Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
В обзоре представлены новые результаты измерения характеристик W и Z бозонов в эксперименте ATLAS на Большом адронном коллайдере. Приведены результаты измерения массы W бозона, сечений рождения векторных бозонов, сечений их рождения совместно с образованием двух адронных струй и данные о парном рождении векторных бозонов. Показано сравнение с результатами других экспериментов. Приведены результаты анализа открытых данных ATLAS по рождению W и Z бозонов и пар топ кварков.
Показать АннотациюК системам СВЧ питания современных промышленных линейных ускорителей электронов предъявляются жесткие требование по стабильности таких параметров, как ток и энергия ускоренного пучка. Вместе с этим определяющее значение имеет надежность и высокая отказоустойчивость всего ускорителя в целом. Настоящая работа представляет один из шагов на пути по повышению качества работы ускорительных установок. Предложена и реализована система быстрой стабилизации СВЧ поля в ускоряющей структуре линейного ускорителя электронов на основе автоматической подстроки частоты генератора.
Показать АннотациюИсследовалась концентрация окислительных эквивалентов, образующихся в пробе воды объемом 5 мл под действием излучения генератора искрового разряда ИР50 и продуктов, диффундирующих из области разряда к поверхности воды. Под действием излучения генератора в воде образуются радикалы HO2•, перекись водорода, азотистая кислота и комплекс, распадающийся в течение 14 суток на пероксинитрит и пероксиазотистую кислоту. Содержание окислительных эквивалентов определялось путем введения в обработанную воду раствора соли Мора. Выход окисленного трехвалентного железа оценивался по оптической плотности полосы 304 нм. Установлено, что цепная реакция окисления двухвалентного железа под действием активных продуктов, образующихся в воде, не имеет места. Сразу после обработки генератором в течение 3 минут концентрация окислителей составляла 22.4 \pm 2.5 (ммоль экв)/л. Она уменьшалась до нуля в течение 14 суток. Основной вклад в выход окисления Fe2+ давал комплекс. Вклад азотистой кислоты был в 10 раз меньше. Значение окислительно-восстановительного потенциала сразу после обработки излучением плазмы в течение 3 минут составило EХСЭ = 553 \pm 5 мВ, величина pH = 2.47 \pm 0.05. В плазмой активированной воде после обработки плазмой скользящего разряда EХСЭ ~ 470 мВ, pH ~ 3.2. При сопоставимых характеристиках активированной воды энергетические затраты на получение воды излучением плазмы оказываются существенно меньше, чем самой плазмой.
Показать АннотациюВ работе выполнено экспериментальное исследование фоторасщепления 89Y. Измерены абсолютные выходы и средние сечения, взвешенные по тормозному спектру, для фотонейтронных реакций на изотопе 89Y при верхней границе спектра тормозных фотонов 55 МэВ. Выполнено сравнение измеренных выходов и средних сечений, взвешенных по тормозному спектру, с выходами реакций рассчитанных из теоретических сечений фотонейтронных реакций на основе модели TALYS, а также с результатами экспериментов, выполненных на пучках квазимонохроматических фотонов.
Показать АннотациюВ CLAS Physics Database накоплен обширный массив данных по сечениям, поляризационным асимметриям, структурным функциям, и многим другим наблюдаемым, полученным при помощи детектора CLAS в Лаборатории Джефферсона в реакциях фото- и электророждения мезонов на нуклонах и атомных ядрах. Созданная база данных снабжена web-интерфейсом, обеспечивающим доступ к данным по всему миру, возможности поиска, визуализации и научного анализа данных. Накопленные данные представляют интерес для проверки функционирования экспериментальных установок, планирования будущих физических экспериментов, а также для ряда областей фундаментальной физики.
Показать АннотациюПредставлен обзор результатов экспериментов ATLAS и LHCb на Большом адронном коллайдере (БАК) по исследованию нарушения лептонного аромата, СР-инвариантности в распадах В0s-мезонов и аномалии в значениях отношений относительных вероятностей некоторых B-распадов с участием пар мюонов и электронов, численные значения которых могут свидетельствовать об эффектах новой физики за пределами Стандартной модели. Показано сравнение с результатами других экспериментов.
