Разработка алгоритма для построения профиля колеса и определения дефектов на поверхности в процессе взаимодействия колесо-рельс
Разработка алгоритма для построения профиля колеса и определения дефектов на поверхности в процессе взаимодействия колесо-рельс
К. Г. Аринушкина$^{1,3}$, П. И. Цомаев$^{2,3}$, В. В. Давыдов$^{1,2}$, И. Ю. Савельев$^3$
Глобальный рост железнодорожных перевозок способствует экономическому развитию, но одновременно повышает требования к безопасности подвижного состава. Ключевым фактором риска остаются дефекты колесных пар, которые становятся причиной большинства аварий. Для их своевременного выявления требуется комплексный анализ поверхности колес, включающий сбор изображений, восстановление поврежденных участков и точный замер геометрических параметров Для своевременного обнаружения дефектов используются оптические системы, которые позволяют проводить мониторинг поверхности в режиме реального времени. Однако эффективность таких систем во многом зависит от используемых алгоритмов расчета и оценки параметров. В представленной работе рассматривается актуальность разработки усовершенствованного алгоритма обработки данных системы контроля основных параметров колес с целью повышения точности диагностики дефектов поверхности катания.
Показать АннотациюДиэлектрическая приемная антенна с оптическим съемом информации на основе резонатора с модами шепчущих галерей
Диэлектрическая приемная антенна с оптическим съемом информации на основе резонатора с модами шепчущих галерей
Б. К. Резников$^1$, Е. С. Минин$^1$, Т. А. Котов$^1$, Е. В. Полякова$^1$, Н. Ю. Колыбельников$^1$, С. С. Грызулёв$^1$
В статье рассматривается новое направление в области антенн — диэлектрические резонаторные антенны (ДРА) на основе нанофотонных резонаторов шепчущей галереи (WGM), обладающие высокой устойчивостью к электромагнитным помехам (ЭМИ) и исключающими использование металлов в конструкции. Показано, что благодаря сверхвысокой добротности WGM-резонаторов и эффективному перекрытию радиочастотного и оптического полей внутри диэлектрического резонатора, достигается модуляция оптического излучения радиочастотным сигналом без применения металлических электродов. Рассматриваются принципы работы таких антенн, параметры модуляции и схемы реализации, демонстрирующие потенциал создания высокочувствительных, компактных и ЭМИ-устойчивых радиофотонных антенных систем нового поколения.
Показать АннотациюИсследование фазовой модуляции аналогового сигнала от температуры в одномодовом волокне
Исследование фазовой модуляции аналогового сигнала от температуры в одномодовом волокне
Б. К. Резников
В статье рассмотрены особенности функционирования волоконно-оптических телекоммуникационных систем при~эксплуатации в условиях нестабильных температурных режимов, характерных для горных районов и Крайнего Севера. Проведён анализ влияния легирования сердцевины оптического волокна оксидом германия (GeO${}_2$) на уровень оптических потерь, обусловленных рэлеевским рассеянием. Показано, что при~высоких концентрациях GeO${}_2$ потери существенно возрастают при~снижении температуры, что ограничивает длину линии передачи без усилителей. Приведены результаты экспериментальных исследований зависимости коэффициента потерь $\alpha_\text{РР}$ от температуры и относительного изменения показателя преломления $\alpha$ для волокон, изготовленных по методам VAD и MCVD. Разработана и реализована методика измерения температурной зависимости $\alpha_\text{РР}$ с использованием климатической камеры и двухканальной схемы измерений. Полученные результаты позволяют установить допустимые уровни легирования сердцевины волокна для эксплуатации систем передачи данных без термостабилизации в холодных климатических условиях. Также намечены направления дальнейших исследований, связанных с фазовыми искажениями модулированных сигналов в аналоговых системах связи при~колебаниях температуры.
Показать АннотациюИсследование особенностей бозе-эйнштейновской конденсации унитарных поляритонов в кристаллической и фотоннокристаллической средах
Исследование особенностей бозе-эйнштейновской конденсации унитарных поляритонов в кристаллической и фотоннокристаллической средах
В. В. Волкова, Д. А. Гавриловец, А. Д. Котова, М. А. Кулагина, В. В. Филатов
Унитарные (транспарентно-ассоциированные, транспарентные) поляритоны − кванты электромагнитного поля в веществе, для которых взаимодействие с фононной подсистемой приводит к равному единице («унитарному», отсюда и название) эффективному показателю преломления. Материальная среда для таких световых квантов оптически идентична вакууму, что делает транспарентные поляритоны чрезвычайно интересными как для контролируемого просветления оптических сред, так и для моделирования в веществе нелинейно-вакуумных оптических процессов (таких, как, например, γγ→a). В настоящей работе исследуются возможности конденсации транспарентно-ассоциированных поляритонов в периодических материальных средах (кристаллических и фотоннокристаллических) и выясняются характерные особенности для кристаллического и фотоннокристаллического случаев. Установлено, что в обычных (нефотонных) кристаллах конденсация транспарентно-ассоциированных поляритонов в видимой области спектра невозможна, однако в фотонных кристаллах, наоборот, может быть реализована на любой требуемой длине волы. Полученные результаты интересны для получения перестраиваемой когерентной оптической генерации на основе параметрического оптического процесса γγ → a(φ',φ'')→γ'γ', в котором синтезируется и разрушается промежуточный (аксионоподобный) биполяритон a, а частота полезного излучения γ' «настраивается» вспомогательными фононами φ'и φ''.
