Выпуск 1, 2012
Альтернативный базовый экологический модуль для студентов: особенности изложения основ экологии с позиций физики
Альтернативный базовый экологический модуль для студентов: особенности изложения основ экологии с позиций физики
В.А. Гордиенко, К.В. Показеев, М.В.Старкова
Обсуждается альтернативный новый подход к изложению вводного курса экологии, который может предшествовать изложению материала традиционных специальных учебных курсов по экологии, а для студентов неэкологов – выступать в качестве базового курса «Введение в экологию». За основу обсуждения взята подготовленная авторами рукопись учебного пособия с таким же названием. Это учебное пособие – первое в отечественной литературе, рассчитанное, прежде всего, на студентов, в котором сделана попытка расширить «нишу» экологических знаний, включив в курс материал, существенно выходящий за рамки традиционного, излагаемого в классических курсах экологии. Основная задача развиваемого подхода к изложению учебного материала заключается в том, чтобы дать читателю достаточный объем материала, позволяющий грамотно сориентироваться в проблемах, которые в настоящее время обычно называют экологическими, и которые стали опасными, прежде всего, из-за того, что в оценке своих взаимоотношений с Природой люди скорее склонны изменять Природу, чем свои представления о разумности этих взаимоотношений. Поэтому в рамках описываемого подхода экология рассматривается не как отдельно взятая наука, но гораздо шире – как проблемно ориентированная система междисциплинарных знаний о взаимоотношении человека и Природы в целом. Истинные причины проблем, именуемых экологическими, на самом деле часто выходят далеко за рамки традиционной экологии, а решение этих проблем требует дополнительных, в том числе и новых знаний, нового типа мышления. Наличие помимо основного материала, изучаемого в традиционных курсах экологии, достаточно большого объема информации из смежных областей, на взгляд авторов, позволит слушателю более объективно подойти к анализу тех или иных положений современной экологии.
Показать АннотациюАнализ особенностей синхронизации 2D-решеток диффузионно-связанных квадратичных отображений посредством локального критерия стохастичности
Анализ особенностей синхронизации 2D-решеток диффузионно-связанных квадратичных отображений посредством локального критерия стохастичности
Козлов А.А.
В области изучения процессов синхронизации системы связанных отображений часто рассматриваются в качестве парадигматических моделей описания распределенных систем, которые позволяют наблюдать явления пространственно-временного хаоса, самоорганизации и синхронизации благодаря разнообразию возможных качественных типов коллективного поведения. В настоящей работе показана динамика 2D-решеток диффузионно-связанных квадратичных отображений с периодическими граничными условиями на основе наблюдения всевозможных паттернов ее поведения, которые оказываются во многом похожи на поведение 1D-цепочек таких же отображений. Однако, некоторые особенности динамики также выявлены и обсуждаются, особенно это касается режима сильной связи, когда ориентированные кластеры по 2 элемента, участвующие в "зиг-заг" паттерне коллективной динамики соответствующих доменов, конкурируют по направленности, образуя хаотические элементы на границе доменов. Понимание такого коллективного движения и других паттернов синхронизации в основном было достигнуто благодаря новому методу рассмотрения на основе локального критерия стохастичности, который позволяет исследовать не только локальное поведение отдельных элементов, но и эволюцию динамики всего пространства системы. Наши результаты показывают эффективность применения вышеобозначенного критерия на 2D-решетках диффузионно-связанных квадратичных отображений и других примерах регулярных сетей отображений, поэтому он может стать мощным инструментом для исследования различных типов проявления синхронизации в сетях связанных отображений в зависимости от их структуры.