Показать АннотациюИзучение данных по электронному рассеянию на нуклонах дает доступ к детальной информации о распределении кварков всех цветов и глюонов в основном состоянии нуклона. Данные, полученные в лаборатории Джефферсона по инклюзивному электронному рассеянию в резонансной области, позволили получить данные по амплитудам электророждения для большинства нуклонных резонансов с массами <1.8 ГэВ. В статье описывается метод оценки наблюдаемых инклюзивного электронного рассеяния в резонансной области на основе экспериментальных данных. Предложенный метод позволяет оценить резонансные вклады в наблюдаемые в инклюзивном рассеянии амплитуды электророждения N* в первый раз. Это открывает новые возможности для доступа к партонному распределению в основном состоянии нуклона в резонансной области по Бьёркиновской переменной xB.
Показать АннотациюУстановлено соответствие между пространствами аксиально-симметричных решений стационарной Общей Теории Относительности в вакууме и статической нелинейной электродинамики с дилатоном. Определён явный вид аналога решения Керра в дилатон-максвелловской электродинамике. Проанализирована динамика пробной заряженной частицы в соответствующих полях, установлено свойство конфайнмента в электростатическом секторе дилатон-максвелловской электродинамики.
Показать АннотациюНа основе анализа всей совокупности имеющихся экспериментальных и теоретических исследований Гигантского Дипольного Резонанса атомных ядер установлены основные факторы формирования его ширины и структуры
Показать АннотациюСпектрометр реакторных антинейтрино iDREAM (industrial Detector for REactor Antineutrino Monitoring) создан совместными усилиями специалистов НИИЯФ имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова и НИЦ Курчатовский институт. Уникальными искусственными высокоинтенсивными источниками электронного антинейтрино являются современные энергетические ядерные реакторы. Для проведения фундаментальных и прикладных исследований в области физики нейтрино строятся лаборатории в которых устанавливаются большие жидкосцинитиляционные спектрометры с массой мишени десятки и сотни тонн. Такие лаборатории строятся вблизи АЭС, имеющих, как правило несколько ректоров. Достижения в области экспериментальной техники детектирования антинейтрино, хорошо отработанные и ставшие доступными благодаря большим детекторам антинейтрино, позволили перейти к созданию компактных недорогих детекторов, направленных на внедрение нейтринного метода мониторинга в промышленную ядерную энергетику.
Показать АннотациюС использованием массовых соотношений для np-корреляций определены энергии связи атомных ядер с Z=102–106. На основе полученных данных рассчитаны энергии альфа-распада и сделаны оценки периодов полураспада по альфа-каналу. Полученные результаты находятся в согласии с другими модельными оценками.
Показать АннотациюНастоящая работа посвящена теоретическому исследованию методом R-матрицы с применением B-сплайнов возбуждения и распада двойной К-вакансии при ионизации иона Ne+(1s12s22p6) в области Ne+(1s02s22p63p) резонанса. Ширина резонанса в сечении фотопоглощения существенным образом определяется оже-распадом состояния Ne+(1s02s22p63p) с пассивным 3p-электроном. Получены спектры оже-электронов, вылетающих при распаде двойной К-вакансии, с учётом типичной для таких энергий лазера ширины фотонного пучка и разрешающей способности электронного детектора. Спектры соответствуют постановке эксперимента с детектированием электронов на совпадения с зарядовым состоянием иона. Экспериментальное изучение процесса доступно на современных рентгеновских лазерах на свободных электронах.
