Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
Для ядер 139La и 145,148Nd оценены сечения парциальных фотонейтронных реакций, свободные от недостатков различных методов определения множественности нейтронов, используемых на пучках квазимоноэнергетических аннигиляционных фотонов и тормозного γ–излучения. В рамках экспериментально–теоретического метода оценки сечений парциальных реакций, удовлетворяющих введенным критериям достоверности, получены новые данные о сечениях реакции (γ, 1n), (γ, 2n) и (γ, 3n). Показано, что значительные расхождения экспериментальных и оцененных сечений обусловлены недостоверным распределением нейтронов между каналами с множественностью 1, 2 и 3.
Показать АннотациюПриводится описание нейтронного детектора на основе сцинтиллятора ZnS(Ag){$+^6$LiF}, который может быть использован для контроля нейтронного фона вблизи ядерных объектов. Приводится подробное описание созданной модели детектора в программном пакете Geant4. В модели учтены реальные размеры детектора и его состав, описаны оптические свойства веществ, подключены необходимые процессы, промоделирован отклик детектора для мюонов и нейтронов. В случае моделирования отклика от нейтронов используются альфа-частица и тритий с энергиями, характерными для распада лития при захвате нейтрона. Данные моделирования показывают, что количество фотонов при захвате нейтрона примерно в девять раз больше, чем число фотонов при прохождении мюона, кроме того, отличается форма сигналов. В дальнейшем с помощью кода SERPENT планируется учесть все физические процессы распространения и взаимодействия нейтронов с веществом, а также учесть спектр нейтронов, возможный для внештатной ситуации на ядерной установке.
Показать АннотациюПроанализированы расщепления по четности и электрические дипольные переходы в полосах переменной четности тяжелых ядер в зависимости углового момента. Показано, что эти зависимости можно трактовать универсальным способом с использованием одного параметра - критического момента, характеризующего фазовый переход от октупольных колебаний к стабильной октупольной деформации. Используя простую модель аксиально-симметричной зеркально-асимметричной моды, получены аналитические выражения для расщепления по четности и момента электрического дипломного перехода. Результаты сравниваются с экспериментальными данными для различных изотопов Ra, Th, U и Pu.
Показать АннотациюВ данной работе обсуждаются результаты экспериментального исследования по воздействию ионизирующего излучения на обсемененность свежей охлажденной форели. Приводятся примеры структурных изменений в продукте при облучении в высоких дозах и зависимости количества бактерий КМАФАнМ в исследуемых образцах от поглощенной дозы, измеренные на 3, 6 и 9 сутки после облучения
Показать АннотациюРассмотрена модель пространственно-временной самоорганизации урбоэкосистем как суперпозиция сопряженных активных сред, учитывающая пространственные неоднородности развития антропогенных и природных факторов. Антропогенным фактором считается высокая скорость роста численности и плотности населения за счет концентрации жилых, промышленных, торговых и иных объектов, а также средств коммуникации, природным – уменьшение площадей естественных биоценозов. В основе модели – модифицированное авторами уравнение ФитцХью–Нагумо. Обоснованность применения уравнения данного типа определяется относительной простотой системного анализа двух уравнений типа «активатор – ингибитор». В работе проводится аналитическое и численное исследование стационарных решений системы. Модель подтверждена данными динамики численности и плотности населения и картографическими данными развития Москвы (района Кунцево) с 1952 по 1968 годы. Модель с пространственными неоднороднями позволяет выявлять пороговые значения управляющих параметров и рассмотреть основные принципы развития автоволновых процессов, формирующих структуру урбоэкосистем. Ключевые слова: уpбоэкоcиcтемы, cамооpганизация, активные cpеды, автоволны, неоднородные структуры
Показать АннотациюИсследованы концентрационные зависимости коэффициента самодиффузии различных белков: фибриногена, трипсина и α-химотрипсина, αS- казеина методом ядерного магнитного резонанса с импульсным градиентом магнитного поля (ЯМР ИГМП). Экспериментальные данные были проанализированы в рамках феноменологического подхода, основанного на фрикционном формализме неравновесной термодинамики Винка. Полученные результаты свидетельствуют о том, что феноменологический подход является универсальным, обеспечивая адекватное описание экспериментальных данных для белков различной структуры и формы в широком диапазоне концентраций. С помощью подхода Винка охарактеризована диффузионная подвижность белков, определена концентрация, выше которой начинается ассоциация молекул αS-казеина.
