Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
Приводятся результаты обработки данных натурных измерений векторно-фазовой структуры звукового поля, полученные в ходе эксперимента на гидроакустическом полигоне МГУ летом 2018 года, в котором двумя разнесенными в пространстве комбинированными приемными модулями (содержащими приемник звукового давления и векторный приемник) регистрировалось шумовое поле акватории при наличии активного судоходства. На основе синхронизованных записей давления и трех взаимно ортогональных проекций колебательной скорости проведена оценка пространственной анизотропии и убывания шумового поля, оценены значения пеленгов на проходящее судно как на звуковой источник. Полученные результаты используются для экспериментальной апробации алгоритма, позволяющего восстановить взаимную ориентацию каналов векторных приемников, установленных на дно акватории в различных географических точках. Предложенный подход позволяет упростить техническую сторону проведения экспериментов с разнесенными в пространстве комбинированными приемными модулями, так как не требует дополнительных процедур по контролю ориентации каналов векторных приемников при их установке на дно акватории. Полученные результаты могут быть использованы при построении схем пассивной томографии шельфовых морей с упрощенными требованиями на их практическую реализацию.
Показать АннотациюВ работе анализируются возможности и ограничения использования информации о фазе функции взаимной корреляции шумовых сигналов, зарегистрированных в пространственно разнесенных точках акватории, для целей пассивной томографии мелкого моря. В рамках численного моделирования демонстрируется наличие характерных особенностей фазы функции Грина вблизи критических частот гидроакустических мод. Выявлено, что на этих частотах производная фазы испытывает разрыв, что может использоваться в качестве критерия оценки критических частот мод волновода. Предложена и численно реализована схема восстановления характеристик волновода по данным в виде фазы функции взаимной корреляции шумового поля и критических частот гидроакустических мод. Показано, что учёт значений критических частот, как дополнительной информации при решении обратной задачи, улучшает точность реконструкции параметров волновода и помехоустойчивость предлагаемого алгоритма.
Показать АннотациюБыло проанализировано автомодельное решение, описывающее коллапс ядра массивной звезды с потерями энергии на нейтринное излучение. Рассматриваются два механизма эмиссии: УРКА-процесс и парная эмиссия нейтрино. Показано, что нет условий, при которых коллапс ядра очень массивной звезды может оставаться устойчивым, в то время как для менее массивной звезды это возможно. Используя полученные соотношения мы обнаружили характерные особенности возникновения неустойчивости, показав тем самым, что она может привести к неоднородному взрыву сверхновой.
Показать АннотациюМы рассматриваем возможность обнаружения сопутствующего рентгеновского излучения от источников быстрых радиовсплесков с помощью телескопа СРГ/еРОЗИТА. В предыдущей работе нами было показано, что за 4 года обзорных наблюдений в поле зрения телескопа может попадать до 300 радиовсплесков. Около 1\% из них будет зарегистрировано наземными радиотелескопами. При полном рентгеновском энерговыделении $\sim 10^{46}$~эрг в зависимости от спектральных параметров и поглощения в межзвездной и межгалактической среде вспышка может быть зарегистрирована с расстояний от 1 Мпк (тепловой спектр с температурой 200 кэВ и большим поглощением) до 1 Гпк (степенной спектр с фотонным показателем $\Gamma=2$ и реалистичным поглощением). В данной работе мы уточняем модель гипервспышек, добавив к основному импульсу т.н. ``пульсирующий хвост'', излучение которого имеет относительно мягкий тепловой спектр ($kT=10$ кэВ), а полное энерговыделение составляет $\sim 10^{44}$~эрг. Такая добавка позволяет заметно увеличить предельное расстояние, на котором регистрируется всплеск, для некоторых параметров вспышек. Данные еРОЗИТА могут позволить получить существенные ограничения на параметры источников быстрых радиовсплесков, а вероятно и идентифицировать источники в рентгеновском диапазоне, что даст возможность выбрать модели, описывающие генерацию этих всплесков.
