Эффекты волнового смешения в каскадных системах сверхпроводниковых кубитов
Эффекты волнового смешения в каскадных системах сверхпроводниковых кубитов
Т. Р. Сабиров$^1$, А. Ю. Дмитриев$^{1,3}$, С. А. Гунин$^1$, А. В. Васенин$^{1,2}$, О. В. Астафьев$^{1,2,3}$
В настоящей работе численно исследован нелинейный квантово-оптический эффект, -- волновое смешение распространяющихся волновых пакетов (двух когерентных и антигруппированного с когерентным сигналами) в каскадной системе сверхпроводниковых атомов -- кубитов. В качестве возможной реализации рассматриваем кубиты в архитектуре трансмон, взаимодействующие с волноводом в режиме сильной связи, что позволяет исследовать рассеяние в каскадной системе на уровне одиночных квантов электромагнитного излучения. Полученные спектры волнового смешения демонстрируют чувствительность к фотонной статистике в волноводе -- отстройка пика от центральной частоты находится в соответствии с числом фотонов, вовлеченных в процесс.
Показать АннотациюКосмические лучи сверхвысоких энергий: источники, процессы ускорений и явления ГЗК
Космические лучи сверхвысоких энергий: источники, процессы ускорений и явления ГЗК
В. А. Поминова$^1$, И. Ю. Трошин$^2$
Космические лучи сверхвысоких энергий (КЛСВЭ) достигают энергией 1020 эВ, что в миллион раз превосходит энергию, достигаемую на искусственных ускорителях частиц. Прилёт частиц высокой энергии из космоса происходит нечасто, поэтому требуются детекторы с большой площадью для регистрации таких событий. Необходимо понимать, какие известные эффекты могут ускорять и замедлять частицы до таких энергий. Верхним ограничением по энергии является эффект Грейзена-Зацепина-Кузьмина (ГЗК). Этот процесс существенно ограничивает величину возможного расстояния до источников, и он должен приводить к подавлению высокоэнергетический части спектра. В данной работе проводится анализ эффекта ГЗК для ядер от водорода до железа.
Показать АннотациюМоделирование воздействия ионов N2+ низкой энергии на монослои MoS2
Моделирование воздействия ионов N2+ низкой энергии на монослои MoS2
А. А. Соловых$^{1,2}$
Квазидвумерный дисульфид молибдена представляет собой перспективный полупроводниковый материал для создания элементов наноэлектроники благодаря тому, что ширина его запрещенной зоны может изменяться путем приложения механических напряжений, воздействия электрическим полем, а также легированием, которое можно осуществить при обработке. Однако, поскольку ионы плазмы могут приводить к деградации материала и появлению нежелательных изменений структуры, необходимо тщательно исследовать механизмы их взаимодействия с материалом, возникающие при этом эффекты и степень повреждения пленок. В настоящей работе с помощью динамического моделирования методом теории функционала плотности (DFT) с использованием алгоритмов молекулярной динамики было исследовано воздействие ионов N2+ с начальной энергией E0 от 5 до 30 эВ на монослой MoS2 для различных областей удара и начальных ориентаций налетающих частиц. Полученные результаты показали, что ионы N2+ с начальной энергией E0 ≤ 15 эВ не создают постоянных дефектов и отражаются от поверхности, в то время как частицы с энергией 20-30 эВ вызывают модификацию материала и образование в нем дефектов. Полученные результаты могут быть использованы для оптимизации технологии обработки квазидвумерных образцов MoS2 плазмой N2.