Показать АннотациюЧисленное моделирование процесса распространение и осаждения аблированных частиц в схеме прямого лазерного напыления
Численное моделирование процесса распространение и осаждения аблированных частиц в схеме прямого лазерного напыления
А.А. Антипов, С.М. Аракелян, Д.Н. Бухаров, С.В. Кутровская, А.О. Кучерик, В.Г. Прокошев
В данной работе рассмотрены результаты экспериментальных и теоретических исследований процессов распространения и осаждения лазерно-индуцированной плазмы в задаче прямого лазерного напыления. Исследования проводились при воздействии лазерного излучения на углеродную мишень в присутствии атмосферного воздуха. Для управления процессом распространения плазмы была разработана специальная экспериментальная схема, позволяющая создавать газодинамический канал с изменяемой геометрией. Исследование поверхности холодной подложки после лазерного воздействия позволило определить наличие различных зон осаждения, формирование которых может быть объяснено особенностями плазмодинамических процессов. Для моделирования процесса распространения плазмы была предложена математическая модель, основанная на гидродинамическом подходе. Предложенная модель позволяет определить возникающие особенности в распространении потока вблизи поверхности подложки. На основе модельного потенциала Леннарда-Джонса с использованием образующихся линий тока проведены расчеты размеров возможных областей осаждения продуктов лазерной абляции.
Показать АннотациюО влиянии продольной неоднородности магнитного поля на структуру тонких токовых слоев в космической плазме
О влиянии продольной неоднородности магнитного поля на структуру тонких токовых слоев в космической плазме
Зеленый Л.М., Малова Х.В., Попов В.Ю.
Построена и исследована модель сравнительно тонкого токового слоя с учетом продольной неоднородности магнитного поля. Показано, что нелинейная динамика заряженных частиц плазмы, зависящая от распределения магнитного поля в тонких токовых слоях, полностью определяет их равновесную структуру. Пролетные ионы являются основными носителями тока в системе и поддерживают практически одномерный токовый слой. В то же время квазизахваченные протоны, благодаря сохранению продольных адиабатических инвариантов, перераспределяются вдоль токового слоя таким образом, что их концентрация становится выше в области с более сильным поперечным магнитным полем, а создаваемые ими локальные токи частично компенсируют ток носителей. Электронные токи оказываются более сильными на противоположном крае токового слоя, где величина поперечного магнитного поля меньше и, соответственно, меньше кривизна магнитных силовых линий. В этой области профиль плотности тока имеет слоистую структуру: узкий электронный ток вложен в более широкий протонный ток, а вся эта конфигурация вложена в еще более широкий плазменный слой.
Показать АннотациюНеоднородный пионный конденсат в (1+1)-мерной массивной модели Намбу--Йона-Лазинио
Неоднородный пионный конденсат в (1+1)-мерной массивной модели Намбу--Йона-Лазинио
Жуковский В.Ч., Губина Н.В., Курбанов С.Г., Клименко К.Г.
Исследована зависимость структуры основных состояний четырехфермионной $(1+1)$--мерной модели Намбу--Йона-Лазинио от внешних параметров (химпотенциалов), в присутствии которых модель демонстрирует свойства плотной кварковой среды в реальных физических ситуациях. При наличии барионного $\mu$ и изотопического $\mu_I$ химических потенциалов в приближении большого числа цветов вычислен термодинамический потенциал системы. Рассматривается ряд частных и самый общий случай зависимости потенциала от внешних параметров. Изучена возможность образования в плотной кварковой среде пространственно неоднородного пионного конденсата для безмассового и массивного случаев. Проведен подробный анализ фазовой структуры модели.
Показать АннотациюО возможной связи массы Вселенной с характерными размерами элементарных частиц
О возможной связи массы Вселенной с характерными размерами элементарных частиц
Н. А. Мискинова, Б. Н. Швилкин
Показано, что масса вещества, равная принятой в настоящее время массе наблюдаемой части нашей Вселенной, достигается при планковской плотности в объеме, размер которого сравним с размером нуклона и близок к комптоновской длине волны пиона.