Показать АннотациюНа строящемся коллайдере NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) посредством многоцелевого детектора MPD (Multi-Purpose Detector) планируется изучать столкновения ядер золота при энергиях $\sqrt{s_{NN}}$ от 4 до 11 ГэВ. Основное внимание в эксперименте MPD будет уделено сильновзаимодействующей ядерной материи высокой плотности, образующейся в области перекрытия сталкивающихся ядер. При этом отсутствуют публикации, количественно характеризующие дальнодействующее влияние кулоновских полей ядер на партнёров по столкновению на NICA в так называемых ультрапериферических взаимодействиях с прицельными параметрами, превышающими сумму радиусов ядер. В настоящей работе с помощью модели RELDIS (Relativistic ELectromagnetic DISsociation) вычислены полные сечения электромагнитной диссоциации (ЭМД), множественности вторичных частиц и сечения образования вторичных ядер в результате ЭМД ядер золота $^{197}$Au в ультрапериферических столкновениях на NICA. Полученные результаты могут быть использованы для оценки воздействия вторичных частиц и ядер на элементы конструкции коллайдера.
Показать АннотациюНа основе экспериментальных данных реакций однонуклонных передач произведена оценка энергий и заселенностей протонных одночастичных состояний $1d2s$ оболочки в стабильных изотопах серы $^{32}$S и $^{34}$S. Использование наиболее полных и современных экспериментальных данных позволило уточнить структуру протонных состояний и определить основные тенденции ее изменения при добавлении пары нейтронов.
Показать АннотациюВ докладе приводятся энергетические зависимости сечения неупругого взаимодействия протонов с ядрами вольфрама в диапазоне энергий от нескольких сотен МэВ до сотни ГэВ с использованием данных космического эксперимента PAMELA. Он был предназначен для прецизионных измерений потоков космических лучей различной природы и включал набор детекторных систем для надёжного определения характеристик частицы (типа и энергии). В работе идентификация частиц осуществлялась при помощи трековой системы в магнитном поле, время-пролётной системы и системы антисовпадений. Позиционно-чувствительный калориметр с поглотителем из вольфрама, в свою очередь, позволяет изучить топологию взаимодействия определённых частиц внутри него, и вычислить сечение их неупругого взаимодействия. Результаты работы могут быть востребованы для развития численных моделей взаимодействия частиц с веществом.
Показать АннотациюНаблюдение бозона Хиггса в экспериментах на Большом адронном коллайдере открыло новую область для прямого поиска проявлений физики за пределами Стандартной модели. Одними их возможных аномальных взаимодействий являются взаимодействия бозона Хиггса, меняющие аромат кварков. Как и остальные нарушающие аромат нейтральные токи, данные взаимодействия запрещены в Стандартной модели на древесном уровне и крайне подавлены в петлевых поправках за счёт ГИМ-механизма. Наблюдение данных процессов будет являться явным указанием на существование физики за пределами Стандартной модели. Поиск нейтральных токов, меняющих аромат кварков, с участием бозона Хиггса и топ-кварка, является одним из важных направлений анализа данных экспериментов на Большом адронном коллайдере. В данной работе мы исследуем вклад меняющих аромат взаимодействий u, d, c, s и b кварков в процессы одиночного рождения бозона Хиггса. Проведено сравнение ограничений, полученных из анализа данных экспериментов Большого адронного коллайдера и результатов косвенных измерений в низко-энергетичных экспериментах по наблюдению осцилляций мезонов. Исследована чувствительность будущих экспериментов на ускорителе FCC-hh в протон-протонных соударениях при энергии центра масс 100 ТэВ на основе быстрого моделирования проектируемого детектора.
Показать АннотациюРассматривается новая концепция формирования α-спиралей как автоволновых структур, согласно которой полипептидную цепочку белков (термодинамически неравновесную систему с распределенным по всей длине ресурсом) можно рассматривать в качестве одномерной активной среды с распределенным ресурсом свободной энергии, а, начиная со второго уровня образования α-спирали – в качестве трехмерной распределенной активной среды. Также на базе разработанного ранее метода количественной оценки степени хиральности в иерархических структурах макромолекулярных систем проанализированы структуры 800 белков семи классов ферментов. На основе данного метода представлены карты хиральности α-спиралей – вторичных структур белков. Достоверность карт подтверждается анализом реальных структур.
Показать АннотациюПроведены эксперименты in-vivo по эндовазальной лазерной коагуляции вен овец эдильбаевской породы с использованием лазерного излучения с длиной волны 1910 нм и значениями мощности 1.5, 3 и 4 Вт. На основе результатов морфологических исследований гистологических срезов непосредственно после процесса ЭВЛК и через 40 дней после проведения процедуры, а также результатов клинического наблюдения сделан вывод о том, что использование излучения с длиной волны 1910 нм и значением мощности 4 Вт обеспечивает коагуляцию и некроз стенки вены и исключает процесс реканализации.
