Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
На основе нелинейного уравнения Бюргерса рассмотрена задача о генерации волны разностной частоты при взаимодействии двух интенсивных высокочастотных волн накачки. В режимах формирования ударных фронтов в профиле волны вычисление нелинейного оператора в этом уравнении представляет собой особую сложность из-за необходимости использования нескольких тысяч спектральных компонент, поэтому в работе исследован метод прореживания спектра, который позволяет существенно сократить количество гармоник, но при этом сохраняет достаточную высокую точность вычисления поля волны разностной частоты. Проведено сравнение нового метода с предложенным ранее для различного количества оставляемых в нелинейном алгоритме спектральных компонент. Показано, что новый метод удерживает меньшее число высокочастотных и большее число комбинационных компонент спектра, поэтому более точен на расстояниях до формирования ударного фронта, а на бóльших расстояниях дает выигрыш только при большом количестве оставляемых в алгоритме гармоник.
Показать АннотациюКратко описаны результаты предыдущих работ по наблюдению межпланетных мерцаний на модернизированном радиотелескопе меридионального типа БСА ФИАН. Представлены результаты наблюдения выброса корональной массы (CME) и связанной с ним сильной магнитной бури в ноябре 2021 года. Увеличение мерцаний началось на гелиоцентрическом расстоянии 0.7 астрономических единиц через 27.5 часов после вспышки, а магнитная буря началась через 14.5 часов после начала усиления мерцаний. Результаты анализа этого события иллюстрируют возможность краткосрочного предсказания космической погоды по данным мониторинга межпланетных мерцаний.
Показать АннотациюГигантские галактики низкой поверхностной яркости (gLSB) сложно обнаружить вследствие наличия слабой протяженной периферии, которая слабо заметна на фоне неба. При этом исследование подобных галактик необходимо для уточнения механизмов формирования и эволюции гигантских дисковых галактик. Для увеличения количества известных гигантских галактик низкой поверхностной яркости планируется использовать модели машинного обучения для решения задачи бинарной классификации. Для снижения размерности задачи в качестве обучающих данных предполагается использовать радиальные профили яркости галактик, полученные методом обработки фотометрических fits-изображений галактик обзора HSC2. Для этого была разработа система поточной обработки изображений галактик и проведен изофотный анализ 26008 галактик в визуально проинспектированном раннее квадранте неба, включая 27 gLSB и 13 гигантских дисковых галактик. Все полученные профили были яркости визуализированы на одном графике, вследствие чего был сформулирован критерий для отбора галактик: у потенциально интересных объектов отношение сигнал/шум на расстоянии 30 кпк от центра должно быть не менее 2 в фильтрах g и r для того, чтобы протяженная периферия явно детектировалась на фоне неба.
Показать АннотациюВ работе моделируется высвечивание газа в атмосферах долгопериодических переменных типа o Cet, вызванное прохождением ударных волн; рассматриваются бальмеровский декремент, потоки в пашеновских линиях Pβ, Pγ, Pδ и линиях атома гелия HeIλ4471, HeIλ10830. В задаче использовалась модель двухтемпературной плазмы; модель нестационарного заселения дискретных уровней атомов водорода и гелия и их состояний ионизации, при этом учитывались основные элементарные процессы, протекающие в поле чернотельного излучения фотосферы. Рассеяние излучения в частотах спектральных линий рассматривалось в приближении Бибермана-Холстейна-Соболева. Рассчитанный бальмеровский декремент оказывается чувствителен к изменению концентрации невозмущенного газа. При концентрации 10^{12} ÷ 10^{13} см−3 и скорости фронта 50 км/с линии гелия более чем на порядок слабее пашеновских линий водорода и Hγ. При большей скорости (60÷70км/с) поток в линии HeIλ10830 становится сравним с потоками в пашеновских линиях.
Показать АннотациюВ 1978-м году в Крымской астрофизической обсерватории (КрАО) был введен в строй экспериментальный телескоп «Синтез». Целью его создания была отработка технологий сегментированной оптики, а также системы контроля пространственного положения зеркал, в том числе и с возможностью компенсации турбулентности в земной атмосфере благодаря быстрым подвижкам каждого зеркала по двум осям. В начале 2018-го года было принято решение о его восстановлении с созданием новой оптики и системы управления. В 2021-м году была изготовлена система управления, а на главной трубе телескопа закреплен временный 350 мм телескоп, что позволило приступить к первым тестовым и научным наблюдениям. Автоматизация наблюдений предъявляет повышенные требования к защите телескопа от множества факторов. Поэтому авторами был реализован ряд защитных функций, исключающих аварийные ситуации без участия человека. Научные задачи: фотометрия и астрометрия широкого круга объектов, алертные наблюдения (послесвечения гамма-всплесков, гравитационно-волновые события), поисковые работы (астероиды и кометы, новые и сверхновые, транзиенты и др.). В этой работе мы представляем подробное описание процесса восстановления, модернизации телескопа и первые результаты.
Показать АннотациюИзмерены угловые распределения рассеянных нейтронов в реакции n + 12C при начальной энергии нейтрона $14.1$~МэВ для случаев упругого рассеяния и неупругого рассеяния на первый возбужденный уровень (JP = 2+, E1=4.44 МэВ) ядра 12C. Эксперимент был произведен в рамках проекта TANGRA (TAgged Neutron and Gamma RAys), базирующегося в Лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка Объединенного института ядерных исследований. Для регистрации нейтронов использовались 20 пластиковых детекторов, рассеянные нейтроны разных энергий разделялись методом времени пролета. Собранные данные были поправлены с помощью Монте-Карло симуляции эксперимента для учета многократного рассеяния в образце и конечного размера детекторов. Полученное угловое распределение нормировалось на экспериментальные данные других авторов, чтобы получить абсолютную величину, дифференциальное сечение рассеяния.
Показать АннотациюРассмотрен вопрос, возможна ли в реакторах типа PWR и БН-800 полная загрузка активной зоны МОХ-топливом без уточнения дисперсной структуры. В работе смоделированы 2 элементарные ячейки реакторов БН-800 и PWR. Топливные ячейки реакторов рассмотрены в аксиальном и радиальном разбиении. Радиус плутониевых агломератов 30 мкм и 50 мкм, объемное содержание в моделях 7 %, 10 %, 22 %. Для определения влияния смоделированы элементарные ячейки без уточнения дисперсной структуры МОХ-топлива (гомогенные). Отслеживались следующие характеристики: отношение энерговыделений в агломератах к топливной матрице, Доплер-эффект, коэффициент размножения нейтронов. Анализ данных показал, что при увеличении объемной доли плутониевых агломератов в эффективной ячейке увеличивается отношение энерговыделений. При увеличении радиуса плутониевых агломератов отношение не изменяется. Аксиальная зависимости отношения энерговыделения отсутствует.