Показать АннотациюЦифровой анализ керна: изменение фильтрационно-емкостных свойств коллектора ПХГ после геомеханического воздействия
Цифровой анализ керна: изменение фильтрационно-емкостных свойств коллектора ПХГ после геомеханического воздействия
В. В. Химуля, С. О. Барков
В статье представлены результаты серии комплексных исследований остаточных изменений фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов подземного хранилища газа, вызванных воздействием неравномерного поля напряжений в ходе моделирования управляемого изменения давления на забое скважины. В рамках цифровых исследований кернового материала были получены разномасштабные снимки компьютерной томографии, на базе которых были созданы трехмерные модели порового пространства пород, выполнен анализ однородности структуры и состава породы, после чего проведен геометрический, статистический анализ порового пространства, а также численное моделирование процессов фильтрации в породе для оценки проницаемости до и после механических испытаний. Выполнено измерение пористости пород, проведена оценка распределения пор по размерам, а также анализ фильтрационных свойств коллектора. Построены пространственные распределения скоростей потока фильтрации и изменения градиента давления. В рамках геомеханических испытаний проведено изучение процессов деформирования и фильтрации в горных породах под действием реальных напряжений, возникающих в скважинах при контролируемом изменении давления в скважине. Показана тенденция к незначительному уменьшению значений открытой пористости, проницаемости и изменению геометрии пор после проведенного неравномерного трехосного нагружения. Сделаны выводы об однородности и высокой связности порового пространства рассматриваемых пород. Показано отсутствие существенных необратимых изменений фильтрационно-емкостных свойств пород. Характеристики, полученные в результате цифрового анализа, показали очень хорошее соответствие с результатами полевых и лабораторных измерений. Результаты работы и примененные методики могут быть использованы при создании и корректировке моделей пласта-коллектора, а также разработке эксплуатационной модели ПХГ. Представленная техника анализа данных РКТ позволяет упростить получение данных о характеристиках кернового материала, а также расширить результаты лабораторных и натурных исследований свойств пластов.
Показать АннотациюЧисленное моделирование двух- и трехфазных равновесий смесей углеводородов и диоксида углерода
Численное моделирование двух- и трехфазных равновесий смесей углеводородов и диоксида углерода
Д. В. Селезнева
В современной нефтегазовой отрасли наблюдается возрастающий интерес к технологии закачивания углекислого газа в пласт. Этот метод получил распространение не только из-за его положительного влияния на окружающую среду, но и благодаря его эффективности в повышении нефтеотдачи. При растворении газ способен понижать вязкость нефти и, следовательно, ускорять ее течение. Однако, эффективность метода зависит от фазового поведения смесей диоксида углерода и нефтей, плотности и вязкости фаз и многого другого. Включение углекислого газа в смесь углеводородов приводит к изменению поведения системы, в том числе может меняться фазовое состояние смеси. В результате этого в системе могут формироваться три отдельные фазы: две жидкие и одна газообразная. Это усложняет процесс определения фазового равновесия, так как необходимо учитывать взаимодействие между всеми тремя фазами. В настоящей работе для определения фазового состояния смеси применяется метод прямой минимизации энергии, который заключается в нахождении минимального значения энергии Гиббса для системы при постоянных температуре, давлении и составе.
Показать АннотациюСпектральные характеристики источников акустической эмиссии в горных породах
Спектральные характеристики источников акустической эмиссии в горных породах
Р. А. Пащенко
Работа посвящена исследованию спектральных характеристик источников акустической эмиссии (АЭ) в горных породах. Осуществлен анализ данных ранее проведенных экспериментов на образцах песчаника и гранита с целью анализа акустических сигналов, возникающих при механических напряжениях, и определения их соответствия сейсмическим процессам. В работе описана калибровка системы, выполнен анализ учёта затухания волн и геометрических факторов. Основной задачей исследования стало определение корнер-частоты для оценки размеров трещин-излучателей. В ходе анализа было обнаружено, что для 99% событий корнер-частоты не выявлены в диапазоне 100–1250 кГц. Оставшиеся 1% событий дали корнер-частоты порядка 1080 кГц для песчаника и 975 кГц для гранита, что соответствует максимальным размерам трещин 0.5 мм и 1 мм соответственно. Результаты демонстрируют необходимость дальнейших исследований и корректировок методик, чтобы повысить точность измерений и понять физическую природу спектральных характеристик.
Показать АннотациюИсследование прогностических аномалий наведенной сейсмичности в области водохранилищ Койна и Варна.
Исследование прогностических аномалий наведенной сейсмичности в области водохранилищ Койна и Варна.
А. И. Половникова
Сейсмическая активность является одним из наиболее опасных и нестабильных природных явлений нашей планеты. Исследования в области сейсмологии имеют большое значение для минимизации рисков, связанных с землетрясениями и повышения качества их прогноза. Наведенная сейсмичность относится к землетрясениям, которые вызваны человеческой деятельностью. Примером такой деятельности является строительство и использование гидротехнических сооружений, например дамб или водохранилищ. В процессе подготовки сильных землетрясений меняется распределение сейсмических событий в пространственно-временной области и их энергетического спектра. Такие изменения называют аномалиями сейсмического режима, их можно обнаруживать путем анализа параметров сейсмичности, которые косвенно описывают состояние геофизической среды. Несмотря на высокую фундаментальную и практическую значимость, анализу прогностических аномалий в наведенной сейсмичности посвящено немного публикаций. В настоящей работе рассматривается вопрос о наличии или отсутствии аномалий сейсмического режима перед землетрясениями в области наведенной сейсмичности. Исследования проводятся для сильных землетрясений в районе водохранилищ Койна и Варна в Индии. Проводится предварительная подготовка каталога, контроль представительной магнитуды, расчет пространственных карт параметров сейсмичности. Полученные результаты могут быть использованы для разработки эффективных мер по уменьшению рисков и обеспечению безопасности населения, а также могут прояснить некоторые особенности процесса подготовки землетрясений в районах наведенной сейсмичности.