Показать АннотациюНовый метод преодоления Стандартного Квантового Предела чувствительности оптомеханических измерителей малых сил
Новый метод преодоления Стандартного Квантового Предела чувствительности оптомеханических измерителей малых сил
Л. А. Баринов$^{1,2}$
Показано, что предложенная в работе [Barinov L. A., Khalili F. Ya. // Phys. Rev. D. 2025, https://doi.org/10.1103/7mn7-qm31] схема лазерного детектора гравитационных волн, сочетающая преимущества квантового измерителя скорости и управляемой оптической жёсткости, может быть адаптирована для оптомеханических сенсоров малых сил <<настольного>> масштаба. Выполнен численный анализ и получены аналитические выражения для спектральной плотности квантового шума при параметрах, характерных для современных оптомеханических систем с субграммовыми зеркалами.
Показать АннотациюМЭМС-переключатель с увеличенным отношением емкостей для передовых радиоэлектронных систем
МЭМС-переключатель с увеличенным отношением емкостей для передовых радиоэлектронных систем
М. О. Морозов$^{1,2}$, И. В. Уваров$^2$
МЭМС-переключатели имеют широкий потенциал применения в перспективных системах связи, однако их внедрению препятствует ряд особенностей. Отношение емкостей в разомкнутом и замкнутом состоянии обычно составляет несколько единиц и не обеспечивает требуемых характеристик. Отношение емкостей может быть многократно увеличено за счет использования дополнительного электрода, нанесенного поверх диэлектрического слоя. В данной работе проводится расчет емкостных и радиочастотных характеристик переключателя с дополнительным электродом.
Показать АннотациюМеханизмы деградации, вызванные циклами замерзания-оттаивания в фотоэлектрических модулях в условиях холодного климата
Механизмы деградации, вызванные циклами замерзания-оттаивания в фотоэлектрических модулях в условиях холодного климата
Ю. -. Дэн, В. В. Давыдов
Современное развитие возобновляемой энергетики привело к широкому внедрению фотоэлектрических (ФЭ) систем. Несмотря на традиционные представления о использовании солнечных панелей ряд разработок в области ФЭ позволяют получать неплохую выработку электрической энергии в регионах с холодным климатом. Однако эксплуатация ФЭ модулей в таких суровых условиях сталкивается с комплексом специфических воздействий, наиболее критичным из которых являются многократно повторяющиеся циклы замерзания и оттаивания влаги на солнечных панелях и их расширение и сжатие. Эти циклические температурные и механические нагрузки ускоряют деградацию материалов и компонентов, вызывая расслоение, коррозию и микротрещины, что критически влияет на производительность и долговечность систем. В работе представлено детальное исследование механизмов деградации ФЭ модулей, вызванных циклами замерзания-оттаивания, на примере климата Санкт-Петербурга. На основе натурных наблюдений и анализа данных, полученных другими учеными, выявлены и проанализированы ключевые деградационные процессы, влияющие на работоспособность ФЭ систем в данной климатической зоне. Полученные результаты необходимы для понимание специфики деградации в холодном климате для разработки методов повышения сохранения эксплутациооных характеристик ФЭ модулей, в первую очередь КПД преобразования солнечной энергии в электрическую.
Показать АннотациюВозбуждённые состояния трижды тяжёлых тетракварков
Возбуждённые состояния трижды тяжёлых тетракварков
В. О. Галкин$^1$, Е. М. Савченко$^{1,2}$
Массы основных и радиально и орбитально возбуждённых состояний трижды тяжёлых тетракварков с парой открытого и скрытого тяжёлых ароматов (очарование, прелесть) рассчитаны в рамках релятивистской кварковой модели, основанной на квазипотенциальном подходе и КХД. Тетракварк рассматривается как связанное состояние дикварка с антидикварком. Рассматриваются дикварки в триплетном по цвету состоянии. Расчёты учитывают все релятивистские эффекты (независящие и зависящие от спина) и конечный размер дикварка. Полученные результаты сравниваются с порогами сильных развалов на пару тяжёлого и тяжёло--лёгкого мезонов. Выделены состояния тетракварков, являющиеся основными кандидатами для экспериментальных поисков.
Показать АннотациюРедкие полулептонные распады $\Xi_{b}^-$-бариона
Редкие полулептонные распады $\Xi_{b}^-$-бариона
В. О. Галкин$^1$, А. О. Немтырев$^2$
В течение последних десятилетий достигнут существенный экспериментальный прогресс в исследовании распадов адронов, содержащих тяжелые кварки. В частности, были измерены относительные вероятности эксклюзивных полулептонных и редких распадов как прелестных, так и очарованных мезонов и барионов. В настоящей работе представлены результаты исследования редких распадов $\Xi_{b}^-\rightarrow \Xi^- l^+l^-$. В рамках релятивистской кварковой модели, основанной на квазипотенциальном подходе и квантовой хромодинамике, рассчитаны формфакторы, параметризующие матричные элементы слабого тока между барионными состояниями. На основе спирального формализма проведен расчёт дифференциальных и полных ширин распада, а также асимметрий и поляризационных характеристик распадов. Расчёты выполнены как с учетом дальнодействующих вкладов в коэффициенты Вильсона векторных резонансов чармония, так и без их учета. Получены предсказания для ширин распада для 3-х поколений лептонов.
Показать АннотациюЭлектромагнитное взаимодействие массивных полей высших спинов в трех измерениях
Электромагнитное взаимодействие массивных полей высших спинов в трех измерениях
А. А. Шарапов$^1$, Д. Я. Щербатов$^2$, Е. Д. Скворцов$^{3,4}$
Предлагаются новые релятивистские волновые уравнения и лагранжианы для массивных полей целых спинов в трехмерном пространстве Минковского. Построено совместное взаимодействие массивной частицы целого спина с электромагнитным полем, подчиненным уравнению Богомольного. Рассмотрен вывод уравнений Максвелла как условия совместности построенного взаимодействия.
Показать Аннотацию