Показать АннотациюНами рассмотрено центробежное ускорение заряженных частиц в магнитосферах вращающихся массивных черных дыр. Численными и аналитическими методами найдены максимальные значения Лоренц-факторов ускоренных частиц. Максимальные энергии зависят от параметра замагниченности частиц κ, отношения нерелятивистской циклотронной частоты ωc к частоте вращения магнитных силовых линий магнитного поля в магнитосфере ΩF, κ= ωc / ΩF >>1, и от параметра α отношения тороидального магнитного поля BT к полоидальному BP, α = BT / BP. Показано, что при малых тороидальных полях, α < κ - 1/4, максимальный Лоренц-фактор γm есть только квадратный корень из замагниченности, γm = κ -1/2, в то время как при больших тороидальных полях, α > κ - 1/4, максимальная энергия значительно увеличивается, γm = κ -2/3. Однако, максимально возможное ускорение, γm = κ -1, в магнитосфере не достигается. Также нами оцениваются максимальные энергии протонов, ускоренных в некоторых ядрах галактик.
Показать АннотациюПоказано, что интегралы от разностей полных сечений фоторождения на барионах октета можно объяснить в рамках унитарной симметрии. Соответствующие правила сумм КХД можно выразить через три параметра.
Показать АннотациюВ настоящей работе с помощью объективных физических критериев достоверности исследованы экспериментальные сечения парциальных фотонейтронных реакций для ядра 127I, независимо полученные в двух лабораториях. Обнаружено, что имеющиеся в наличии экспериментальные сечения не отвечают этим критериям достоверности. Показано, что источником таких несоответствий являлся использованный метод разделения нейтронов по множественности, основанный на измерении кинетической энергии нейтронов, который приводит к занижению сечений реакции (γ, 1n) и к завышению реакции (γ, 2n). Также было обнаружено, что в одном из экспериментов значительная часть нейтронов из реакции (γ, 1n) была утеряна. С помощью экспериментально-теоретического метода оценки были получены новые сечения и парциальных и полной фотонейтронной реакций для ядра 127I, удовлетворяющие физическим критериям достоверности данных.
Показать АннотациюРассматриваются возможности использования нейтринного детектора Borexino для многоканальных астрономических наблюдений и астрофизических исследований. Описывается участие коллаборации Borexino в рамках совместного анализа данных нейтринных и гравитационно-волновых детекторов GWNU. Даётся краткий обзор текущего применения и перспектива дальнейшего использования детектора в рамках системы раннего оповещения о вспышках сверхновых SNEWS. Обсуждаются общие проблемы и возможности объединения детекторов разных излучений в рамках единой сети наблюдения.
Показать АннотациюПроведены эксперименты по измерению основных характеристик тормозного излучения – мощности дозы и верхней границы энергетического спектра.
Показать АннотациюРазвита методика расчёта, с использованием программного пакета Geant4, локальной радиационной защиты линейного ускорителя электронов C-диапазона на энергию 6 МэВ. Выполнено моделирование локальной радиационной защиты излучателя комплекса лучевой терапии КЛТ-6.
Показать АннотациюВ работе изучено поведение флуктуаций числа частиц в сверхкритической области. При этом для получения уравнений состояния используется требование максимально возможной термодинамической согласованности. Это позволяет описать форму гребня флуктуаций с точностью, соответствующей точности экспериментальных данных. В таком случае мы можем установить линию максимумов флуктуаций, согласующуюся с экспериментом. Данная линия дает возможность найти с высокой степенью точности плотность системы в критической точке. Плотность является последним параметром критической точки, при определении которого, в отличие от температуры и давления, возникают сложности. Предлагаемый подход дает способ решения данной проблемы.
Показать АннотациюВ соответствии с теоремами об отсутствии скалярных волос у черных дыр, обладающих регулярным горизонтом событий, дилатонный заряд p-бран в теориях супергравитации не является независимым параметром. В скалярно-тензорной теории с минимальной связью асимптотически-плоское решение с ненулевым скалярным зарядом имеет сингулярный горизонт. Методом генерации решений с помощью сигма-модельного представления здесь мы получаем решения для p-бран, в которых дилатонный заряд является независимым параметром, и обсуждаем их свойства. Для случая трехмерного поперечного пространства строятся также новые решения в которых поперечное пространство не является сферически симметричным и содержит независимый параметр деформации. При p=0 и в отсутствии скалярного поля это соответствует решению Зипоя-Вурхиса в общей теории относительности.
