризации электронных спинов в новых системах; синтез и исследование систем на основе ионов Fe(III) со спин-переменными свойствами; настройка блоков и разработка программного обеспечения специализированного МРТ; исследования псевдощелевой фазы и эффектов сильных электронных корреляций в новых высокотемпературных сверхпроводниках; анализ особенностей магнетизма и магнетотранспорта, возникающего в топологических изоляторах за счет допирования или внутренних дефектов структуры; анализ магнитных, диэлектрических и магнитоэлектрических свойств ферроиков и низкоразмерных магнетиков с различными видами локального магнитного и зарядового упорядочения; развитие новых методов когерентной оптической и гамма-спектроскопии и фемтосекундного лазерного контроля квантовой динамики в нанообъектах, примесных кристаллах, полупроводниках и жидкостях.