Показать АннотациюВ настоящей работе по результатам лабораторного исследования процессов разрушения на образцах горных пород было обнаружено значительное влияние фильтрации флюида на наклон графика повторяемости и акустическую активность. Обнаружена миграция источников акустической эмиссии от грани, через которую проводилась инжекция воды вдоль оси образца. Подтверждено различие скоростей диффузии флюида в сухом и насыщенном образцах. Для экспериментов с фильтрацией флюида в образцах низкопроницаемых пород предложена методика термостимулирования трещинообразования, позволяющая почти на порядок увеличить пористость и проницаемость образцов горной породы.
Показать АннотациюОсновными рассчитываемыми параметрами в процессе обработки материалов волнового каротажа являются скорости распространения упругих волн. Определение скоростей основано на временах прихода этих волн. В то же время геологическая среда оказывает влияние и на амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) упругих волн. В общем случае затухание волн вызвано тремя процессами: геометрическое расхождение, рассеяние на неоднородностях и неупругое поглощение. Известно, что нефте- и газонасыщенные среды обладают большим коэффициентом поглощения по сравнению с водонасыщенными и сухими средами. Однако зачастую амплитуды искажены случайными шумами и интерференцией волн, а также шумами, вызванными неоднородностью условий возбуждения и регистрации (например, изменением диаметра скважины и коэффициента прохождения, наличием точек дифракции и глинистых корок). Поэтому старые трехэлементные приборы волнового акустического каротажа не позволяли надежно извлекать информацию из АЧХ волн, а стандартное программное обеспечение не обладало средствами его расчета. Современные многоэлементные приборы, как правило, обладают несколькими источниками и множеством приемников, что создает благоприятные условия для применения уже существующих способов расчета коэффициента эффективного затухания, так и развития новых подходов. В настоящей работе рассмотрен способ расчета коэффициента эффективного затухания, включающего неупругое поглощение и рассеяние на неоднородностях, основанный на факторном разложении волнового поля и исключающий влияние неоднородности условий возбуждения и регистрации.
Показать АннотациюВ работе проведено исследование ионосферных эффектов по данным глобальных навигационных спутниковых систем ряда солнечных вспышек различных классов мощности (Х-, М-, С-класс) в период с 2014 по 2017 годы. Наши результаты демонстрируют, что алгоритм усреднения производной вариаций полного электронного содержания по всем станциям на освещенной стороне Земли точно может идентифицировать наличие вспышек X-класса и с достаточной для практики точностью наличие вспышек М-класса в автоматическом режиме (ошибка «пропуска сигнала» составляет примерно 2.76%). Так же показано, что в отдельных случаях вариабельность ионосферного отклика является следствием отличия динамики солнечного излучения в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах.
Показать АннотациюПоток мюонов, рождённых в атмосфере, чувствителен к изменениям её основных термодинамических параметров вдоль траектории движения частиц. Эта зависимость используется для мюонного мониторинга атмосферы: с её помощью можно проследить динамику таких процессов, как грозы. В настоящей работе поиск грозовых возмущений потока мюонов, регистрируемого мюонным годоскопом (МГ) УРАГАН, был реализован автоматическим методом выделения значительных отклонений текущих значений темпа счёта мюонов ($I_\text{sum}$) и проекций относительного вектора анизотропии ($r_\text{south}$, $r_\text{east}$, $r_\text{z}$) от их скользящего среднего. Выбранные таким методом даты сверялись с датами наблюдения гроз по данным трёх метеостанций ``ВДНХ'', ``Домодедово'' и ``Балчуг'', а также с данными метеостанции, расположенной в Экспериментальном комплексе НЕВОД. Анализ полученных данных показал, что характерными для грозового события являются одиночные выбросы в рассматриваемых параметрах, обычно возникающие несколько раз за период прохождения грозы. Также во время прохождения грозы в характеристиках потока мюонов присутствуют периодические возмущения с периодами в диапазоне от одного до пяти часов.