Показать АннотациюВ работе рассматриваются результаты длительного эксперимента по изучению акустических свойств песчаного неконсолидированного образца, содержащего газовый гидрат метана. Эксперимент был разделен на два этапа: поддержание постоянных термобарических условий, соответствующих области стабильности гидрата метана и линейное изменение температуры образца. В результате было обнаружено два эффекта: падение скоростей как продольных, так и поперечных волн при длительной выдержке образца, содержащего гидрат метана, а также температурная зависимость акустических свойств – скоростей. С увеличением температуры наблюдается уменьшение значений скоростей с усилением этого эффекта при приближении к границе зоны стабильности гидрата метана. При длительной выдержке образца за примерно 400 ч скорости продольных и поперечных волн упали на 5.3% и 4.4% соответственно. Данные эффекты могут оказывать существенное влияние на интерпретацию результатов экспериментальных исследований гидратосодержащих образцов и должны быть учтены в ходе их проведения
Показать АннотациюПроведен послойный фазовый анализ железомарганцевой корки возрастом порядка 70 миллионов лет, извлеченной с поднятия Магеллановых гор Тихого океана, комплексом физических методов: рентгендифракционного анализа, цифровой оптической спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и мессбауэровской спектроскопии. Этот анализ показал, что корки представляют собой ассоциацию многих минералов различной твердости, дисперсности и окристаллизованности, между которыми располагаются наноразмерные окислы Fe и Mn, что свидетельствует об их биогенной природе. Изменения фазового состава корок от нижнего слоя к верхнему свидетельствуют об изменениях внешних условий окружающей среды во время их образования.
Показать АннотациюРассматриваются различные аспекты метода двумерной (2D) ЯМР релаксометрии в части выделения и идентификации динамических фаз. Анализируются дисперсионные зависимости времен ядерной магнитной релаксации от времени корреляции $\tau_c$ и второго момента $\Delta\omega^2$. Время корреляции $\tau_c$ определяется по автокорреляционной функции гамильтониана взаимодействия спина с его окружением и характеризует интенсивность стохастического движения молекул. Второй момент $\Delta\omega^2$ интерпретируется в~зависимости от предполагаемого механизма ядерной магнитной релаксации и содержит информацию о структуре исследуемой системы. Приводится новая методика вычисления совместного распределения времен корреляции $\tau_c$ и вторых моментов $\Delta\omega^2$. Для получения совместного распределения времен корреляции $\tau_c$ и вторых моментов $P_{2}(\tau_c, \Delta\omega^{2})$ используется метод регуляризации Тихонова с внесением априорной информации о неотрицательности и 0-гладкости решения, а также о преимущественном механизме ядерной магнитной релаксации в исследуемой системе. Областью применения методики являются исследования медленных молекулярных движений, отвечающих условию отношения времени спин-решеточной релаксации $T_1$ к времени спин-спиновой релаксации $T_2$: $T_1/T_2>1.125$. В отличие от известных методик расчета 2D-карт совместного распределения $P_{2}(T_1, T_2)$ предлагаемая методика построения 2D-карты совместного распределения $P_{2}(\tau_c, \Delta\omega^2 )$ не зависит от основной характеристики ЯМР релаксометра - резонансной частоты $\omega_0$, что позволяет сравнивать данные, полученные различными приборами. Методика была использована для анализа характеристик сорбированной воды в глинистых горных породах - аргиллитах.
Показать АннотациюВ работе рассмотрено явление перемешивания в динамических моделях с хаотическим поведением: базовой модели лазерной динамики с помощью модели Лоренца-Хакена и модели простейшей электрической цепи, демонстрирующей режимы хаотических колебаний - модель Чуа. Исследовалась связь степени перемешивания и управляющего параметра. Показан рост степени перемешивания с ростом управляющего параметра. С помощью реализованного алгоритма в системе Matlab проведены исследования с целью установления связи динамики величины степени перемешивания в точках бифуркаций, которые по Хакену соответствуют фазовым переходам.
