Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
В работе с помощью компьютерного моделирования методом Монте Карло (программный код Geant4) произведена оценка энергетической зависимости персонального эквивалента дозы $H_p(0.07), H_p(3), H_p(10)$ фотонного излучения с энергиями до 40 МэВ в водном фантоме. Для оценки энергетической зависимости $H_p$ выполнен расчет среднедозовых значений линейной передачи энергии (ЛПЭ) всех видов вторичных частиц в тонком слое чувствительного детектора, расположенного на глубинах 0.07, 3 и 10 мм соответственно. Показано, что в данном диапазоне энергий фотонов фактор качества, равный отношению $H_p/D$, где $D$ -- поглощенная доза, может существенно отличаться от рекомендованного для фотонов всех энергий значения, равного единице. Основная причина увеличения фактора качества связана с большим вкладом продуктов фотоядерных реакций.
Показать АннотациюИзучается распространения тепла в математической модели Гюера–Крумхансля. Получено точное аналитическое решение одномерного уравнения типа Гюера–Крумхансля. При этом используется операторный метод. С его помощью изучается распространение импульсов тепла различной формы в среде с учетом фононного и баллистического способов теплопередачи. Полученные результаты применены для моделирования распространения тепла в сверхтонких пленках с учетом влияния молекулярных эффектов в системе пониженной размерности. Моделируется распространение сверхкоротких лазерных тепловых импульсов и распространение изолированных тепловых волн с учетом числа Кнудсена, а также решение для периодической начальной функции. Исследуются точные решения вышеуказанных задач в модели тонких плёнок, обсуждается принцип максимума и положительность решений в контексте теплопроводности.
Показать АннотациюПоказано, что схема Йе метода FDTD является немонотонной. Продемонстрировано, что при моделировании диэлектрической слоистой среды фактический порядок точности вычислений понижается до первого. Для повышения точности предложено проводить расчеты на сгущающихся сетках по методу Ричардсона-Калиткина. В качестве тестовой задачи рассмотрено распространение гауссова импульса через кремниевую пластинку, помещенную в воздухе. Проведены вычисления с повышением порядка точности до четвертого.
Показать АннотациюВ работе строится асимптотическое представление электромагнитного поля металлического волновода с диэлектрическим заполнением, неоднородным в поперечном сечении, в окрестности ребра металло-диэлектрического клина. Показано, что продольная компонента электрического поля ограничена в окрестности ребра, а ее производная имеет степенную особенность.
Показать АннотациюПредложен итерационный подход к исследованию сингулярно возмущённых дифференциальных уравнений. С помощью этого подхода построена последовательность, сходящаяся (как в асимптотическом, так и в обычном смысле) к решению задачи Коши для сингулярно возмущённого слабо нелинейного дифференциального уравнения первого порядка с двумя малыми параметрами. Доказательство сходимости построенной последовательности основано на использовании теоремы Банаха о неподвижной точке сжимающего оператора, при этом оценка коэффициента сжатия оператора позволяет оценить скорость сходимости последовательности. Данная последовательность может быть использована для обоснования асимптотик, получаемых с помощью других асимптотических методов.
Показать АннотациюПредлагается математическая модель идеально проводящей периодической волноведущей системы кусочно-постоянного прямоугольного сечения. Подобная геометрия все чаще находит применение при создании устройств терагерцового диапазона. Поставленная задача представляет собой систему уравнений Максвелла, дополненную граничными условиями на металле и условиями Флоке на сечениях, отстоящих на один период структуры. Решение задачи основано на неполном методе Галеркина и проекционном сшивании полей в области скачков сечений. При использовании такого подхода напрямую возникают матричные задачи с плохо обусловленными матрицами, так как в этом случае одновременно присутствуют экспоненциально возрастающие и убывающие матричные коэффициенты. В связи с этим предлагаемый метод дополнительно учитывает направления распространения волн на каждом регулярном участке системы, что позволяет исключить экспоненциально возрастающие элементы и улучшить обусловленность матриц. При этом в явном виде учитываются переотражения волн, происходящие внутри одного периода системы. На основе модели построены дисперсионные характеристики различных структур. Исследована сходимость данного метода к предельным случаям.
Показать АннотациюИсследуются принципы построения изложения современной физики в курсе "История и методология физики. Отмечена причинная связь состояния современной физики и содержания курса "История и методология физики".