Показать АннотациюЦель настоящей работы заключается в оценке чувствительности эксперимента NA62 к поиску запрещенного распада $\pi^{0}\rightarrow3\gamma$, который позволяет протестировать принцип C-инвариантности в электромагнитных взаимодействиях. Текущий верхний предел на вероятность данного распада составляет $3.1\times10^{-8}$ с доверительным интервалом $90\%$. В качестве источника $\pi^{0}$ в настоящей работе используется распад $K^{+}\rightarrow\pi^{+}\pi^{0}$. Была разработана идея отбора событий с тремя регистрирующимися продуктами после распада $\pi^{0}$ на установке эксперимента NA62. Детектор эксперимента NA62 и физические процессы в нем моделировались методом Монте-Карло с помощью специализированного пакета Geant4. Оценка чувствительности эксперимента без учета фоновых событий оказалась на один порядок лучше, чем текущее ограничение на запрещенный распад. Были изучены основные фоновые процессы. Главный вклад в фоновые события вносит распад $K^{+}\rightarrow\pi^{+}\pi^{0}, \pi^{0}\rightarrow2\gamma$, когда фотон взаимодействует с экспериментальной установкой до калориметра, происходит образование электрон-позитронной пары, и 2 изолированных электромагнитных ливня в калориметре трактуются как 2 независимых фотона. Для подавления данного фона было реализовано отдельное вето. Была выделена сигнальная область и произведено сравнение Монте-Карло моделирования и экспериментальных данных вне сигнальной области. Получена оценка числа фоновых событий внутри сигнальной области. При строгих критериях отбора наблюдается нехватка Монте-Карло данных. Продолжается изучение фоновых событий с целью их усиленной Монте-Карло генерации.
Показать АннотациюНастоящая работа посвящена моделированию нейтринных ускорительных экспериментов в программном обеспечении GNA с целью изучения их чувствительности к параметрам осцилляций нейтрино. Создана универсальная оболочка, которая на основе конфигурационного файла с входными данными эксперимента создаёт ожидаемые спектры чисел событий с учётом осцилляций нейтрино и рассчитывает на их основе чувствительности к иерархии масс нейтрино, к значению фазы комбинированной чётности δCP и к величине угла θ23 . Для расчёта чувствительности выбран эксперимент NOvA, проводящий регистрацию нейтрино с 2014 года, и планируемый крупномасштабный эксперимент DUNE. Проведено сравнение полученных в GNA чисел событий с официальным Монте-Карло моделированием коллабораций NOvA и DUNE. Из расчёта чувствительностей определено, что NOvA на уровне значимости большем, чем 5σ сможет отклонить гипотезу об обратной иерархии масс нейтрино при максимальном нарушении комбинированной чётности (δCP = −π/2) при экспозиции 36 × 10^20 POT в режиме нейтрино и 36 × 10^20 РОТ в режиме антинейтрино. Показано, что DUNE для любого возможного значения фазы δCP на уровне значимости 5σ сможет определить иерархию масс нейтрино с воздействием 1.1 × 10^21 POT/год при поэтапном плане после 2-3 лет экспозиции. Чувствительность DUNE на уровне значимости в 3σ в рамках гипотезы о сохранении CP-чётности достигается для 50% значений из диапазона δCP через 7 лет набора данных. Также при анализе данных Азимова получена чувствительность NOvA и DUNE к отклонению гипотезы о максимальном смешивании для угла θ23 .
Показать АннотациюВ статье описаны исследования реологических и фильтрационных характеристик низкопроницаемых пород ачимовских отложений Уренгойского газоконденсатного месторождения в ходе моделирования реализации метода направленной разгрузки пласта (НРП). Эксперименты проводились на Испытательном стенде трехосного независимого нагружения Института проблем механики РАН. Представлены результаты проведенного физического моделирования реально возникающих в окрестности скважин напряжений при применении метода направленной разгрузки пласта. Проведен статистический анализ влияния процесса ползучести на проницаемость исследуемых горных пород. Установлены закономерности изменения фильтрационных характеристик исследуемых пород ачимовских отложений в ходе моделирования реализации метода НРП. На основе проведенных экспериментальных исследований сделаны выводы о способах недопущения негативных процессов в пластах и намечены пути повышения продуктивности скважин.
Показать АннотациюЛавины убегающих электронов, ускоряемые электрическим полем в грозовых облаках, являются одним из источников гамма вспышек земного происхождения (Terrestrial Gamma-ray Frlashes, TGF). Однако, электронов, образующихся в лавинном процессе, оказывается недостаточно для описания TGF, экспериментально наблюдаемых из космоса. На динамику лавин существенное влияние также оказывают механизмы обратной связи. Одним из них является гамма обратная связь, вклад которой увеличивается с ростом напряжённости электрического поля. В основе гамма обратной связи лежит явление разворота фотонов тормозного излучения, образующегося при ускорении электронов в поле облака. Эти фотоны могут рождать новые электроны в начале области образования лавины, что приводит к образованию вторичных лавин. В настоящей работе получен критерий образования бесконечной обратной связи за счёт разворота тормозных гамма квантов.
Показать АннотациюЦелью данной работы является математическое моделирование переноса радиации в элементах растительного покрова, геометрия которых близка к реальным, с помощью программной реализации метода Монте-Карло. Информация об отраженной растением радиации нужна для моделирования фотосинтетической активности деревьев, а следовательно, для моделирования потоков углекислого газа, поглощаемых или выделяемых растениями, что является одной из важнейших задач экологии. По определению метод Монте-Карло — это метод моделирования случайных величин и процессов для вычисления характеристик их распределений. Процесс переноса излучения в неоднородных средах моделируется как случайная марковская цепь столкновений фотонов с веществом, и целью метода Монте-Карло является нахождение среднестатистических характеристик этого процесса. В данной работе в качестве объекта используется небольшая веточка березы. В связи с возможностью использования для проведения расчетов современных многопроцессорных систем, возникает необходимость обеспечения распараллеливания вычислений, что может позволить существенно снизить время проведения расчетов.
Показать АннотациюВ настоящей работе представлены результаты исследования устойчивости стохастического дифференциального уравнения, использующегося в модели накопления генных мутаций в процессе эволюции организмов. В ходе численной реализации была выявлена необходимость в получении критерия, которому должны отвечать параметры задачи, для того, чтобы решение оставалось в границах, определяемых физическим смыслом. Для решения данной задачи было проведено исследование стохастического уравнения на устойчивость по Хайерса-Улама. Полученный в результате критерий хорошо согласуется с численным экспериментом.
Показать АннотациюВ работе изложен и применён современный, эффективный и экономичный с точки зрения вычислений численный метод решения уравнения Шредингера в части построения ряда энергетических изомеров молекул нейромедиаторов глицин и дофамин с целью исследования их внутреннего строения. Построен ряд энергетических изомеров этих молекул, включающий как уже известные конфигурации, так и принципиально новые.
Показать АннотациюВ настоящее время гидраты вызывают заметный интерес среди исследователей, что обусловлено: во-первых, использованием газогидратов в качестве перспективных источников углеводородной энергии, а во-вторых возможностью применения таких молекулярных систем в качестве резервуаров для хранения водорода. Термодинамические свойства, кинетика образования и фазовые диаграммы газовых гидратов хорошо изучены, на что свидетельствует большое число экспериментальных и теоретических исследований. Несмотря, на это остаются открытыми вопросы, связанные с отсутствием понимания механизмов структурообразования и стабильности молекулярных комплексов по типу «гость-хозяин». В данной работе в рамках теории функционала плотности были исследованы некоторые аспекты структурной стабильности газовых гидратов. Показано, что включение молекулы газа в полости гидрата приводит к отталкиванию узлов полости, что свидетельствует о структурной стабилизации гидрата. Были рассчитаны энергии связей для таких газов как CH$_4$, C$_2$H$_6$, CO$_2$, Xe и H$_2$S, помещенные в малые (D-) и большие (T-) полости клатратных гидратов. Выяснено, что небольшие молекулы CH$_4$, Xe, H$_2$S лучше стабилизуют D-полости, в то время как большие молекулы C$_2$H$_6$ и CO$_2$ лучше стабилизируют T-полости гидратов. Получены плотности электронных состояний для гидрата с/без включения молекулы газа. При включении молекулы газа обнаружено смещение энергии электронной подсистемы гидрата, что свидетельствует о снижении полной энергии системы и повышению ее стабильности.
