Расчет энергетических и угловых распределений вторичных частиц, возникающих при облучении протонным пучком
Расчет энергетических и угловых распределений вторичных частиц, возникающих при облучении протонным пучком
И. Ф. Жаринов$^1$, А. А. Щербаков$^{1,2}$, Ф. Р. Студеникин$^{1,2}$
В последнее время значительное распространение приобрела протонная лучевая терапия, как эффективное средство лечения различных онкологических заболеваний. В результате взаимодействия протонов с веществом образуется значительное количество вторичных частиц. В статье исследуются вторичные частицы, возникающие при протонной терапии. Рассматривается дополнительная дозовая нагрузка за пределами облучаемой области. Рассчитываются спектральные, дозовые и угловые распределения вторичных нейтронов. Расчеты производятся с помощью программного пакета GEANT4. На основе результатов моделирования построены графики, по ним сделаны выводы о преимущественных направлениях распространения вторичных нейтронов и оценены возможные риски для людей, находящихся вблизи работающего ускорителя. Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможных рисках для здоровья, а также о необходимости совершенствования регламентов мер безопасности при протонной лучевой терапии.
Показать АннотациюРасчёт акустооптического качества и максимального значения упругооптической постоянной жидкостей
Расчёт акустооптического качества и максимального значения упругооптической постоянной жидкостей
П. А. Никитин
Теоретически исследованы упругооптические свойства жидкостей на основе первопринципов акустооптики. Получено соотношение для расчета упругооптической постоянной жидкостей с использованием только показателя преломления. Определены значения показателя преломления, соответствующие максимальной упругооптической постоянной для полярных и неполярных жидкостей. Проведены расчеты примерно для 100 жидкостей и сопоставлены с известными экспериментальными данными. Данное исследование существенно расширяет понимание акустооптического эффекта и имеет практическое применение для прогнозирования упругооптической постоянной жидкости и оценки её дисперсии.
Показать АннотациюПрименение корреляционного анализа паттернов пространственного модулятора терагерцового излучения для повышения качества фантомных изображений
Применение корреляционного анализа паттернов пространственного модулятора терагерцового излучения для повышения качества фантомных изображений
Т. В. Благова, И. Ш. Хасанов
Терагерцовое (ТГц) излучение обладает уникальными свойствами, делающими его перспективным для широкого спектра применений, включая медицинскую диагностику, неразрушающий контроль и безопасность. Однако существующие многопиксельные камеры имеют ограничения по чувствительности и разрешению. Метод фантомных изображений (ФИ), использующий однопиксельный приемник и пространственный модулятор света (ПМС), позволяет преодолеть эти ограничения. Одной из особенностей ТГц ПМС является то, что размер пикселей сопоставим с длиной волны, что может приводить к значительным дифракционным искажениям. С целью повышения качества восстанавливаемых изображений в работе проводится оптимизация метода фантомных изображений при помощи корреляционного анализа паттернов пространственного модулятора терагерцового излучения. В частности, анализируется эффективность выбора паттернов освещения, основанных на различных ортогональных матрицах, таких как матрицы дискретного Фурье-преобразования, дискретного косинусного преобразования, преобразования Адамара и преобразования Хаара. Также показано, что корреляционный анализ позволяет выбрать стратегию субпиксельного сканирования для получения изображений сверхвысокого разрешения. Таким образом, показано, что корреляционный анализ является эффективным способом оценки качества оптических систем для формирования фантомных изображений.
Показать АннотациюОпределение параметров многослойных примесных углеродных нанотрубок полупроводникового типа на основе анализа проводимости в статическом и переменном электрических полях
Определение параметров многослойных примесных углеродных нанотрубок полупроводникового типа на основе анализа проводимости в статическом и переменном электрических полях
С. Ю. Глазов, Н. Е. Мещерякова, И. А. Подгорная
В работе предложен аналитический метод определения параметров многослойных примесных углеродных нанотрубок полупроводникового типа (количество слоев, их радиусы, глубина залегания примесей и их концентрация) на основе сравнения экспериментальных и теоретических зависимостей силы тока от характеристик внешних статического и переменного электрических полей. Плотность электрического тока, возникающего в углеродной нанотрубке под действием внешних электрических полей вычислена с помощью кинетического уравнения Больцмана. При описании ионизации атомов применялся квазиклассический метод мнимого времени.
Показать АннотациюМоделирование картин дифракции на поли- и монокристаллах в спецкурсах и задачах спецпрактикума кафедры физики твердого тела физического факультета МГУ
Моделирование картин дифракции на поли- и монокристаллах в спецкурсах и задачах спецпрактикума кафедры физики твердого тела физического факультета МГУ
А. Г. Хунджуа$^1$, Е. А. Бровкина$^1$, М. М. Мельников$^2$
Рассматривается комплекс моделирования картин дифракции, разработанный на кафедре физики твердого тела физического факультета МГУ им М.В. Ломоносова. Комплекс включает в себя несколько разделов: 1) дифракция на поликристаллах - задачи на построение и анализ дифрактограмм от поликристаллических образцов; 2) дифракция на монокристаллах - моделирование и анализ микроэлектронограмм, лауэграмм, эпиграмм; 3) моделирование точечных картин дифракции от двухфазных кристаллических объектов, связанных ориентационным соотношением (в том числе при мартенситных превращениях). Обсуждаются различные варианты использования программ для специального физического практикума и спецкурсов кафедры.