Показать АннотациюЭкстремальная анизотропия теплопроводности одностенных углеродных нанотрубок со структурой свитка-рулона
Экстремальная анизотропия теплопроводности одностенных углеродных нанотрубок со структурой свитка-рулона
Ю. П. Заричняк$^1$, А. А. Аливердиев$^2$, Е. В. Алексеев$^1$, М. В. Савватеева$^1$, В. П. Ходунков$^3$
Методы теории обобщённой проводимости [1, 2] использованы для приближённой оценки эффективной/эквивалентной теплопроводности бездефектных одностенных углеродных нанотрубок (ОС УНТ) со структурой свитка-рулона в продольном и поперечном направлениях относительно оси свертывания. Из-за отсутствия каких-либо экспериментальных данных и аналитических оценок по продольной и поперечной теплопроводности нанотрубок со структурой свитка-рулона впервые получены результаты приближённой оценки, которые можно рассматривать как прогнозные. Углеродные нанотрубки (УНТ) представляют значительный интерес в самых разных областях науки и техники, так как обладают целым спектром экстремальных механических, электрических и теплофизических свойств [3-4]. Однослойная бездефектная углеродная нанотрубка со структурой свитка-рулона изображена на Рис. 1а. Обычно она представляется как свернутый лист графена.
Показать АннотациюМатематические методы анализа формы временных рядов и их приложения к дистанционным исследованиям Земли и атмосферы
Математические методы анализа формы временных рядов и их приложения к дистанционным исследованиям Земли и атмосферы
А. Ф. Идрисов
Работа посвящена методам анализа временных рядов на основе теорий морфологического анализа и измерительно-вычислительных систем, разрабатываемых на кафедре математического моделирования и информатики физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Изучены современные актуальные методы анализа временных рядов. Предложен метод морфологической фильтрации для выделения трендовой составляющей временного ряда. Проведен компьютерный эксперимент на реальных экспериментальных данных (измерения температуры в городе Тверь) с применением вышеуказанного метода. Результаты продемонстрировали успешное выделение трендовой составляющей временного ряда. Планируется разработка и развитие новых методов анализа временных рядов для решения более широкого класса задач и для более широкого класса входных данных.
Показать АннотациюМоделирование формирования дорожки сканирования в процессе селективного лазерного сплавления стали 316L
Моделирование формирования дорожки сканирования в процессе селективного лазерного сплавления стали 316L
А. А. Гайна$^2$, А. А. Можайко$^1$
Селективное лазерное сплавление (СЛС) – это один из процессов аддитивного производства, который позволяет изготавливать сложные детали с высокой точностью путем плавления порошка слой за слоем с использованием лазерного излучения (ЛИ). Целью данного исследования является изучение влияния различных параметров ЛИ на размеры ванны расплава в образце. Для этого изменяются такие параметры ЛИ, как мощность, скорость сканирования и диаметр фокусного пятна. Исследования проводятся с использованием, как численных методов, так и эксперимента. Программное обеспечение COMSOL Multiphysics применяется для моделирования и прогнозирования свойств материалов и поведения системы. По результатам моделирования построены графики зависимостей размеров ванны расплава от изменяемых параметров. При увеличении мощности размеры ванны расплава увеличивались, при увеличении скорости сканирования увеличивалась только длина ванны расплава, а ширина и глубина уменьшались, при увеличении диаметра фокусного пятна размеры ванны расплава сначала увеличивались, а затем начинали уменьшаться. Экспериментальные данные, полученные путём измерения размеров ванны расплава при различных настройках расширения луча, соответствуют результатам, полученным с помощью моделирования. Это исследование помогает лучше понять процесс СЛС и может быть использовано для оптимизации параметров обработки с целью достижения желаемых свойств образцов.
Показать Аннотацию