Показать АннотациюЭнергетика является фундаментом для развития и существования промышленного сектора любой страны. На сегодняшний значительную долю в выработке электроэнергии занимает угольная генерация, важным показателем которой является экология производства. В работе произведена оценка снижения вредного воздействия работы угольных электростанций на окружающую среду при применении технологии стадийного сжигания твердого топлива полифракционного состава. На основании численного исследования топочного процесса произведена оценка эффекта от внедрения рассматриваемой технологии в паровой энергетический котел с технологией факельного сжигания. Согласно разработанным подходам определены: уровень температур дымовых газов во высоте топочной камеры с учетом ввода вторичного топлива; показатели процесса горения на различных его стадиях; траектории движения частиц горящих угольных частиц; динамика изменения концентрации оксидов азота по высоте топки, механическая неполнота сгорания топлива, уточнены значения показателей эффективности работы установки. Согласно современным подходам диффузионно-кинетической теории горения разработаны алгоритм, математическая модель и компьютерная программа расчета процесса горения угольного топлива полифракционного состава с учетом ввода вторичного топлива. Модель учитывает сложные физико-химические преобразования, происходящие в процессе горения угольного топлива, и может быть использована как на стадии проектирования новых установок, так и при модернизации существующих котлоагрегатов.
Показать АннотациюБлагодаря уникальному сочетанию физико-механических характеристик никелид титана (нитинол) представляет большой прикладной интерес в различных отраслях промышленности. В настоящей работе рассматривается возможность получения нитинола с мезопористой структурой быстрым охлаждением расплавленного образца до комнатной температуры. На основе данных моделирования атомарной динамики показано, что быстрое охлаждение расплава нитинола приводит к образованию пористой структуры. Обнаружено, что внутренняя стенка пор формируется преимущественно атомами титана, которые обеспечивают биосовместимость нитинола. Установлено, что пористость нитинола слабо зависит от скорости охлаждения, в то время как пористость линейно возрастает с уменьшением плотности расплава.
Показать АннотациюОбоснована актуальность контроля температуры тканей при электрохирургическом лечении миомы матки. Предложен метод оценки температуры нагрева биологической ткани на основе измерения частоты релаксации обрабатываемых биологических тканей. Были разработаны геометрическая и математическая модели для расчета термоэлектрических характеристик биологических тканей при воздействия высокочастотным электрическим током. Проведен вычислительный эксперимент по исследованию влияния температуры нагрева биологической ткани в зоне резекции на ее частоту релаксации. В результате проведенных исследований установлена линейная зависимость между температурой нагрева биологических тканей и ее частотой релаксации для заданной геометрии игольчатого электрода.
Показать АннотациюВ работе изучены люминесцентные свойства представителя полициклических ароматических углеводородов – пирена в мицеллярном растворе, образованного молекулами анионного поверхностно-активного вещества – натрия диоктилсульфосукцината. Зафиксировано увеличение интенсивности флуоресценции пирена, объясняемое солюбилизацией молекул полициклических ароматических углеводородов в мицеллярных структурах. Был изучен диполь-дипольный перенос энергии по Ферстеру (FRET), где акцептором является пирен, а донором бычий сывороточный альбумин. Рассчитан средний размер мицелл поверхностно-активного вещества и агрегационное число при концентрации мицеллярного раствора 0.001 М
Показать АннотациюПредложен метод анализа неоднородности оптических волокон в сварочном соединении с использованием цифровой голографии. В этом методе используется безлинзовая схема Габора для записи цифровой голограммы с использованием метода углового спектра. Качественный анализ изображений, примененный к распределению интенсивности образца после восстановления голограммы, позволяет оценить структурные дефекты внутри сердцевины волокна и оболочки после процедуры сварки, которые не наблюдаются при обычной микроскопии. Возможности представленного метода были апробированы на оптическом волокне с осевым смещением в сварной области. Также была разработана компактная цифровая голографическая записывающая установка для экспрессного и надежного анализа оптического волокна. Показано, как величина осевого смещения сварочных волокон приводит к изменению распределения интенсивности вокруг соединения на восстановленном изображении.
Показать АннотациюВ данной работе были изучены преимущества пятого поколения мобильной связи, рассмотрены проблемы, связанные с потерями мощности сигнала и способы их решения. Рассмотрены технологии реализации сетей 5G. Проведено сравнение потерь мощности в свободном пространстве на различных частотах и расстояниях. Исследованы основные направления развития систем связи следующего поколения.