Показать АннотациюПарадокс Клейна и клейновское туннелирование
Парадокс Клейна и клейновское туннелирование
А. И. Тернов
Дается интерпретация парадокса Клейна на основе одночастичного приближения теории Дирака. С единых позиций рассматривается парадокс Клейна для дираковского электрона и клейновское туннелирование для носителей заряда в графене. Подчеркивается тесная связь между явлением "попятного движения" в релятивистской квантовой механике и распространением волн в "левых" средах в электродинамике. Данный методический материал используется в преподавании курса квантовой механики в Московском физико-техническом институте (национальном исследовательском университете).
Показать АннотациюСпектроскопия трижды тяжёлых тетракварков
Спектроскопия трижды тяжёлых тетракварков
В. О. Галкин$^1$, Е. М. Савченко$^{1,2}$
На основе релятивистской кварковой модели и дикварк--антидикварковой картины тетракварков рассчитаны массы основных состояний всех составов трижды тяжёлых тетракварков. В рамках квазипотенциального подхода построен релятивистский потенциал взаимодействия дикварка с антидикварком, который учитывает внутреннюю структуру дикварка и антидикварка, а также все зависящие и не зависящие от спина релятивистские поправки. Проведено сравнение рассчитанных масс тетракварков с порогами развалов на пары тяжёлый+тяжёло--лёгкий мезонов и на этой основе сделаны выводы о возможности экспериментального обнаружения таких состояний.
Показать АннотациюДробно-дифференциальный пороговый интегратор с утечкой для обработки мерцающих сигналов
Дробно-дифференциальный пороговый интегратор с утечкой для обработки мерцающих сигналов
А. К. Гаврилова$^1$, Р. Т. Сибатов$^2$
Модель порогового интегратора с утечкой представляет собой простой, но эффективный математический подход, используемый для описания поведения нейрона в импульсных сетях. Модель может быть модифицирована для того, чтобы учесть некоторые дополнительные особенности, такие как адаптация частоты выходных спайков, случайный шум и др. В данной работе исследуется динамика дробно-дифференциального порогового интегратора с утечкой, заданной уравнением релаксации с дробной производной порядка α<1. Степенной характер релаксации приводит к возможности эмулировать долговременную потенциацию для обработки мерцающих (масштабно-инвариантных по времени) сигналов. Оцениваются статистические характеристики отклика дробно-дифференциального порогового интегратора с утечкой на мерцающий входной поток импульсов напряжения, заданный дробным пуассоновским процессом порядка <1.
Показать АннотациюСверхсветовые источники электромагнитного излучения в астрофизике
Сверхсветовые источники электромагнитного излучения в астрофизике
А. В. Терёхин$^1$, Н. А. Кравец$^1$, В. А. Терёхин$^1$, В. А. Кулешова$^2$, А. В. Солдатов$^1$, Е. С. Столмакова$^1$, И. В. Долженков$^1$
В докладе рассмотрен вопрос о моделировании в лабораторных условиях электромагнитного излучения, регистрируемого от астрофизических сверхсветовых источников. В частности, отмечена одна из теорий возникновения радиоизлучения пульсаров, предполагающая генерацию сверхсветовых источников в закручивающейся плазме звезды. В качестве лабораторного образца, потенциально способного имитировать такое излучение, предложено рассмотреть генератор сверхширокополосных электромагнитных импульсов (СШП ЭМИ), запатентованный ИОФ РАН и РФЯЦ- ВНИИЭФ. Отмечено, что для решения поставленной задачи, необходимо внести изменения в технологию изготовления экспериментальных образцов данного генератора. Приведены и проанализированы предварительные оценки характеристик генератора СШП ЭМИ модифицированной конструкции.
Показать АннотациюМоделирование комптоновского поляриметра СГС/Чибис-АИ
Моделирование комптоновского поляриметра СГС/Чибис-АИ
А. А. Мкртчян$^{1,2}$, А. С. Позаненко$^{1,2}$, П. Ю. Минаев$^2$
Несмотря на многолетние исследования космических гамма-всплесков, остается много открытых вопросов о модели генерации гамма-излучения этими источниками. Предполагается, что измерение линейной поляризации излучения гамма-всплесков может дать ответ на ряд нерешенных вопросов физики явления. Принцип регистрации линейной поляризации гамма-излучения основан на анизотропии комптоновского рассеяния. Это свойство используется для разработки комптоновских поляриметров, которые представляют собой массив сегментированных сцинтилляционных детекторов. В работе проведено моделирование комптоновского поляриметра СГС/Чибис-АИ, разрабатываемого в ИКИ РАН, с помощью программного пакета Geant4. Исследуется эффективность регистрации поляризации гамма-излучения таким детектором.
Показать Аннотацию