Показать АннотациюПредложено развитие итерационного подхода к исследованию регулярно возмущённых дифференциальных уравнений. С помощью этого подхода построена последовательность, сходящаяся (по норме пространства непрерывных функций) к решению задачи Коши для возмущённого по малому параметру сильно нелинейного дифференциального уравнения первого порядка. Данная последовательность сходится к решению задачи также и в асимптотическом смысле. Доказательство сходимости (как обычной, так и асимптотической) построенной последовательности и оценка скорости сходимости основаны на теореме Банаха о неподвижной точке сжимающего отображения полного метрического пространства.
Показать АннотациюВ настоящей работе рассмотрена начально-краевая задача, основанная на уравнении реакции-диффузии в однородной и в неоднородной среде, с решениями в виде нестационарных контрастных структур. Правая часть уравнения представляет собой гладкую функцию, имеющую три упорядоченных корня, причем в окрестности крайних корней функция убывает быстрее первой степени координаты, т.е. она может быть бесконечно малой степенной функцией, показатель которой больше единицы, а также может представлять собой функцию, убывающую быстрее любой степени координаты, например, экспоненциальную. Таким образом, обобщены результаты, полученные в серии работ В.Ф.Бутузова и его учеников. Также в работе рассмотрен новый частный случай, в котором функция плотности источников носит экспоненциально -- степенной характер. Показано, что передний и задний участки фронта контрастной структуры по-разному стремятся к своим стационарным уровням, в частности, на заднем участке фронта стремление происходит более медленно, чем на переднем участке. Полученные результаты строго обоснованы с помощью метода дифференциальных неравенств, применение которого для обоснования задач с малым параметром разработано Н.Н.Нефедовым. Результаты согласуются с результатами компьютерного моделирования, представленными в работе.
Показать АннотациюПроанализированы особенности распространения световых пучков с винтовой структурой волнового фронта в информационных лазерных системах. Расчеты выполнены с использованием технологии параллельных вычислений на платформе CUDA, значительно ускоряющей вычислительный процесс. Сформулированы требования к юстировке оптической системы с мультиплексированием пучков в открытых каналах распространения. Показано, что при распространении излучения в среде со случайными неоднородностями стандартные отклонения гауссового пучка в полтора раза превосходят отклонения пучка с винтовой формой волнового фронта. Это указывает на высокую степень устойчивости винтовых пучков на атмосферных турбулентных трассах. Предложен новый способ генерации мощных винтовых пучков с использованием излучения многоходовых мод лазерных резонаторов.
Показать АннотациюЭлектровихревые течения играют важную роль в различных технических процессах, таких как электросварка или электрошлаковый переплав металлов. Они возникают при распространении электрического тока переменной плотности в жидкой проводящей среде. В настоящей работе рассматриваются электровихревые течения в полусферическом контейнере, заполненном сплавом галлия, индия и олова. В центре сосуда находится электрод сферической формы, от которого распространяется ток в сторону внешней поверхности. Про достаточно слабых токах течение хорошо описывается с помощью так называемого стоксова приближения, которое позволяет изучать течения в стационарном режиме и без конвекции. При более интенсивных токах становится существенным прогиб поверхности жидкого металла около электрода, и сопутствующее ему сокращение поверхности контакта с электродом. В связи с этим плотность тока в центральной части сосуда возрастает, что при определенных условиях приводит к отрыву поверхности жидкого металла от электрода и последующему возникновению разряда. Проведены как экспериментальные, так и теоретические оценки значения тока, при котором возможен отрыв поверхности от электрода. Показано, что критический ток пропорционален степени 3/2 размера центрального электрода.