Показать АннотациюВ данной работе рассматривается возможность исследования локальной атомной структуры вещества методом анализа протяженных тонких структур спектров энергетических потерь электронов (EXELFS – Extended Electron Energy Loss Fine Structure) с применением технологий нейронных сетей для определения параметров структуры: парциальных координационных чисел, длин химической связи и параметров тепловой дисперсии. В качестве модельных объектов были выбраны экспериментальные данные EXELFS спектров однокомпонентных систем, полученные в режиме на просвет. На первом этапе работы в качестве определяемого параметра было выбрано межатомное расстояние, поскольку для получения данной характеристики исходным экспериментальным данным требуется минимальная обработка. Рассмотрены различные методы обучения и виды нейронных сетей: обучение с учителем, обучение без учителя и обучение с подкреплением. Проведен анализ работ исследователей в области спектроскопии, решающих различные задачи с применением методов машинного обучения. Показаны результаты работы дополнительного модуля, способного анализировать спектры однокомпонентных систем.
Показать АннотациюГенерация магнитных полей в различных космических объектах описывается с помощью механизма динамо. В случае галактик одной из наиболее эффективных моделей является планарное приближение, созданное для тонких дисков. Оно характеризует эволюцию поля с помощью усредненных значений параметров, связанных с кинематическими характеристиками межзвездной среды. Между тем, в случае наличия ряда активных процессов необходимо рассматривать существенные флуктуации данных параметров, а также вертикальные потоки. В настоящей работе рассмотрены уравнения для динамо в тонком диске со случайными коэффициентами, исследованы различные случайные возмущения, представляющие как астрономический, так и математический интерес. Показано наличие перемежаемости, когда старшие моменты растут быстрее младших. Важно отметить, что в настоящей работе использовались большие выборки, на порядки превышающие те, которые применялись в предшествующих работах.
Показать АннотациюПриведенная работа посвящена исследованию наноструктур по части механических свойств. Особое внимание мы уделяем поведению наноструктур при наличии шероховатости. Исследования в данной области идут в трёх направлениях: 1) изучение особенностей проявления шероховатости во время формирования наноструктур 2) разработка методов оценки величины шероховатости (амплитуды, пространственной частоты, фрактальной постоянной с помощью РЭМ, АСМ, исследования спеклов) 3) моделирование механических, температурных свойств, электрофизических свойств элементов кремниевой микроэлектроники на основе данных наноструктур. Данная работа посвящена именно моделированию [1]. При переходе к поперечным размерам наноструктур ниже 100 нм вопрос управления шероховатостью стоит всё острее, так как увеличивается влияние геометрических неравномерностей на электрофизические параметры устройств [2, 3]. Кроме того, при уменьшении соотношения ширины к высоте плавниковых наноструктур начинают всё более заметно проявляться пластические свойства [4, 5]. Мы предполагаем, что в ходе процессов формирования данный размерный эффект может вносить значительный вклад в проявление наноразмерной шероховатости. Первые шаги к оценке этого вклада мы выполняем в данной работе. В результате были получены графические зависимости жесткости плавниковой структуры при разных значениях форм-фактора, а также проведен анализ собственных частот структуры.
Показать АннотациюВ данной статье методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) исследован материал трикальцийфосфат (ТКФ) с примесями ионов гадолиния Gd3+, являющийся крайне перспективным в ортопедии и стоматологии из-за высокой биосовместимости с костной тканью человека и наличия таких важных свойств как остеокондуктивность и биорезорбция. Для контроля каждого этапа заживления и степени регенерации твердых тканей необходимо использовать физические методы визуализации (рентгенография, компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ)) с помощью добавления контрастных веществ (Gd3+) к заменителю кости ТКФ. В ходе исследования было однозначно установлено, что гадолиний с валентностью 3+ встраивается в кристаллическую решетку ТКФ, не повреждая её и не изменяя локальное окружение. Симулирование спектров ЭПР разными наборами параметров тонкой структуры (кристаллического поля) указывает на наличие двух неэквивалентных позиций Gd3+ (при крайне малых концентрациях x = 0.001) с аксиальной и более низкой симметрией. Обнаружены и идентифицированы низкополевые резонансные поглощения с эффективными g-факторами 5.9, 2.8 и 2, относящиеся к высокоспиновым S = 7/2 центрам в ориентационно-неупорядоченных образцах.
Показать АннотациюСканирующая ион-проводящая микроскопия или сканирующая капиллярная микроскопия (СКМ) – одна из методик сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ), основанная на использовании нанокапилляров. Основными преимуществами СКМ перед остальными методами СЗМ являются несиловое воздействие на объект исследования в процессе измерения, а также возможность проводить измерения в естественной среде – в жидкости, вследствие чего эта методика стала активно использоваться в биологических и медицинских исследованиях. Сегодня СКМ может использоваться для мультипараметрического анализа поверхности вещества и проходящих вблизи нее процессов. В биоприложениях СКМ самыми актуальными направлениями работ являются изучение живых систем с широким временным разрешением (от минут до дней) и разработка методик адресной доставки веществ к поверхности исследуемого объекта с целью изучения его отклика на внешнее воздействие. В данной работе представлены результаты исследования морфологии клеток карциномы человека и жизненного цикла эхиноцитов крови человека с помощью капиллярной микроскопии. Капиллярная микроскопия при этом позволяет не только визуализировать исследуемые объекты, но и дает возможность получать и использовать ряд экспериментальных данных в диагностических целях.
Показать АннотациюВ последние годы большое внимание исследователей привлекают возможности использования магнитных наночастиц для обеспечения трансфера лекарственных средств к областям, затронутым злокачественными новообразованиями. Такое решение может быть организовано путем помещения нанодоз лекарства в полимерную или белковую оболочку с добавлением наночастиц ферритов с высокими значениями коэрцитивной силы. В этом случае становится возможным управление высвобождением лекарства за счет локального нагрева магнитным полем. В работе рассмотрена возможность получения наноразмерных частиц ферритов для включения их в состав таких наноконтейнеров и экспериментам по их разогреву переменным магнитным полем в составе различных биосовместимых суспензий. Размеры частиц до и после механической обработки в высокоэнергетической шаровой мельнице были измерены с использованием метода сканирующей электронной микроскопии. Полученные наночастицы смешивались с такими биологически совместимыми жидкостями, как реополиглюкин и глицерин с добавлением полиэтиленгликоля. Химический состав суспензии подтверждался методом КР-спектроскопии. В ходе экспериментов авторами измерялось время осаждения частиц ферритов в суспензиях. Полученные магнитные жидкости были помещены в переменное магнитное поле для определения возможности их разогрева. Результаты экспериментов позволяют говорить о перспективах использования данной технологии для создания наноконтейнеров.
