Множественная генерация образов в оптической модели детектора СФЕРА-3
Множественная генерация образов в оптической модели детектора СФЕРА-3
В. А. Иванов, В. И. Галкин
Изучение происхождения и распространения космических лучей в диапазоне от 1 до 1000 ПэВ имеет важное значение. Разрабатывается новая установка СФЕРА-3 с более высокой светосилой и лучшим оптическим разрешением на основе опыта, полученного при эксплуатации аэростатной установки СФЕРА-2. В данной работе представлен моделирующий комплекс для генерации образов черенковского света на детекторной мозаике телескопа СФЕРА-3.
Показать АннотациюОсобенности преподавания курса оптики фрактальных объектов
Особенности преподавания курса оптики фрактальных объектов
Ю. В. Рыжикова, С. Б. Рыжиков
Предметом рассмотрения являются особенности преподавания курса оптики фрактальных объектов для студентов физиков. Приводится классификация фрактальных объектов по их Фурье спектрам. Дана схема анализа фракталов в предлагаемом учебном курсе «Оптика фрактальных объектов». Обсуждаются основные проблемы курса фрактальной оптики. Проводится систематизация анализа фрактальных объектов для получения качественного и количественного соответствия между исследуемой структурой объекта и его оптическими характеристиками.
Показать АннотациюОптимизация распределенной обработки больших данных: Алгебраические основы и понятие информации
Оптимизация распределенной обработки больших данных: Алгебраические основы и понятие информации
П. В. Голубцов
Рассматривается алгебраическая формализации распределенной обработки больших данных. Определяется понятие информационного пространства для заданной процедуры обработки данных и устанавливается критерий его минимальности. Доказывается существование минимального информационного пространства, обеспечивающего самую компактную форму представления информации, содержащейся в данных, и позволяющего наиболее эффективно распараллелить их обработку. Элемент этого пространства согласованным образом описывает информацию, содержащуюся в соответствующем наборе данных. Показано, что в терминах информационного пространства естественным образом выражаются понятия сложения информации и качества информации, отражающие интуитивные представление о самом понятии информации. Также рассматриваются преимущества использования минимального информационного пространства в модели распределенной обработки данных MapReduce. В контексте этой модели Map преобразует наборы исходных данных в элементы информационного пространства, а Reduce объединяет все эти фрагменты частичной информации в один элемент, представляющий все исходные данные. В качестве иллюстрации анализируется несколько примеров процедур обработки данных и описывается структура соответствующих минимальных информационных пространств.
Показать АннотациюТеплоемкость кристаллов неона, аргона, криптона и ксенона при высоких температурах
Теплоемкость кристаллов неона, аргона, криптона и ксенона при высоких температурах
П. Н. Николаев
В данной работе исследуется теплоемкость кристаллов инертных газов при высоких температурах. Для этого используется ячеечно-кластерное разложение для свободной энергии с учетом трехчастичных кластеров включительно. В качестве основного приближения используется приближение самосогласованного поля. Расчеты, проведенные для неона, аргона, криптона и ксенона показали хорошее совпадение теоретических результатов с экспериментальными данными. Это относится и к областям при нормальном давлении для криптона и ксенона, где теплоемкость при постоянном объеме уменьшается с ростом температуры.
Показать АннотациюО множестве решений уравнения Шредингера на примере описания кластеров воды
О множестве решений уравнения Шредингера на примере описания кластеров воды
К. Э. Плохотников
В статье обсуждается вычислительная процедура получения всевозможных решений уравнения Шредингера методом статистических испытаний или методом Монте-Карло. В качестве демонстрационной квантовой системы, иллюстрирующей указанную процедуру, выступают кластеры воды, а именно гексамер, додекамер и тетрадекамер. Различные решения уравнения Шредингера выводятся из предложенного автором ранее вычислительного алгоритма, основанного на пересечении конечно-разностного, Монте-Карло подходов, теоремы вириала, а также апробированных на кластерах воды способах пространственного сведения центров рассеяния ядер частиц и центров рассеяния электронов произвольной квантовой системы. Рассмотрено множество схем сведения среди них специально выделены: одночастичная, двух-, трех- и т.д. вплоть до схемы с максимальной частичностью. В рамках любой из схем сведения согласуются энергия диссоциации рассматриваемой квантовой системы, с одной стороны, и позиционирование центров рассеяния ядер частиц и электронов, — с другой стороны. Предложенный ранее автором метод решения уравнения Шредингера методом Монте-Карло выступает в качестве средства отбора конфигураций, допустимых в качестве решений. В итоге оказалось возможным построить алгоритм генерации неограниченного количества различных пространственных конструкций облаков рассеяния ядер частиц и электронов при заданной энергии диссоциации квантовой системы. Предложенная в работе вычислительная процедура допускает естественное обобщение для случая описания произвольной квантовой системы, элементный состав который известен. Процедура эффективна с вычислительной точки зрения, т.к. допускает распараллеливание вычислений.