Показать АннотациюПредставлены результаты комплексного исследование влияния фазового состава и особенностей микроструктуры на механические и трибологические свойства титановых покрытий, полученных методом реактивного магнетронного распыления в атмосфере ацетилена и азота. Установлено, что все изученные покрытия содержат аморфный углерод, а в их фазовом составе представлены различных типы стехиометрических и нестехиометрических карбидных, нитридных и оксидных фаз титана. Полученные покрытия имеют низкий коэффициент трения и сохраняют свою работоспособность при контактных давлениях до 450 МПа в продолжение всего цикла испытаний на фрикционную усталость (база испытаний – 6000 циклов). Ключевые слова: упрочняющие покрытия, реактивное магнетронное распыление, рентгендифракционное определение структуры и фазового состава, спектроскопия комбинационного рассеяния, «свободный» углерод, механические свойства, трибологическое поведение.
Показать АннотациюРазвита кинематическая теория резонансного рассеяния рентгеновского излучения в условиях полного внешнего отражения, в которой показано, что резонансные добавки к амплитудам отражения в этих условиях модулируются квадратом амплитуды полного поля излучения. Модельные расчеты показали применимость развитого приближения при условии малости резонансной добавки к амплитуде отражения. Селекция резонансной составляющей интенсивности отражения возможна с помощью анализатора поляризации отраженного излучения в случае, если падающее излучение линейно поляризовано, а резонансное рассеяние характеризуется наличием дихроичной составляющей (как, например, в случае магнитного рассеяния). Приведены результаты измерений угловых зависимостей s®p’ или p®s’ отражения и мессбауэровских спектров p®s’ отражения при разных углах скольжения, подтверждающие предсказанное влияние стоячих рентгеновских волн на отражение с «повернутой» поляризацией и демонстрирующие эффективность применения поляризационного анализа в рентгеновской и мессбауэровской рефлектометрии для исследования профилей магнитного упорядочения в многослойных пленках.
Показать АннотациюПри использовании нелинейной аналитической модели обтекания гор исследовались орографические возмущения и адекватность модели. Теоретические расчеты траекторий движения, возмущений температуры и влажности сопоставлялись с данными стереофотограмметрических измерений волновых облаков. Показано, что модель успешно описывает пространственную структуру и амплитуды возмущений в тропосфере вне приземного турбулентного слоя. Установлено, что в дни наблюдения облаков турбулентные процессы в приземном слое мало влияли на волновые процессы на высотах выше 2.5 км.
Показать АннотациюВ работе рассматриваются гидрологические параметры морской воды над метановым сипом в бухте Ласпи. Показано, что основное влияние на параметры оказывает волнение, при котором наиболее существенно изменяются мутность воды и содержание растворенного кислорода. Обнаружены скачкообразные изменения значений содержания Tu и O2, длящиеся от получаса до часа. Выявлено, что береговые выносы не влияют на температуру, соленость и содержание растворенного кислорода в зоне действия сипа.
Показать АннотациюВ работе исследуется процесс формирования современного представления о жидкости. Рассматривается история основополагающих экспериментальных и теоретических исследований в этой области. Особое внимание обращено на наиболее актуальные направления исследований и современные проблемы описания жидкости.
Показать АннотациюДействующий ФГОС большое внимание уделяет межпредметному обучению. Авторы считают наиболее эффективным подход, когда выбирается интересная для учащихся проблема, которая рассматривается с точки зрения различных дисциплин. В статье иллюстрируется применение указанного подхода на примере рассмотрения проблемы человеческого зрения. Изучение феномена зрения требует объединение усилий математиков, физиков, физиологов, психологов и др. специалистов. Целью обучения должно быть не перечисление большого числа иллюзий, а выявление причин их появления. До учеников нужно донести мысль, что наше зрение обладает уникальными возможностями, а иллюзии – это побочные следствия проявления этих способностей.
Показать АннотациюРассмотрен пример обучающего интерактивного теста. В качестве исследуемых задач выбраны классические задачи общей физики из раздела механики. Предложена структура обучающего теста. Приведены примеры обучающих подсказок.