Показать АннотациюВ работе установлено влияние температуры золь-гель синтеза (ЗГС) на структурные, морфологические и адсорбционные свойства ксерогелей состава 65%мол.[97%ZrO2–3%Yb2O3]–35%Al2O3, полученных в присутствии полимера при 10о (1), 25о (2), 60°С (3) и высушенных при 180оС. Исследование рентгеноаморфных гидратированных ксерогелей комплексом методов (ТГ/ДСК, ИКС, СЭМ, РФА, МУРР, БЭТ/БДХ) показало их различия по составу поверхностных комплексов, морфологии и размерным характеристикам. У образца 3 морфология, форма и размер пор отличались от других образцов, данный образец имел наименьшую адсорбционную активность в отношении дихромат иона. Значения удельной поверхности и объема пор ксерогелей уменьшаются в ряду образцов 1-2-3, т.е. с повышением температуры ЗГС. Получена корреляция между удельной поверхностью ксерогелей и средним объемом рассеивающих частиц, определенным методом малоуглового рентгеновского рассеивания (МУРР). Показана возможность получения при пониженной температуре ксерогелей с мономодальным распределением неоднородностей ~ 7 нм и пор ~ 4 нм по размерам, высокими значениями объема пор ~ 0.326 см3/г и площади удельной поверхности ~ 427 м2/г. Данные изучения кинетики адсорбции дихромат-ионов из водной среды указывают, что наилучшим в степени извлечения и адсорбции, отнесенной к единице массы сорбента, является образец, синтезированный при 25оС.
Показать АннотациюОптическая микроскопия является одним из самых распространенных и удобных методов получения изображения образца без его сложной предварительной обработки при этом в реальном времени и с разрешением, недоступным человеческому глазу. Однако разрешающая способность любого современного обычного оптического микроскопа ограничена дифракционным пределом, который в видимом свете составляет около 200 нм. Чтобы увеличить ее, а также преодолеть данное ограничение, предлагается использовать микролинзы. Микролинза – оптическая линза микронного размера, позволяющая получить изображение за счет «захвата» световых волн в ближнем поле, отраженных от предмета. Располагаясь между образцом и объективом микроскопа, микролинза является оптическим усилителем, повышающим разрешающую способность микроскопа. В предлагаемой работе приведены результаты экспериментов по преодолению дифракционного предела в оптической микроскопии с помощью использования микролинз в обычном оптическом микроскопе. Перспективы использования оптических микроскопов с микролинзами заключаются в достижении новых возможностей для получения изображений бактерий, вирусов, ДНК и биомакромолекул с подробным изучением их структуры в реальном времени.
Показать АннотациюЧисленно решалась задача рассеяния света на диспергированных в воде сферических наночастицах кремния с диаметрами от 90 до 170 нм с осажденными на них наночастицами золота и серебра с диаметрами от 5 до 20 нм, в результате чего получены распределения электрических полей и спектры сечений поглощения и рассеяния света в диапазоне от 300 до 900 нм. Выявлены условия максимального роста напряженности электрического поля вследствие связанных резонансов рассеяния Ми в кремниевых наночастицах и локализованных плазмонов в металлических наночастицах. Установлено, что в нанокомпозиных наночастицах по сравнению со случаем аналогичных частиц чистого кремния или металлов происходит рост напряженности электрического поля и сечения поглощения света в видимой и ближней инфракрасной области спектра, в том числе, соответствующей максимальной области прозрачности биотканей. Полученные результаты могут быть использованы в биосенсорике и биофотонике.
Показать АннотациюНесмотря на большое число работ по КР спектроскопии человеческого волоса, прослеживается недостаток информации о методике проведения экспериментов и достоверности получаемых данных. Существуют различные экспериментальные конфигурации, в которых образец располагается по-разному относительно возбуждающего излучения, а публикуемые спектральные данные отличаются друг от друга. Возникает вопрос о влиянии ориентации образца на измеряемые КР спектры. Мы проводим сравнение КР спектров человеческого волоса, измеренных при его горизонтальном (возбуждающее излучение перпендикулярно оси волоса) и вертикальном (возбуждающее излучение соосно с образцом) расположениях. Наряду с отличиями в спектрах, которые обоснованы молекулярными изменениями, были выявлены различия, связанные с поляризационной чувствительностью волоса. Для получения поперечных сечений волоса был разработан метод, основанный на заморозке образца в жидком азоте и не требующий использования микротомов и фиксирующих сред.
Показать АннотациюВ настоящей работе исследуется механизм взаимодействия закрученных фотонов со спирально-симметричными диэлектриками. В рамках квантовой электродинамики в диспергерирующей среде решается задача рассеяния электромагнитной волны на спирально-симметричной пластинке. Рассматриваются высшие порядки теории возмущений по диэлектрической восприимчивости. Выявлены правила отбора для рассеянной волны. Показано, что среда передает фотону продольный импульс, а также дополнительную проекцию полного углового момента на ось спиральной симметрии среды. Показано, что правила отбора выполняются для всех порядков теории возмущений и, следовательно, верны в непертурбативном режиме, т.е. являются общим свойством рассеяния электромагнитных волн на пластине из спирально симметричной среды, погруженной в однородный изотропный прозрачный диэлектрик.
Показать АннотациюПроведено теоретическое исследование динамики обмена энергией в двухуровневой системе, состоящей из сферической наночастицы с диэлектрическим ядром с металлической оболочкой и квантовой точки, находящейся в режиме слабого конфаймента. Определены геометрические параметры системы, при которых взаимодействие экситона Ванье-Мотта квантовой точки с электрическим полем локализованных плазмонов наночастицы становится сильным. Показано, что с увеличением интенсивности плазмон-экситонного взаимодействия, характер кинетики передачи энергии между компонентами системы меняется от апериодического затухания до затухающих колебаний.
Показать АннотациюВ настоящее время особое значение приобрели квантовые технологии – современные технологии, основанные на явлениях квантовой физики. Сейчас это одно из наиболее перспективных направлений науки и техники, относящееся к сквозным цифровым технологиям. Выпускники направлений «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» и «Фотоника и оптоинформатика» должны получать базовые знания и навыки в этой перспективной области, поэтому в СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича ведется активная работа по внедрению в учебные планы дисциплин, относящихся к квантовым технологиям. Эти дисциплины предполагают обязательное наличие лабораторного практикума. В данной работе представлена виртуальная лабораторная установка для изучения эффекта квантового ластика, симулирующая интерференционный эксперимент, который демонстрирует влияние наблюдателя на поведение квантовых объектов.
Показать АннотациюВ связи с появлением оптоэлектронных устройств, использующих различные приложения современной фотоники, начиная от сбора света нанофотонными волноводами до квантовой обработки информации, особую актуальность приобретает изучение нанокристаллических фотонных структур. В настоящей работе представлены результаты исследований зависимости дисперсионных характеристик квазичастичных возбуждений в неидеальной одномерной (1D) решетке микропор, содержащих в одной из подрешеток квантовые точки, от концентрации дефектов структуры, связанных с вариацией положений микропор. Показано, что в результате наличия данных структурных дефектов в 1D двухподрешеточном массиве микропор можно добиться необходимого изменения энергетической структуры электромагнитных возбуждений и, следовательно, оптических свойств исследуемой системы, обусловленных перестройкой электромагнитного спектра. В рамках приближения виртуального кристалла выполнено численное моделирование зависимости дисперсионных характеристик квазичастиц (поляритонных возбуждений) в неидеальной двухподрешеточной цепочке туннельно связанных микропор (резонаторов) в случае наличия в одной из подрешеток цепочки, в качестве атомарной подсистемы, квантовых точек. Полученный в работе результат исследования зависимости эффективной массы электромагнитных возбуждений от концентрации структурных дефектов открывает возможность управления групповой скоростью данных элементарных возбуждений, а, следовательно, и скоростью передачи сигнала в соответствующем оптоэлектронном устройстве.