Показать АннотациюВ работе представлены результаты изучения влияния напряжений на проницаемость разных типов пород-коллекторов нефтегазовых месторождений. Исследования проводились на Испытательном стенде трехосного независимого нагружения Института проблем механики РАН. Установлено, что характер зависимости проницаемости от действующих напряжений для разных пород может быть существенно разным. Результаты исследований подтверждают предложенную ранее классификацию горных пород по их реакции на изменение напряженно-деформированного состояния. Приведены результаты независимых исследований последних лет и их анализ с применением предложенной классификации к представленным в работах результатам испытаний. Они также подтверждают правомерность предложенной классификации.
Показать АннотациюНа основе результатов инструментальных наблюдений за микропульсациями атмосферного давления выделены основные волны лунно-солнечного прилива в атмосфере Земли. Регистрация микропульсаций выполнялась в диапазоне от 0.1 мГц до 10 Гц на Геофизической обсерватории «Михнево» Института динамики геосфер Российской академии наук, расположенной в Московской области вне зоны влияния мегаполиса. Привлекались данные за период 2008 -- 2016 гг. Оценка спектральных характеристик микропульсаций проводилась с использованием метода максимальной энтропии. С целью повышения уровня дискриминации близких по частотам приливных волн применялся метод адаптивной режекторной фильтрации. Показано, что спектральные амплитуды с частотами, совпадающими с частотами приливных волн, изменяются со временем с периодичностью около 29 суток. Получены характеристики модуляции солнечной эллиптической волны $S_1$ и главной солнечной волны $S_2$ периодами 13.66, 27.5 суток, а также $\sim$ 0.3, 0.5 и 1 год.
Показать АннотациюВ работе представлен подход к решению задачи чтения дорожных знаков на изображениях, полученных при неконтролируемых условиях регистрации. Условия регистрации учитываются в морфологическом анализе, примененном в данной работе. Эта задача делится на локализацию дорожных знаков определенных цвета и формы, и чтение кандидата в дорожные знаки.
Показать АннотациюВ работе рассматриваются вопросы построения точных сингулярных решений уравнения Кузнецова, более известного как уравнение Хохлова-Заболотской-Кузнецова (ХЗК). Данное уравнение является дифференциальным уравнением 3-го порядка в частных производных и описывает распространение ограниченного звукового пучка в нелинейной среде с диссипацией. Для построения точных решений используются методы современной теории симметрий дифференциальных уравнений и теория сингулярных решений. Также, в данной работе проводится визуализация некоторых решений, в частности, решения, отвечающего эффекту фокусировки звукового пучка.
Показать АннотациюКак следует из теории измерительно–вычислительных систем, для достижения максимальной точности интерпретации измерений требования к измерительному преобразователю (ИП), формирующему результат измерения в ходе взаимодействия с измеряемым объектом, существенно зависят от того, как он будет функционировать — как таковой или в составе измерительно–вычислительного преобразователя (ИВП). Во втором случае максимальную точность интерпретации должен обеспечивать ИВП, рассматриваемый как средство измерения назначения, свойственного измерениям на "идеальном" для исследователя приборе. Как правило, точная математическая модель ИП и, следовательно, обеспечивающий предельную точность ИВП как средства измерения алгоритм, реализуемый вычислительным преобразователем, исследователю неизвестны, но он может выполнить на ИП серию тестовых измерений известных объектов. Цель настоящей работы заключается в синтезе с помощью тестовых измерений как отклика ИП, математическая модель которого неизвестна, так и оптимальной интерпретации измерения, т.е. выходного сигнала ИВП.
Показать АннотациюВ настоящей работе исследуются процессы зародышеобразования и роста кристаллической фазы в металлическом расплаве при различных значениях переохлаждения. Мы показываем, что как при малых, так и при чрезмерно глубоких уровнях переохлаждения системы на начальном этапе фазового перехода реализуется сценарий гомогенного кристаллического зародышеобразования. Установлено, что критический размер зародыша слабо зависит от степени переохлаждения системы: при значительном увеличении глубины переохлаждения в рассматриваемой температурной области критический размер зародыша уменьшается на несколько десятков частиц. Обнаружено, что максимальная скорость зародышеобразования достигается при умеренных переохлаждениях, соответствующих температурной области, расположенной вблизи температуры стеклования системы.