Показать АннотациюСовременный подход к обучению специалистов в инженерно-технических и научно-практических сферах деятельности требует развития у учащихся навыков исследовательской работы. Такие навыки студенты (и школьники-старшеклассники) получают в процессе не только изучения естественных и технических дисциплин, но при выполнении работ практикумов в специально созданных лабораториях институтов, университетов и школ. При изучении естественных дисциплин, особенно физики, крайне важна экспериментальная работа практического характера, где студенты, в соответствии с предложенными им методическими описаниями, учатся пользоваться измерительными приборами, получать экспериментальные данные, обрабатывать полученные результаты, самостоятельно делать выводы из полученных опытным путем данных, пользоваться учебной и справочной литературой. Методические аспекты практических работ по физике, разрабатываемых на базе открытых научных данных, несколько отличаются от традиционных как по форме методических приемов, используемых при организации учебной деятельности, так и по масштабу применения различных технических средств для «экспериментов». Разрабатываемые лабораторные работы должны за отведенное на их проведение ограниченное время позволить учащемуся: • ознакомиться с областью науки или наук, к которым относится лабораторная работа; • освоить необходимую часть математического аппарата; • получить и самостоятельно обработать исходные данные для лабораторной работы, полученные из открытых источников; • довести обработку до конечных выводов и сравнить их с результатами подобных профессиональных научных исследований. В статье рассматривается серия практических работ, основанных на подсчете кратеров на Луне и Меркурии.
Показать АннотациюФизика это экспериментальная наука, в основе ее методологического здания лежит экспериментальное подтверждение теоретических построений. Экспериментальное исследование можно разделить на три части: подготовка, измерение и обработка результатов. Каждая из этих частей требует особых навыков, которым необходимо научиться. Особую роль в методической системе современного физического образования, занимают практикумы, где учащиеся и получают навыки, необходимые в каждой из частей экспериментальной работы. В вузах естественного профиля и специализированных школах сложилась система обучения практической физике, которая опирается на последовательность учебных действий учащегося. Сначала учащийся изучает теорию, необходимую для выполнения работы физического практикума. Затем сдает по этой теории так называемый «допуск к работе», беседуя с преподавателем о цели работы, порядке ее выполнения, приборном оснащении и т. д. После выполняет за отведенное время экспериментальное исследование, проводит обработку измерений, а потом защищает полученные результаты и получает оценку за работу. Такая методологическая триада сложилась во всех практикумах. Как отмечают многие преподаватели, в настоящее время интерес к работам в практикумах снизился, что означает необходимость совершенствования применяемых в них методик. Для того, чтобы предложить пути улучшения методик практических работ, предлагается проследить историческую ретроспективу возникновения физических практикумов и сложившихся в них методов обучения от момента возникновения практикумов до настоящего времени.
Показать АннотациюОбсуждается опыт проведения компьютерного тестирование по разделам «Кинематика и динамика твердого тела» в Бакинском филиале физического факультета Московского государственного университета. Отличие данного тестирования от традиционного, проводимого на физическом факультете, заключается в том, что оно проводилось в два этапа. Первый этап, тренировочный, был разработан для того, чтобы студент, выполняя его, имел возможность не только проверить свои знания, но и выявить и устранить ошибки и подготовиться к контрольному тестированию. Для этого задачи тренировочного этапа были снабжены специально разработанными подсказками, которые студент получал в автоматическом режиме в случае получения неверного ответа. В случае повторной неудачи ему предоставлялось авторское решение задачи. Второй этап, контрольный, был организован по образцу традиционного компьютерного тестирования, проводимого на физическом факультете МГУ. Такой вариант организации работы показал свою эффективность и предполагается использовать его в дальнейшем.
Показать АннотациюВ работе представлены данные о динамике успеваемости студентов 1 и 2 курсов на протяжении весеннего семестра 2017/2018 учебного года, а также проведено сравнение успеваемости групп по некоторым изучавшимся дисциплинам. Данные получены на основе результатов компьютерных тестирований, проведённых в Центре контроля качества образования физического факультета.
Показать Аннотацию