Показать АннотациюКвантовый стандарт частоты необходим для точного измерения частоты колебаний или генерирования колебаний со стабильной во времени частотой. Важным функциональным узлом в стандарте частоты на атомах цезия является синтезатор частоты. В работе представлена новая схема синтезатора частоты, основанная на методе прямого цифрового синтеза. Подробно рассмотрены достоинства и недостатки нового метода синтеза сигнала, указаны отличия этого метода от других. Приведено описание основных узлов новой схемы синтезатора. С помощью увеличения разрядности накапливающего сумматора добились уменьшения шага перестройки выходной частоты на несколько порядков. Сделан вывод о том, что данный метод удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к параметрам синтезаторов частоты.
Показать АннотациюВ нескольких проектах будущих интерферометрических гравитационно-волновых детекторов в качестве материала пробных масс рассматривается монокристаллический кремний. Для регулировки положения пробных масс предлагается использовать электростатические актюаторы. Их электрическое поле приведёт к появлению дополнительных потерь и шумов в пробных массах, поскольку кремний обладает конечной проводимостью. Разработанная экспериментальная установка позволяет изучать эти потери на модели, состоящей из кремниевого дискового резонатора и расположенного рядом электрода в диапазоне температур 100-300~К. На основании зависимости удельного сопротивления кремния от температуры была построена зависимость вносимых электрическим полем механических потерь от удельного сопротивления кремния, которая удовлетворительно согласуется с теоретической моделью. Полученные результаты позволят рассчитать механические потери, возникающие из-за воздействия электростатического поля актюаторов на пробные массы, и соотвествующие шумы.
Показать АннотациюДанная работа посвящена беспроводной передаче энергии в магнитно-резонансной томографии с помощью моды высокого порядка резонатора «птичья клетка». Параметры резонатора и фантомов к нему взяты от клинического аппарата МРТ Siemens Avanto 1.5 T. В качестве системы приёмных антенн использовались две ортогонально расположенные петлевые антенны. В ходе численного моделирования напряжения на системе приёмных антенн, картины электрического и магнитного полей, а также удельного коэффициента поглощения электромагнитной энергии (в том числе с помощью подробной воксельной модели человека) получено, что оптимальная мода находится на частоте 44.2 МГц. Предложены варианты практического применения представленной в работе системы беспроводной передачи энергии.
Показать АннотациюРазработан и реализован экспериментально недорогой, высокоточный синтезатор с низким уровнем фазового шума в диапазоне частот 55-65 ГГц при мощности 3 мВт. Ширина линии составила менее 1 Гц, и определяется шириной линии генератора опорной частоты. Поскольку частота лампы обратной волны регулируется изменением входного напряжения, стабилизация частоты была достигнута за счет использования фазовой автоподстройки частоты. При этом стабильность определяется эталонным генератором и составляет от 1Гц (Кратковременная стабильность) до 100Гц (Долговременная стабильность). Фазовый шум стабилизируемого генератора возрастает за счет увеличения коэффициента деления обратной связи. Соответственно, для уменьшения фазового шума требуется низкий коэффициент деления, поэтому был использован субгармонический смеситель для понижающего преобразования высокой частоты в низкую промежуточную частоту. Полученные результаты открывают возможности измерения свойств малых образцов материалов с использованием открытых резонаторов, позволяют создать высокоточный стабильный генератор с низким уровнем фазового шума в терагерцовом диапазоне.
Показать АннотациюВ работе мы исследовали механизмы воздействия коронного разряда на поверхности слабопроводящих сред и провели эксперименты по изучению эффективности приложений коронного разряда в сельском хозяйстве и животноводстве. В частности, мы провели эксперименты по воздействию коронного разряда для удаления паров аммиака в воздухе, и удалении плесени с поверхности зараженных зерен. Полученные результаты показали, что коронный разряд эффективен в устранении аммиака в воздухе, до 2.5 раз за промежуток времени 15 минут. В экспериментах по исследованию удаления грибка с поверхности зерен сельскохозяйственных культур при помощи коронного разряда достигались результаты практически полного его удаления с поверхности зерен при временах обработки до 3 часов.
Показать АннотациюНа основе методов эквивалентных замещений и связанных волновых толщин построен алгоритм численно-аналитического расчёта значений толщин интерференционной просветляющей структуры («π структуры») для произвольного числа составляющих её слоёв. Полученный алгоритм позволяет синтезировать структуры, обеспечивающие заданный коэффициент отражения на всем непрерывном множестве значений от 0 до 1 для любых встречающихся на практике показателей преломления как материалов слоев структур, так и материалов сред, ограничивающих структуру. Корректность полученного алгоритма и работоспособность метода подтверждена численным экспериментом.
Показать АннотациюИсследованы процессы рассеяния носителей тока в топологическом изоляторе Bi1.08Sn0.02Sb0.9Te2S при помощи двух независимых методов: измерений сопротивления и нерезонансного микроволнового поглощения (МВП). Получены температурные зависимости сопротивления и амплитуды МВП. При низких температурах основной вклад в сопротивление вносят проводящие поверхностные состояния. Из сравнения температурных зависимостей сопротивления и микроволнового поглощения было определено, что время рассеяния носителей тока велико по сравнению с периодом колебаний микроволнового поля, что говорит о редких актах рассеяния, и косвенно может указывать на явление слабой антилокализации. Для проверки этого предположения были получены зависимости сопротивления и нерезонансного МВП от магнитного поля. Анализ полученных результатов подтвердил наличие вклада в проводимость от слабой антилокализации. Сделаны оценки длины фазовой когерентности lϕ при температурах 1.5 К и 4.2 К. Большие значения этого параметра указывают на перспективность применения данных соединений для создания практических устройств электроники и спинтроники.
Показать АннотациюСейчас одним из наиболее перспективных методов создания сенсоров электрического заряда с субэлектронной чувствительностью и широким диапазоном рабочих температур от милликельвин до комнатной является изготовление полупроводникового нанопровода. Высокая чувствительность и комнатная рабочая температура необходимы для нормальной работы таких инновационных устройств, как эффективный, быстрый и недорогой секвенатор ДНК зарядового типа. Целью настоящей работы является разработка и изготовление сенсоров электрического заряда на основе кремниевых нанопроводов с толщиной менее 20 нм, шириной 30-50 нм со сформированными на них площадками для иммобилизации одиночных молекул ДНК-полимеразы. Образцы изготавливались на подложках КНИ с применением фото- и электронной литографии, ионно-плазменного травления и жидкостного травления, магнетронного и электронно-лучевого напыления. Для реализации предельно малых кремниевых нанопроводов с площадками для иммобилизации молекул полимеразы были разработаны три способа: 1) формирование одиночной золотой точки на нанотранзисторе в результате их точного совмещения при экспонировании точки; 2) формирование одиночной точечной площадки и канала-нанопровода методом теневого напыления; 3) напыление предельно тонкой несплошной гранулированной пленки золота на область формирования нанопровода. Измерения электронного транспорта через изготовленные нанотранзисторы показали, что их сопротивления, лежащие в диапазоне 1-2 ГОм, сильно зависят от напряжения на затворе. Зарядовая чувствительность сенсоров менее 1 е/Гц^(1/2). По оценке, такой чувствительности может быть достаточно для регистрации выброса одиночного протона при встраивании единичного нуклеотида в ДНК.