Показать АннотациюPhenoMaster — это уникальная модульная автономная платформа. Она предоставляет ученым разных исследовательских областей современную технологию для полностью автоматизированного и синхронизированного метаболического, поведенческого и физиологического мониторинга - косвенной газовой калориметрии, оценки потребления пищи и жидкости, локомоторной активности, обучения, памяти и т. д. Запись данных может производится за любой заданный временной промежуток, например, ежесекундно и в течении любого заданного периода. По итогам проведенного эксперимента имеются данные большого объема, что затрудняет их верный анализ и интерпретацию. Анализ данных проводился на основе комплексного исследования влияния перорального введения биологически-активной добавки на основе наночастиц серебра на поведенческие, когнитивные и физиологические функции млекопитающих. Физиологические показатели животных фиксировались в системе автоматического круглосуточного мониторинга PhenoMaster: проводилась регистрация веса тела, количества потребляемого корма и жидкости, двигательной активности. Для анализа полученных данных был разработан специальный метод, учитывающий погрешности измерения, усреднения по времени и по ансамблю, а также особенности живых организмов для получения релевантных результатов. Полученные данные анализировались на наличие изменений в количестве потребляемых воды и пищи, изменений массы тела, нарушений циркадных ритмов, изменений в двигательной активности. Анализ выполнялся при помощи пакета SPSS Statistics на основе критерия U Манна-Уитни для независимых выборок.
Показать АннотациюНаночастицы золота (ЗНЧ) известны способностью усиливать биологическое действие ионизирующего излучения. Решающее значение при этом имеет локализация ЗНЧ относительно критических клеточных мишеней, в особенности ядерной ДНК. Недавние исследования показали, что в частицах жидкокристаллической дисперсии (ЖКД) ДНК, моделирующей плотность упаковки хроматина in vivo, пространственное распределение ЗНЧ определяется их размером. В настоящей работе методом Монте-Карло в программном коде Geant4 для двух моделей распределения ЗНЧ относительно частицы ЖКД ДНК проведен расчет поглощенной дозы фотонного излучения с энергией от 20 до 600 кэВ и рассчитаны значения фактора увеличения дозы (ФУД) при концентрации ЗНЧ 1%, 2% и 4% от массы ДНК. В модели №1 предполагается, что 2 нм ЗНЧ проникают внутрь частицы ЖКД ДНК, тогда как в модели №2 ЗНЧ диаметром 32 и 2 нм образуют сферической слой на ее поверхности. Наибольшее значение ФУД от 13.2 до 1.1 в зависимости от энергии фотонов было получено для модели №1. Для модели №2 величина ФУД слабо зависела от размеров ЗНЧ. Различия в значениях ФУД в моделях №1 и №2 при этом составляли от 1.1 до 7.6 раз. Полученные данные свидетельствуют о важности пространственного распределения ЗНЧ для увеличения поглощенной дозы в критических клеточных мишенях, в особенности в клеточном ядре.
Показать АннотациюПроведено численное моделирование аортальной и пульмональной компоненты сигнала второго тона и применение преобразования Вигнера-Вилла для обработки полученного модельного сигнала с целью разделения компонент. При условии разделения компонент в частотно-временной области с помощью преобразования Вигнера-Вилла возможно последующее восстановление их временного профиля путем накладывания соответствующей маски и выполнения обратного преобразования. Показано, что компоненты второго тона могут быть разделены при временной задержке, превышающей 40 мс. Проведена регистрация сигналов второго тона сердца человека с помощью стетоскопа соединенного с микрофоном. Акустические сигналы фильтровались аппаратным фильтром с перестраиваемой частотой среза в диапазоне 31-125 Гц и обрабатывались с помощью преобразования Вигнера-Вилла. Отмечено, что в норме, когда задержка между аортальной и пульмональной компонентами не превышает 30 мс, их разделение предложенным методом невозможно.
Показать АннотациюДанная работа посвящена моделированию и разработке источников электроэнергии для имплантируемых устройств на основе ранее не использованных физических принципах. Также в статье приведен обзор и выполнен сравнительный анализ характеристик существующих в теории и применяемых на практике технологий энергообеспечения имплантов.
Показать АннотациюВ настоящей работе приведен расчет спектров сигналов прямой двоичной модуляции и многочастотной ортогональной модуляции. Проведено сравнение этих спектров. Показано, что передача двоичной последовательности методом многочастотной модуляции, приводит к уменьшению уровня внеполосного излучения. Таким образом, удается уменьшить межсимвольную интерференцию, а также переходные помехи в многоканальных системах.