Показать АннотациюВ работе исследованы условия нарушения неравенств Вигнера в квантовой механике для си- стем запутанных по аромату пар нейтральных каонов при наличии фона. В качестве простей- шей модели ”сигнал + фон” используется состояние Вернера. Показано, что для нарушения неравенств Вигнера в рассматриваемой модели необходимо, чтобы примесь фона составляла менее 1%.
Показать АннотациюНа основе дифференциальных уравнений Фаддеева исследуются свойства трёхатомной системы $^4$He$_3$. Выполнен расчет спектра тримера гелия с различными реалистическими силами. Проведена оценка влияния современных потенциальных моделей на характеристики системы трех частиц.
Показать АннотациюРассмотрена двумерная спин-псевдоспиновая система, которая моделирует плоскость CuO2 в купратах и учитывает спиновый обмен и зарядовые корреляции на узле и между узлами. Эта модель позволяет изучить конкуренцию зарядового и магнитного упорядочения в купратах. В работе мы исследовали термодинамическую устойчивость АФМ фазы для случаев сильного и слабого обмена. Для этого мы получили температурные зависимости химического потенциала и сжимаемости классическим методом Монте-Карло и сравнили результаты численных расчетов с аналитическими результатами в рамках среднего поля.
Показать АннотациюДля планарной электрон-позитронной системы типа графена и гетероструктур на его основе рассмотрен эффект спонтанной генерации самосогласованных аксиального вакуумного тока и магнитного поля дипольного типа при наличии внешнего сверхкритического протяжённого кулоновского источника с зарядом $Z$. Показано, что основной вклад в эффект дают достигающие нижнего континуума дискретные уровни. Детально исследована форма индуцированного вакуумного магнитного поля. Показано также, что возникающая таким образом магнитная компонента поляризации вакуума значительно понижает вакуумную энергию системы, что доказывает возможность ее спонтанного возникновения при $Z > Z_{cr,1}$.
Показать АннотациюТункинский астрофизический комплекс, расположенный в Тункинской долине, в 50 км от озера Байкал, начиная с 1993 года является центром изучения космических лучей сверхвысоких энергий, методом регистрации широких атмосферных ливней (ШАЛ). Ширкоугольная черенковская установка Тунка-133 и ее предшественница Тунка-25 позволили впервые «увидеть» излом в энергетическом спектре космических лучей (при 3*10^15 эВ) методом регистрации черенковского света ШАЛ. Результаты полученные данными установками привлекли на полигон исследования космических лучей посредством регистрации заряженных частиц и радиоизлучения ШАЛ установками Tunka-Grande и Tunka-REX (Tunka Radio Extension) соответственно. В настоящее время на полигоне ведутся работы по развертыванию первой очереди гамма-обсерватории TAIGA (Tunka Advanced Instrument for cosmic ray and Gamma Astronomy), в состав которой входят широкоугольная черенковская установка TAIGA-HiSCORE (High Sensitivity COsmic Rays and gamma Explorer), атмосферный черенковский телескоп установки TAIGA-IACT (Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope) а так же сцинтилляционная установка TAIGA-Muon. Совместная работа детекторов нацелена на изучение заряженных космических лучей, поиск диффузного гамма-излучения и исследование локальных источников гамма-квантов с энергиями более 30 ТэВ. По завершении первой очереди, обсерватория будет включать в себя 3 телескопа TAIGA-IACT, 120 станций TAIGA-HiSCORE и 12 станций TAIGA-Muon на площади 1 км^2.
Показать АннотациюВ работе представлены результаты исследования структурных и магнитных характеристик тонкопленочных Co/Gd/Co систем, полученных методом ионно-плазменного магнетронного распыления. Толщина слоев кобальта была равна 5.0 нм, а Gd слоя изменялась от 0.5 до 10.0 нм. Обнаружено, что магнитополевое поведение изучаемых образцов зависит от толщины Gd слоя. В частности, поле насыщения, HS, осциллирует по величине с изменением толщины Gd слоя. Этот факт объяснен влиянием магнитостатического взаимодействия между магнитными слоями, обусловленного различием значений коэрцитивной силы верхнего и нижнего слоев Co, а также изменением прямого обменного и магнитостатического взаимодействия между слоями Co с вариацией толщины слоя Gd.
Показать Аннотацию