Показать АннотациюИсследуются композиционные материалы на основе системы пористых кремниевых наностержней и наночастиц золота и оксида никеля методами импедансной спектроскопии. Было показано, что композиты на основе кремниевых наностержней и оксида никеля характеризуются фрактальной структурой, для композиционных материалов на основе наноструктурированного кремния и золота при комнатных температурах наблюдается эффект накопления влаги.
Показать АннотациюПредставлено исследование сенсорных покрытий из наностержней оксида цинка к парам изопропилового спирта при активации газочувствительности с помощью облучения в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Показано, что облучение ультрафиолетовым светодиодом с пиковой длиной волны 370 нм обеспечивает газочувствительность сенсорного покрытия к парам изопропилового спирта при комнатной температуре. Снижение потребляемой мощности светодиода до 100 мВт за счет увеличения скважности подаваемого напряжения при периоде импульсов 2 мс приводит к несущественному снижению чувствительности. Также показано, что сочетание нагрева до 150 °C с ультрафиолетовым облучением сенсорного покрытия приводит к увеличению отклика. Для активации газочувствительности в видимом диапазоне наностержни оксида цинка были декорированы коллоидными квантовыми точками AgInS2. Показано, что оксид цинка и коллоидные квантовые точки AgInS2 с оболочкой из меркаптопропионовой кислоты формируют гетеропереход, а декорирование наностержней оксида цинка коллоидными квантовыми точками обеспечивает сенсибилизацию оксида цинка к облучению в видимой области. Сенсибилизация наностержней ZnO коллоидными квантовыми точками AgInS2 обеспечила газочувствительность к парам изопропилового спирта при комнатной температуре в условиях освещения с пиковой длиной волны 460 нм.
Показать АннотациюПолулептонные процессы с переходом между флейворами одного заряда с парой нейтрино в конечном состоянии довольно точно предсказываются в Cтандартной Mодели (СМ) и, таким образом, являются уникальными пробниками возможной Новой физики (НФ). До недавнего времени низкая эффективность восстановления $B\to K^{(*)} \nu\bar{\nu}$ состояний приводила к тому, что они оказывались в проигрыше по сравнению с заряженными лептонами в конечном состоянии. Однако последние результаты Belle II по измерению $B^+\to K^+ \nu\bar{\nu}$ используют инновационный метод инклюзивной маркировки, обеспечивающий более высокую эффективность; это вместе с предыдущими результатами BaBar и Belle указывает на возможное усиление $BR(B^+\to K^+ \nu\bar{\nu})$. Ожидается, что повторный анализ полного набора данных Belle вместе с новыми данными Belle II приведет к гораздо более точному измерению этих состояний. Если бы действительно было обнаружено, что относительная вероятность распада ($BR$) увеличивается по сравнению со СМ, это указывало бы на однозначный сигнал для НФ без неопределенностей, возникающих из-за дальнодействующих нефакторизуемых эффектов или степенных поправок (в отличие от $B\to K^{*}ll$). В настоящей работе мы исследовали возможности такого усиления как сигнала НФ в рамках сценария, рассмотренного в работе \cite{1}. Данный сценарий также может объяснить некоторые другие отклонения, наблюдаемые как в нейтральных, так и в заряженных распадах В-мезонов.
Показать АннотациюОсцилляции нейтрино в магнитном поле рассматриваются в пертурбативном квантовом теоретико-полевом подходе с зависящим от расстояния пропагатором. Данный формализм применен для описания конкретных процессов осцилляций солнечных нейтрино, учтена протяженность и неоднородность источника, которым является ядро Солнца. Получены асимптотические формулы для вероятности нейтринных осцилляций в случаях, когда нейтрино детектируются через взаимодействие со слабыми заряженным и нейтральным токами. Показано, что полученные результаты хорошо согласуются с результатами экспериментов по измерению потока солнечных нейтрино.
Показать АннотациюВ связи с увеличивающейся точностью экспериментальных данных и наличием отклонений, наблюдаемых на Большом Адронном Клддайдере, обсуждается вопрос точности расчетов массы бозона Хиггса, идентифицируемого с наблюдаемым, в режимах МССМ при массах СР-нечетного бозона Хиггса, больших и меньших массы топ-кварка. Показано, что если при $m_A > m_t$ вкладами от радиационных поправок к операторам размерности 'шесть' эффективного хиггсовского потенциала МССМ можно пренебречь, то в режиме $m_A < m_t$ описание сценариев с легким псевдоскаляром становится возможным только при учете дополнительных поправок к этим операторам. Характерной особенностью таких сценариев являются значения параметров модели $M_S$=1--2 ТэВ, $\tg \beta$=2--5, $A_{t,b}, \mu \gtrsim M_S$, удовлетворяющих условиям вакуумной стабильности, пертурбативной унитарности, пределу настройки связей.
Показать АннотациюРазработан феноменологический подход к построению релятивистской модели термо-вязко-упругости, кардинальным элементом которой стало обобщенное уравнение Бюргерса. В качестве ключевого шага мы построили нелокальное обобщение модели Израэля-Стьюарта для релятивистской причинной термодинамики однородной, изотропной космической жидкости, в которой коэффициент при интегральном операторе отвечает за упругие свойства среды. На основании второго закона термодинамики получено интегро-дифференциальное уравнение для эволюции скаляра неравновесного давления и показано, что дифференциальная версия этого уравнения является релятивистским аналогом уравнения Бюргерса, описывающего вязко-упругие процессы в классических средах. Основываясь на полученных таким образом уравнениях для модели среды с объемной вязко-упругостью, мы высказали гипотезу о том, что уравнения для модели со сдвиговой вязко-упругостью также можно представить с помощью соответствующего релятивистского обобщения уравнения Бюргерса; иными словами, уравнение для бесследовой сдвиговой части тензора неравновесного давления получено нами феноменологическим путем по аналогии с точным уравнением для объемной части этого тензора.
Показать АннотациюИсследуется влияние нарушения подрешеточной симметрии в расширенной модели Хаббарда на положение фазового перехода полуметалл-антиферромагнетик. Показывается, что задание отличающихся на подрешетках значений интенсивности взаимодействия электронов на одном узле приводит к сдвигу точки фазового перехода. Обсуждается связь с формированием спинового конденсата на подрешетках. Демонстрируются изменения в кинетической и потенциальной энергиях электронов.
Показать АннотациюПредложена общая процедура введения полей Штюкельберга с приводимой калибровочной симметрией. Показано, что данная процедура позволяет построить дуальные формулировки с высшими производными массивных представлений спина 1 и 2. В частности, продемонстрировано, что массивный спин 1 может быть описан антисимметричным тензором второго ранга, а массивный спин 2 - бесследовым тензором четвёртого ранга с диаграммой Юнга типа «окно». Также показано, что различные фиксации калибровки в действии Штюкельберга позволяют переключаться между возможными дуальными формулировками рассматриваемых теорий.