Показать АннотациюПеровскит MAPbI3 считается крайне перспективным для различных фотовольтаических применений. В связи с таким применением важно исследовать процесс переноса носителей заряда в используемом материале. В настоящей работе с помощью импедансной спектроскопии мы определили, что проводимость в поликристаллическом MAPbI3 с размером зерен 0.1-1 мкм задается прыжковым механизмом переноса носителей заряда. Также, на основании годографа образцов перовскита нами была предложена эквивалентная схема замещения исследованных образцов.
Показать АннотациюПоследовательным использованием методов электрохимического травления и пикосекундной лазерной абляции в дистиллированной воде, этаноле и жидком азоте получены наночастицы кремния. Ансамбли наночастиц, сформированных в двух последних случаях, проявляют эффективную фотолюминесценцию с пиком, попадающим в диагностическое окно прозрачности биоткани (700–1300 нм). Методом спектрофотометрии исследованы оптические характеристики суспензий полученных кремниевых наночастиц. Показано, что рассматриваемые суспензии обладают коэффициентами рассеяния света, достаточными для их использования в качестве контрастирующих агентов в методе оптической когерентной томографии.
Показать АннотациюВ работе показано, что для неминимально-связнанной теоории содержащей производные от скалярного поля (действие Сушкова) в формализме Палатини связность оказывается метрически ассоциированной со "второй" метрикой, которая неконформно выражается через физическую метрику. Получено, что в первом порядке разложения по слабому скалярному полю эффективные ТЭИ совпадают в формализмах 1-го и 2-го порядков, но в общем случае они могут отличаться и в уравнениях движения появляются высшие производные. Также доказано, что в этой теории, как и в неминимально-связанной теории $R\phi^{2}$, а также для теорий $f(R)$ кручение можно свести к калибровочному преобразованию, относительно которого действие инвариантно. Мы также исследовали действие Эйнштейна-Черна-Саймонса и установили, что при отсутствии неметричности оно переходит в действие Эйнштейна-Гильберта с минимально связанным скалярным полем.
Показать АннотациюВ работе были исследованы фазовые явления в трехмерной калибровочной модели Изинга. С помощью метода Монте-Карло моделирования было показано, что модель обладает фазовым переходом. Для обнаружения критической температуры модели были рассмотрены несколько параметров порядка: плакетная магнитизация, петли Вильсона и собственная масса дефекта решетки (вакансия). Рассматривая петли Вильсона площади 2, но разной пространственной формы, мы обнаружели энергетическое различие между ними в окрестности фазового перехода. Также было показано, что собственная масса дефекта имеет пик в окрестности фазового перехода, и что с увеличением объема решетки положение пика стремится к точке фазового перехода.
Показать АннотациюИзучалось поведение магнитного поля, рассчитанного в параболоидной модели магнитосферы Юпитера, при различных значениях параметров модели. Были найдены наиболее существенные параметры модели и изучено их влияние на профиль модельного магнитного поля вдоль второго витка вокруг Юпитера космического аппарата Juno. Рассмотрено влияние модели магнитодиска на положение расчетной проекции траектории космического аппарата на ионосферу.
Показать АннотациюВ последние годы большое внимание уделяется исследованию магнитоэлектрических (МЭ) эффектов в твердых телах, что обусловлено возможностью их практического применения. В большинстве природных кристаллов МЭ-эффекты малы по величине и наблюдаются, как правило, при низких температурах или в больших магнитных полях. На сегодняшний день большая часть экспериментальных работ посвящена прямому магнитоэлектрическому эффекту. Однако изучение обратного магнитоэлектрического эффекта также заслуживает внимания. Увеличить МЭ-эффект можно путем создания композитных структур. Данная работа посвящена изучению обратного МЭ-эффекта в двухслойном композитном образце, состоящем из пьезоэлектрической пластины Pb(Zr,Ti)O3 и аморфной FeSiBNbCu ферромагнитной ленты. Обнаружено, что МЭ-эффект зависит от величины перемагничивающего поля, Н, электрического напряжения, U, а также от их взаимной ориентации.
Показать Аннотацию