Показать АннотациюНаблюдаемые особенности 2D – диссипативного туннелирования во внешнем электрическом поле
Наблюдаемые особенности 2D – диссипативного туннелирования во внешнем электрическом поле
В.Ч. Жуковский, В.Д. Кревчик, М.Б. Семенов, Р.В. Зайцев, В.А. Рудин, П.В. Кревчик, И.А. Егоров
Исследуется проблема управляемости двумерного диссипативного туннелирования в системе туннельно-связанных квантовых точек (квантовой молекуле), взаимодействующих квантовых молекул или системе «игла кантилевера АСМ/ СТМ – квантовая точка», моделируемых 2D - осцилляторным потенциалом, взаимодействующим с термостатом, во внешнем электрическом поле. Полученные результаты качественно соответствуют отдельным экспериментальным ВАХ для системы «платинированная игла кантилевера АСМ/ СТМ – квантовая точка из золота», полученным в НИФТИ при ННГУ им. Н.И. Лобачевского. Экспериментально наблюдаемыми и устойчивыми оказываются предсказанные ранее 2D- туннельные бифуркации с диссипацией для случая параллельно туннелирующих взаимодействующих частиц.
Показать АннотациюМетоды измерения характеристик фоновых процессов на основе анализа экспериментальных данных в применении к анализу одиночного рождения топ-кварка в эксперименте CMS коллайдера LHC
Методы измерения характеристик фоновых процессов на основе анализа экспериментальных данных в применении к анализу одиночного рождения топ-кварка в эксперименте CMS коллайдера LHC
Боос Э.Э. Дудко Л.В. Маркина А.А. Мягков И.А. Перфилов М.А. Попов А.А. Цирова Н.А. Швецов И.А.
Экспериментальный анализ одиночного рождения топ-кварка предполагает решение целого ряда промежуточных задач. В их числе измерение вклада многоструйных фоновых событий статистическими методами и эффективности используемых триггеров. Данная статья посвящена этим частным задачам.
Показать АннотациюОбнаружение потенциально-опасных предметов с помощью системы пассивного радиовидения миллиметрового диапазона
Обнаружение потенциально-опасных предметов с помощью системы пассивного радиовидения миллиметрового диапазона
Д.П. Солдатов, В.В. Гладун, Р.А. Павлов, Ю.А. Пирогов, Д.А. Тищенко
В микроволновой лаборатории МГУ разработана и построена система пассивного радиовидения 3-мм диапазона, предназначенная для определения наличия, местоположения и пространственной ориентации скрытых под одеждой потенциально опасных предметов. Характерные особенности миллиметровых волн позволили создать пассивную систему, способную формировать радиоизображения предметов без подсветки внешним излучением, в реальном масштабе времени.
Показать АннотациюДинамика квантовой запутанности в параметрических оптомеханических системах
Динамика квантовой запутанности в параметрических оптомеханических системах
Кирюхин О.М., Данилишин Ш.Л.
Современные детекторы гравитационных волн, а также другие прецизионные оптомеханические устройства в ближайшие несколько лет должны достичь такого уровня чувствительности, при котором станет возможным наблюдение квантовых явлений с участием массивных макроскопических объектов. Одной из наиболее интересных экспериментальных задач, имеющей фундаментальное научное значение в данной области является проверка парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена в его исходной трактовке, то есть для координат и импульсов макроскопических механических объектов. В настоящей работе мы изучаем динамику квантовой запутанности и возможность ее наблюдения в оптомеханических системах. Для таких систем мы рассчитываем логарифмическую отрицательность - одну из наиболее популярных мер квантовой запутанности - как функцию времени. Эта величина характеризует динамику запутанного состояния в системе с диссипацией. Мы показываем, что возникновение квантовой запутанности в системе является следствием динамической эволюции системы, а также, что при определенных параметрах системы возможно существование квантовой запутанности в течение сколь угодно большого времени. Результаты говорят о возможности использования оптомеханических систем в качестве ячеек квантовой памяти.
Показать Аннотацию