Показать АннотациюПравила преобразования полей при обычной фермионной Т-дуальности требуют антикоммутации фермионных изометрий, что приводит к комплексным спинорам Киллинга и к комплексным дуальным фонам. Мы обобщаем данные преобразования полей в случае неантикоммутирующих фермионных изометрий и показываем, что результирующие фоны являются решениями двойной теории поля. Для наглядности приведены явные простые примеры преобразований неабелевой фермионной Т-дуальности в пространстве Минковского, дающие как комплексные, так и действительные фоны. Некоторые из наших примеров с помощью бозонной Т-дуальности можно сделать обычными супергравитационными решениями, другие же, напротив, являются чисто негеометрическими решениями. Приведена классификация геометрических и негеометрических решений и их связь с дуальным временем.
Показать АннотациюПредложен метод построения уравнений обобщенной 10D супергравитации при помощи неунимодулярных би-Киллинговых деформаций Янга–Бакстерa. Представленный подход обобщен на 11D случай. При помощи неунимодулярных три-Киллинговых обобщенных деформаций Янга–Бакстера получено обобщение уравнений 11D супергравитации.
Показать АннотациюДля классов V и VI моделей Бианки, описывающих эволюцию анизотропной пространственно однородной ранней Вселенной с глобальным магнитным полем, исследована проблема формирования электрического поля, индуцированного взаимодействием фотонов с аксионной темной материей. Проблема исследована в рамках авторской версии нелинейной аксионной электродинамики. Показано, что только для частной модели Бианки-VI0 симметрия магнито-электрической полевой конфигурации совместна с пространственной симметрией модели. Для модели данного типа найдены точные решения электродинамических уравнений и установлено, что эволюция аксионно-индуцированного электрического поля может сопровождаться его аномальным ростом.
Показать АннотациюВ Стандартной модели (СМ) нейтральные $b \to s$ и $b \to d$ токи с изменением аромата, индуцированные петлевыми диаграммами, являются стандартными экспериментальными каналами для тестирования СМ, а также поисков возможной <<Новой физики>>. Чисто аннигиляционные распады $B$-мезонов представляют значительный интерес, так как они чрезвычайно малы в СМ, и эффекты Новой физики могут существенно увеличивать их ширины распада. Радиационные и полулептонные распады с рождением $\phi$-мезона, являясь предметом экспериментальных поисков на Большом адронном коллайдере (БАК) и $B$-фабрике SuperKEKB,~--- типичные примеры процессов аннигиляционного типа. % На их относительные вероятности получены следующие верхний пределы: % ${\cal B} (B^0 \to \phi \gamma) < 1.0 \times 10^{-7}$ и ${\cal B} (B^0 \to \phi \mu^+ \mu^-) < 3.2 \times 10^{-9}$. В настоящей работе обсуждается полулептонный распад аннигиляционного типа $B^0 \to \phi \ell^+ \ell^-$, где $\ell$ -- заряженный лептон, и представлены теоретические предсказания для его относительной вероятности в рамках метода слабых эффективных гамильтонианов без учета влияния $\omega-\phi$-смешивания. Исследуется зависимость относительной вероятности от выбора модели амплитуд распределения $B$-мезона, входящих в вероятность посредством первых обратных моментов. Полная относительная вероятность распада $Br \sim 10^{-12}$ на три порядка меньше ограничения, полученного коллаборацией LHCb, однако имеются механизмы увеличения этой вероятности, которые требуют дополнительного исследования.
Показать АннотациюВ настоящей работе приведены предварительные результаты по изучению сечения рождения пар чармониев и боттомониев в процессе однобозонной $e^+e^-$~аннигиляции. Процессы изучались на широком диапазоне энергий, которые будут достигнуты на будущих $e^+e^-$~коллайдерах, таких как ILC и FCC. Рассмотрен вклад цветовых синглетов в рождение векторных и псевдоскалярных состояний. Учитывались КХД и электрослабый механизмы рождения, их однопелтевые поправки, а также их интерференции. Рассматривались оба промежуточных бозона: $\gamma$ и $Z$. Все вычисления выполнены с использованием пертурбативной техники и НРКХД-факторизации.
Показать АннотациюВ рамках релятивистской кварковой модели, основанной на квазипотенциальном подходе и квантовой хромодинамикe, проведён расчёт масс основных и возбуждённых состояний тетракварков, составленных из очарованного $c$ и прелестного $b$ кварков и антикварков. Последовательно учтены релятивистские эффекты. Тетракварк рассматривается как связанное состояние дикварка и антидикварка. С помощью форм-факторов дикварк-глюонного взаимодействия произведён учёт конечного размера дикварка. Показано, что большинство исследованных состояний тетракварков лежат над порогами распадов на пару кваркониев, вследствие чего они могут наблюдаться как широкие резонансы. Узкое состояние $X(6900)$ в спектре парного рождения $J/\psi$-мезона, недавно обнаруженное коллаборацией LHCb на Большом Адронном Коллайдере, соответствует возбуждённому состоянию четырежды очарованного тетракварка.
Показать АннотациюПоверхностный тензор энергии-импульса получен для действия идеальной жидкости с переменным числом частиц в эйлеровых переменных. Продемонстрировано, что в отсутсвии внешних полей «внешнее давление» и «внешний поток» связаны с рождением частиц двойным слоем. Для времениподобных и пространственноподобных сферически-симметричных сингулярных гиперповерхностей уравнения движения, наряду с условиями Лихнеровича, выражены с помощью инвариантов сферической геометрии. Показано, что для сферически-симметричных тонких оболочек непрерывны двумерная скалярная кривизна и двумерный лапласиана от радиуса. В качестве приложений исследованы сферически-симметричные времениподобные и пространственноподобные сингулярные гиперповерхности, разделяющие два решения сферически-симметричной конформной гравитации, в частности, использованы различные вакуумы и решения типа Вайдья.
Показать АннотациюЦель работы: изучение морфологии остатка сверхновой RX J0852.0-4622 в разных диапазонах длин волн для установления расстояния до объекта и его возраста. Материалы и методы: в работе использовались данные об излучении RX J0852.0-4622 в экстремальном ультрафиолете на длине волны 83 Å, полученные спутником EUVE. Для расчета скорости счета фотонов от остатка была написана программа, позволяющая проводить требуемую обработку файлов в формате FITS. Вычисление потока УФ излучения было проведено при помощи программного обеспечения PIMMS. Морфология остатка была определена по его изображениям в УФ, рентгене, радио и гамма-диапазонах. Результаты: поток экстремального УФ излучения от RX J0852.0-4622 принимает значения в диапазоне 2.128-6.390 фотонов см^(-2) c^(-1) . Морфология остатка сверхновой RX J0852.0-4622 имеет биполярное строение: выявлена двух-кольцевая структура. Расстояние до Vela Jr.: 275 парсек, возраст остатка: 600-1200 лет. Заключение: рассчитанный поток экстремального УФ свидетельствует о близком расположении объекта относительно Земли. Полученные значения расстояния до остатка RX J0852.0-4622 и его возраста говорят о том, что Vela Jr. является крайне близким к Земле молодым остатком сверхновой.
Показать АннотациюИзучены оптические искажения серия телескопов СФЕРА. Сферическое зеркало создает на мозаике телескопа изображение искаженной формы по сравнению с формой изображаемого объекта. Искажения тем больше, чем дальше расположен объект от оси зеркала. Фактически происходит сжатие пространства изображения в радиальном направлении. Эти искажения мешают дальнейшей обработке образов ШАЛ, регистрируемых мозаикой ФЭУ телескопа. Возникает необходимость компенсировать эти искажения образов, чтобы приблизить их форму к форме изображаемых объектов, в нашем случае — пятен черенковского света на снегу от ШАЛ.