Показать АннотациюВ работе представлены данные о динамике успеваемости учебных групп 1 и 2 курсов на протяжении осеннего семестра 2016/2017 учебного года, а также проведено сравнение успеваемости групп по некоторым изучавшимся дисциплинам. Данные получены на основе результатов компьютерного тестирования по соответствующим дисциплинам, проводившегося в Центре контроля качества образования физического факультета, а также результатов экзаменов.
Показать АннотациюВ работе на примере сильной (G3) геомагнитной бури конца мая 2017г. и внезапных стратосферных потеплений зимы 2015-2016гг. продемонстрирована возможность использования сигналов геостационарных спутников китайской навигационной системы COMPASS/BeiDou для исследований ионосферной изменчивости, обусловленной различными геомагнитными и метеорологическими возмущающими факторами.
Показать АннотациюПредставлены количественные критерии, определяющие области применимости уравнений теории длинных волн и уравнений Буссинеска при моделирования динамики цунами. Описан подход к использованию полученных критериев на практике.
Показать АннотациюГенерация свободных гравитационных волн в океане поверхностными сейсмическими волнами исследуется методом численного моделирования на примере землетрясения Тохоку 2011. Результаты моделирования находятся в хорошем согласии с записями глубоководных станций DONET. Показано, что колебания дна во время прохождения низкочастотных поверхностных сейсмических волн играют ведущую роль в генерации свободных гравитационных волн, а вклад остаточных деформаций незначителен.
Показать АннотациюПроведено исследование формирования уединенных волн и цугов волн в кольцевом аэрогидроканале. Показано, что при увеличении скорости ветра в условиях глубокой воды в канале формируются цуги волн, а на мелкой воде наблюдались уединенные волны.
Показать АннотациюПоказано, что облучение пленок аморфного гидрогенизированного кремния фемтосекундными лазерными импульсами (1.25 мкм) приводит к формированию поверхностного рельефа в виде одномерных решеток с периодом 1.20±0.02 мкм, ориентация которых определяется направлением вектора поляризации использованного излучения и совокупной дозой экспозиции. В облученных областях пленок зарегистрировано присутствие нанокристаллической фазы кремния, объемная доля которой составляет от 40 до 67% согласно анализу спектров комбинационного рассеяния света. Наблюдаемые процессы микро- и наноструктурирования обусловлены возбуждением поверхностных плазмон-поляритонов и нанокристаллизацией в приповерхностной области соответственно в поле мощных фемтосекундных лазерных импульсов. Также в результате лазерной обработки с большой совокупной дозой экспозиции происходит формирование полиморфных модификаций кремния Si-III и Si-XII. В результате фемтосекундной лазерной нанокристаллизации пленки зарегистрированы рост проводимости на 3 порядка по сравнению с необлученной аморфной поверхностью и анизотропия данной величины, объясняемая неравномерным распределением интенсивности в поперечном сечении лазерного луча и анизотропией формы сформированного микрорельефа.
Показать АннотациюРассмотрены оптические характеристики аппроксимантов апериодических решеток и многослойных систем разной геометрии с фрактальными признаками. Показана эквивалентность оптических характеристик аппроксимантов структур Фибоначчи, сформированных проекционным и блочным методами.
Показать АннотациюВ работе рассматривается задача дистанционной диагностики «шероховатой» земной поверхности и диэлектрических подповерхностных структур в коротковолновом диапазоне радиоволн. Предложен новый некогерентный метод оценки параметра сигнал/шум. Конкретизация осуществлена для ионосферного случая. Данный диапазон позволяет диагностировать и подповерхностный слой земли, поскольку параметр рассеяния формируется и неоднородностями диэлектрической проницаемости подповерхностных структур. Данным методом при организации мониторингового зондирования, возможно выявлять области изменения этих сред, например, для оценки сейсмической опасности, опасных природных явлений, изменения экосистем, а также некоторых экстремальных событий техногенного характера. Также эти методики могут использоваться для развития системы мониторинга, контроля и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, а также для оценки рисков возникновения чрезвычайных ситуаций. Идея метода определения этого параметра заключается в том, что, располагая синхронной информацией о волне, отраженной от ионосферы и о волне, отраженной от земли и ионосферы (или прошедшей ионосферу дважды при зондировании со спутника), возможно извлекать информацию о параметре рассеяния. В работе представлены результаты регистрации квадратурных компонент сигнала с помощью наземного измерительного комплекса установки когерентного зондирования в коротковолновом диапазоне радиоволн на тестовом полигоне МГУ (г. Москва). Выполнен сравнительный анализ и показано, что по аналитической (относительной) точности определения этого параметра новый метод на порядок превосходит широко используемый стандартный. Анализ аналитических погрешностей оценки этого параметра позволил рекомендовать новый метод вместо стандартного.
