Веду исследования в области решеточных теорий поля и физики конденсированного состояния вещества.

В работах по решеточной калибровочной компактной U(1)-модели рассматривались фазовые свойства магнитных монополей в случае добавления к действию (энергии) системы слагаемого, отвечающего за повышение концентрации монополей. Магнитные монополи в данной модели возникают как топологические дефекты по причине требования компактности модели (значения переменных модели не выходят за рамки диапазона величины 2π). С физической точки зрения монополи соответствуют вихрям магнитного потока, обходящего узлы решетки.

Было обнаружено, что в модели возможно выделить несколько фаз в зависимости от количества присутствующих монополей и взаимного их расположения. Так, можно выделить область параметров модели, где генерация монополей сильно подавлена (их практически нет), область с большим количеством разупорядоченных монополей, область с наличием дальнего порядка. Более того, в работе Mostovoy S.D., Pavlovsky O.V. Physics of Atomic Nuclei. 83, № 12 (2020) показано, что существует фазовый переход между неупорядоченной и упорядоченной областями, а также нетривиальная смена расположения монополей внутри т.н. конденсированной фазы.

В работе Mostovoy S.D., Pavlovsky O.V. International Journal of Modern Physics A. 37, № 24 (2022) предложен новый, геометрический подход к описанию магнитных потоков, связывающих монополи друг с другом. Магнитные "токи" объединяются в цепочки согласно некоторым предопределенным правилам. Полученные объекты характерируются рядом геометрических свойств (длина, количество изломов, средний размер, количество соседних линий), которые оказываются в прямой связи с физическим состоянием модели.

В цикле работ, посвященных расширенной модели Хаббарда на гексагональной решетке, был исследован ряд эффектов, обусловленных взаимодействием коллективных электронных возбуждений.

С целью повышения эффективности статмоделирования разработано развитие параметризации модели Хаббарда при помощи введения т.н. линковых полей. В работе Mostovoy S., Pavlovsky O. Physical Review E, 107, № 2 (2023) последовательно доказаны преимущества выдвигаемого подхода по сравнению с используемым в настоящее время способом моделирования:

Отдельное внимание было уделено получению термодинамических характеристик электронных возбуждений. В частности, исследовался температурный ход теплоемкости. Детальное вычисление потенциальной энергии позволило выделить несколько областей с различной структурой электронных возбуждений, переходы между которыми связаны с перестройкой конфигурации носителей возбуждений.

В работе Mostovoy S.D., Pavlovsky O.V. Modern Physics Letters B. 37, № 36 (2023) получены указания на сдвиг положения фазового перехода полуметалл-диэлектрик при нарушении подрешеточной симметрии в отношении on-site взаимодействия электронов. Эффект имеет потенциальное практическое применение в области микроэлектроники.