Показать АннотациюВлияние тензорного взаимодействия на структуру изотопов кремния
Влияние тензорного взаимодействия на структуру изотопов кремния
С. В. Сидоров$^{1,2}$, Т. Ю. Третьякова$^{1,2}$
В работе исследовалось влияние тензорного взаимодействия нуклонов на характеристики нейтроноизбыточных изотопов кремния. Учет тензорных сил проводился в рамках подхода Хартри-Фока со взаимодействием Скирма. Показано, что добавление тензорной компоненты взаимодействия улучшает описание расщепления между различными одночастичными состояниями и приводит к уменьшению парных нуклон-нуклонных корреляций в ядрах кремния.
Показать АннотациюОсобенности микроструктуры перспективного сплава Pd-Ru
Особенности микроструктуры перспективного сплава Pd-Ru
О. В. Акимова$^1$, А. В. Овчаров$^2$, Н. Р. Рошан$^3$
В работе показаны особенности формирования микроструктуры мембранных сплавов на основе палладия при его легировании рутением содержанием в 6 масс. %. Сплав с таким содержанием рутения обладает хорошими показателями прочности и водородопроницаемости. Образцы для исследования изготовлены из металлов высокой степени чистоты (99.9%) и представлены в работе в виде мембраны-фольги толщиной 30 мкм и трубочной внешним диаметром 0.9 мм, внутренним 0.1 мм. Изучение особенностей микроструктуры образцов проведено в работе методами: рентгеновской дифракции (РД), энерго-дисперсионной рентгеновской спектроскопии (ЕДРС) и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Метод рентгеновской дифракции установил формирование твердых растворов замещения с субструктурой высокой степени гомогенности и нанодисперсности. Методы ЕДРС и СЭМ протестировали элементный состав образцов и морфологию их поверхности. СЭМ изображения поверхности образцов подтвердили высокую гомогенность и нанодисперсность, установленную методом рентгеновской дифракции.
Показать АннотациюМногоуровневые исследовательские работы школьников на примере задач небесной механики
Многоуровневые исследовательские работы школьников на примере задач небесной механики
С. Б. Рыжиков$^1$, Ю. В. Рыжикова$^2$
Рассмотрена проблема вовлечения школьников в исследовательскую деятельность. Обозначена причина низкой мотивации школьников – первые результаты исследовательской работы появляются только через несколько недель. Предложена методика проведения многоуровневых работ, в которых результаты получаются уже на первом занятии. Рассмотрен пример подобной многоуровневой исследовательской работы на основе проблем небесной механики.
Показать АннотациюУравнения состояния и фазовые диаграммы
Уравнения состояния и фазовые диаграммы
П. Н. Николаев
В работе исследуется получение уравнений состояния термодинамических систем и расчет на их основе фазовых диаграмм. Проанализированы основные аспекты данной задачи, а также ее современное состояние. Рассмотрены аналитические и геометрические представления термодинамических свойств вещества.
Показать АннотациюЧисленное моделирование формирования звуков первого и второго тонов сердца
Численное моделирование формирования звуков первого и второго тонов сердца
М. В. Рябков$^1$, В. В. Грамович$^2$, Т. В. Мартынюк$^2$, В. Г. Андреев$^1$
Предложен алгоритм расчета первого и второго тонов сердца на основе колебательной модели с двумя степенями свободы. В модели учтены упругие параметры аортального и легочного клапанов, движение крови в близлежащих сосудах и их упругие колебания. Сила, действующая на легочный клапан во время его закрытия, рассчитывалась на основе разности давлений в правом желудочке и легочной артерии, которые определялись из данных катетеризации правых отделов сердца. Рассчитанные профили тонов сердца сравнивались с измеренными сигналами фонокардиограмм, зарегистрированными в процессе катетеризации. Показано хорошее соответствие сигналов при оптимальном выборе параметров клапана и сосудов. Выяснено, что соотношение пиков, частота и длительность сигналов тонов сердца наиболее чувствительны к величине скорости изменения давления при закрытии клапанов. Показано, что с помощью разработанной модели возможно прогнозировать вид профиля давления в правом желудочке после приема препарата для лечения легочной гипертензии. Результаты, полученные с использованием алгоритма, могут быть использованы для более детального понимания генерации тонов сердца у человека в норме и при патологии, а также разработки новых методов диагностики заболеваний сердца.
Показать Аннотацию