Показать АннотациюСформулирована редуцированная модель Власова-Дарвина в сомпактном гамильтоновом представлении. Построен дискретный (по методу макрочастиц) лагранжево-гамильтоновый алгоритм. Разработан прикладной плазменный код, адаптированный к массовым ПК средней мощности. Проведена аппробация численного алгоритма в рамках исследования параметрической неустойчивости магнитоактивной плазмы.
Показать АннотациюПри распрострвнении электромагнитных волн в волноводах с анизотропным заполнением при определенных соотношениях коэффициентов анизотропии возможно преобразование прямых волн в обратные, для которых направление фазовой и групповой скоростей противоположны. Подобный эффект представляет значительный интерес при передаче сигналов по волноводам. Анализируется поведение дисперсионных кривых в зависимости от параметров анизотропии. Установлено, что множество точек возникновения обратных волн на плоскости квадрат частоты преломления - квадрат постоянной распространения образует эллипс.
Показать АннотациюПостроена аналитическая МГД - модель квазистационарного конусообразного токового слоя (магнитной “трубы”), который был обнаружен по данным Ulysses над южным полюсом Солнца. В рамках стационарной одножидкостной МГД - модели удаётся описать основные черты наблюдаемой структуры: резкое увеличение по сравнению с окружающим солнечным ветром магнитного поля, концентрации плазмы, электрического поля, температуры, а также провалы в величине скорости солнечного ветра и плазменного бета.
Показать АннотациюИсследуется квазиадиабатическая динамика заряженных частиц в сильных токовых слоях (СТС) в солнечном ветре (СВ), включая гелиосферный токовый слой (ГТС). Разработана самосогласованная гибридная модель СТС, в которой динамика ионов описывается в рамках квазиадиабатического подхода, а движение замагниченных электронов рассматривается в приближении ведущего центра. Моделирование показало, что профиль СТС определяется относительным вкладом тока размагниченных протонов на разомкнутых квазиадиабатических орбитах и дрейфовым током замагниченных электронов. Показано, что универсальной особенностью СТС в СВ является многомасштабная структура, которая представляет собой тонкий токовый слой (ТТС) (шириной ~ 104 км), вложенный в более «толстый» плазменный слой (ПС) (шириной ~ 105 км). Эти результаты хорошо согласуются с данными наблюдений СТС на расстояниях ~ 1 а.е.
Показать АннотациюДан краткий обзор математических методов анализа изображений, сформулированы математические модели форм сигналов (изображений), в том числе и учитывающие субъективные представления исследователя, рассмотрены математические методы и численные алгоритмы вычисления характеристики близости (связности и зависимости) двух форм сигналов (изображений), использующие технику косого проецирования. Приведены примеры применения методов анализа изображений для решения ряда прикладных задач.
Показать АннотациюОбсуждаются проблемы доступа к научной информации в интернете. Приводятся краткие сведения по зарубежным информационно-поисковым системам. Описывается состояние информационного обеспечения по русскоязычным источникам в СССР и в настоящее время. Отмечается отсутствие в нашей стране единого центра сбора и предоставления информации по русскоязычным научным публикациям. Предлагается схема, полезная при создании такого центра. Описывается возможный кластер этого центра на примере акустической тематики, уже реализованный на кафедре акустики физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Соответствующий портал «Акустика» (http://akdata.ru) находится в открытом доступе в интернете. Входные точки портала: полнотекстовый архив «Акустического журнала», «Сигнальная информация» по акустике и «Информационно-поисковая система «Акустика». Русскоязычные источники». Кратко описывается работа с системой. Созданные технологии подготовки информационных ресурсов и сами ресурсы представляют собой законченную систему информационного обеспечения акустических исследований по русскоязычному сегменту. Они также позволяют обеспечить полное отражение русскоязычной научной литературы для мониторинга и объективной экспертной оценки научной деятельности российских ученых, что может способствовать укреплению положительного имиджа российской науки в мире. Поднимаются вопросы приоритета и сохранения интеллектуальной собственности. Делается вывод, что только правильно организованное информационное обеспечение может гарантировать чистоту и новизну научных результатов, которые лежат в основе исследовательского процесса.
Показать АннотациюВ работе приведены результаты экспериментальных исследований влияния статического давления, приложенного к плоской шероховатой границе двух твердых тел на ее нелинейные упругие свойства. Исследования проведены спектральным методом по эффективности генерации высших акустических гармоник, возникающих при прохождении через границу продольной упругой волны конечной амплитуды и при распространении поверхностной акустической волны вдоль границы двух твердых тел. Экспериментально определенная степенная зависимость высших акустических гармоник от амплитуды первой акустической гармоники значительно отличалась от классических значений показателей для этих гармоник. По измеренным амплитудам первой и второй гармоник поверхностной акустической волны, прошедшей вдоль границы, рассчитан нелинейный акустический параметр второго порядка в зависимости от внешнего давления, приложенного к образцу при фиксированном значении амплитуды зондирующей волны. Обнаружено, что нелинейный параметр ПАВ немонотонно зависит от статического давления, приложенного к границе. Анализ экспериментальных результатов был проведен на основе неклассической акустической нелинейности.
Показать АннотациюВ настоящей работе исследуются некоторые геометрические и физические характеристики новых гамма-метрик с параметром Ньюмена-Унти-Тамбурино. Определяется масса и угловой момент сингулярности и струн Мизнера, свойства времени-подобных геодезических, включая возникновение геодезического хаоса, появление горизонта при δ = 2.
Показать АннотациюИсследуется экспоненциальная параметризация матрицы смешивания нейтрино; она позволяет выделить отдельно вклады чисто вращательных компонент матрицы смешивания и вклады элементов матрицы, отвечающих за СР-нарушение. Находится логарифм матрицы смешивания. С учётом последних экспериментальных данных о смешивании нейтрино вычисляются точные значения каждого из параметров экспоненциальной матрицы смешивания. Выделяются действительная часть, соответствующая вращению, и мнимая часть, соответствующая CP-нарушению. Демонстрируется факторизация матрицы смешивания в виде произведения вращений вокруг действительной и мнимой осей. Подтверждается гипотеза дополнительности смешивания кварков и нейтрино.
Показать АннотациюНа основе решения квазиклассического уравнения эволюции нейтрино, учитывающего как переворот спина, так и флейворные осцилляции нейтрино, получены вероятности спин-флейворных переходов в однородной движущейся неполяризованной среде в модели двух флейворов. Подробно исследовано поведение спина нейтрино с учетом флейворных осцилляций.
Показать АннотациюВ работе дана классификация методов ускоренной сходимости, используемых в статистической физике. Среди них выделен комбинированный метод, использующий физический анализ системы и математические методы ускоренной сходимости. Показана его эффективность для получения уравнения Карнахана-Старлинга. Предлагаемый метод носит общий характер и применим для широкого класса систем.
Показать АннотациюНа примере суперпротоника (K$_{0.3}$(NH$_{4}$)$_{0.7}$)$_3$H(SO$_4$)$_2$ изложен первый опыт определения посредством диэлектрических исследований присутствия в объекте элементов структуры, лишенных упругой связи или имеющих ослабленную связь с кристаллической матрицей. Показана возможность отдельного распознавания вкладов в суммарный отклик структурных элементов с упругой cвязью и лишенных упругой связи или обладающих слабой, сравнительно с воздействием измерительного поля, упругой связью. Высказано предположение о последовательности физических механизмах, обуславливающих реакцию квазисвободных элементов структуры на возрастание измерительного поля.
Показать АннотациюВ работе исследовались образцы алмазоподобных углеродных покрытий, легированных хромом, полученные с помощью технологии магнетронного распыления в активных газовых средах. Изучалось влияние особенностей нанесения покрытий (в первую очередь, состава атмосферы напыления) на их фазовый состав и тонкую атомную структуру. В качестве основного метода исследования использовалась рентгеновская дифрактометрия.
Показать АннотациюВ работе представлен расширенный пакет программ по моделированию дифракционных картин и определению кристаллографических характеристик в сплавах с мартенситными превращениями. Добавлен блок расчета габитусных плоскостей мартенситных кристаллов с использованием эллипсоида однородной деформации.]
Показать Аннотацию