Показать АннотациюВ настоящей работе найдена аппроксимирующая функция, позволяющая описывать функцию пространственного распределения черенковского света индивидуальных широких атмосферных ливней от различных первичных ядер с энергиями 1-100 ПэВ и зенитными углами до 20 градусов с точностью не хуже 10\% в диапазоне расстояний 0-500 м от оси ливня. Аппроксимация изначально предназначалась для обработки событий эксперимента СФЕРА-2, но она также может быть применена для любого эксперимента, который использует функцию пространственного распределения на уровне поверхности Земли. Проведено сравнение с более простой аппроксимирующей функцией, также используемой при обработке эксперимента СФЕРА-2, и функцией, применяемой в эксперименте TAIGA.
Показать АннотациюВ работе представлена феноменологическая модель, предсказывающая поведение магнитного материала вблизи фазового перехода первого рода при одновременном воздействии нескольких обобщенных сил: магнитного поля, температуры и внешнего давления. На сегодняшний день существует огромное разнообразие такого рода моделей, основывающихся на классическом термодинамическом подходе Бина и Родбелла 1962 года. Одним из основных их недостатков является использование линейной зависимости температуры Кюри от изменения объема кристаллической решетки, тем самым ограничивая их применимость в узком интервале температур и давлений. Согласно возникшей парадигме при создании принципиально нового поколения магнитных рефрижераторов предполагается настраивать температуру фазового перехода рабочего тела в широком интервале температур вплоть до криогенных. Последнее потребует приложение больших давлений до 1 ГПа. Предсказание поведения материала при таких экстремальных условиях потребовало уточнения построенных моделей: учет фононного вклада в потенциал Гиббса системы, и переработка влияния внешнего давления на поведение материал. Построенная модель позволила предсказать изменения температуры Кюри под действием внешнего давления и магнитного поля, оценить величину внутреннего гистерезиса, а также определить необходимую величину внешнего давления для минимизации полевой гистерезис при изотермическом процессе намагничивание - размагничивание.
Показать АннотациюВ настоящее время электропроводящие полимеры, созданные в конце XX века, привлекают внимание исследователей благодаря разнообразию их механических и оптических свойств, а также высокой проводимости. Наиболее заслуживающим внимание полимером является полидифениленфталид – ПДФ. Анализ существующих данных показал, что к настоящему времени получена достаточно большая информация о физических свойствах ПДФ образцов, но практически отсутствуют данные о влиянии полимера, входящего в состав композитных многослойных магнитных систем, на их магнитооптические свойства. Кроме того, особый интерес заслуживает изучение ранее неисследованных спектральных зависимостей экваториального эффекта Керра (ЭЭК) для трехслойных систем Fe/ПДФ/Fe систем, с помощью которого можно получить информацию об электронной и магнитной структуре образцов. Следует отметить, что магнитные характеристики и особенности магнитополевого поведения Fe/ПДФ/Fe систем были исследованы и опубликованы авторами данной работы ранее в журнале «Физика твердого тела», том 60, выпуск 9. ст. 1693. Вместе с тем магнитооптические свойства этих систем практически не изучались. Учитывая этот факт, представленная работа посвящена магнитооптическому исследованию трехслойных Fe/ПДФ/Fe низкоразмерных тонкопленочных магнитных систем. В работе впервые представлены результаты исследования магнитооптических свойств трехслойных Fe/ПДФ/Fe низкоразмерных тонкопленочных магнитных систем. Измерения выполнены на магнитооптическом магнитометре с помощью экваториального эффекта Керра. Обнаружено, что значения поля насыщения, наблюдаемые для изучаемых тонкопленочных систем, зависят от толщины, как слоя железа, так и ПДФ слоя. Этот факт объясняется взаимодействием ферромагнитных слоев с ПДФ слоями. Обнаружено, что вид спектральных зависимостей экваториального эффекта Керра, наблюдаемый для Fe/ПДФ/Fe тонкопленочных систем с толщиной железа, равной 30 нм, подобен магнитооптическим спектрам, обнаруженным для ферромагнитных пленок. Вместе с тем величина магнитооптического эффекта зависит от толщины ПДФ слоя – в частности, уменьшается при увеличении толщины ПДФ прослойки. Этот факт объясняется уменьшением влияния слоя ферромагнитного металла на магнитооптический сигнал с ростом толщины неферромагнитной прослойки.
Показать АннотациюУдельная скорость поглощения электромагнитной энергии SAR (Specific Absorption Rate) является наиболее важным параметром, характеризующим эффективность процесса нагрева при проведении процедуры магнитной гипертермии. Дальнейшее повышение эффективности преобразования электромагнитной энергии в тепловую невозможно без более глубокого понимания физических механизмов преобразования энергии и выработки новых подходов к увеличению величины SAR. Целью данной работы является экспериментальное изучение характера зависимости величины SAR от амплитуды магнитного поля для магнитных наночастиц (МНЧ) ферритов ZnMn и выявление вклада ненулевой ширины петли гистерезиса в нагрев МНЧ. МНЧ ферритов ZnMn были получены методом химического соосаждения. Проведенные экспериментальные исследования показывают, что в крупных МНЧ характер поведения величины SAR существенно изменяется по мере увеличения амплитуды электромагнитного поля (ЕМ) , что связано с изменением скорости увеличения площади петли гистерезиса при возрастании амплитуды ЕМ поля. Это позволяет сделать вывод о том, что в крупных МНЧ гистерезисный механизм нагрева является доминирующим и МНЧ размером более 13нм являются не менее перспективными, чем малые суперпарамагнитные частицы (<10нм). Сделан вывод, что с учетом критерия Брезовича выбор величины поля на уровне 100 Э более целесообразен для клинической практики применения данных МНЧ.
Показать АннотациюВ данной работе проводится исследование твердых растворов системы $(1-x)$Pb(Fe$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_3$—$x$Pb(Fe$_{2/3}$W$_{1/3}$)O$_3$ с помощью рентгенографии и Мессбауэровской спектроскопии. Для получения твердых растворов использовался метод двухстадийного твердофазного синтеза и спекания по обычной керамической технологии. Получены беспримесные ТР системы ($(1-x)$Pb(Fe$_{1/2}$Nb$_{1/2}$)O$_3$—$x$Pb(Fe$_{2/3}$W$_{1/3}$)O$_3$. Выявлено отклонение параметров ячейки от правила Вегарда, что свидетельствует о расслоении структуры на микрообласти отличающиеся составом. Установлено возникновение кластеризации ионов Fe$^{3+}$ в B-подрешетке. Показано, что введение в систему PbFe$_{2/3}$W$_{1/3}$O$_3$ приводит к частичному упорядочению катионов в B-положении.
Показать АннотациюСтатья посвящена экспериментальному исследованию теплоёмкости CP(T) неорганических клатратов VII-го типа: SrNi2P4 и BaNi2P4 в низкотемпературном диапазоне 2 – 300 К. Изучаемые соединения были синтезированы с помощью двухэтапного ампульного метода. Наблюдаемые диффузные максимумы CP(T) около 5 K связаны с влиянием двухуровневых систем в подрешетке гостевых атомов. Совместный анализ температурной зависимостей теплоемкости обоих клатратов с использованием данных температурной зависимости параметров решётки в рамках модели Дебая-Эйнштейна позволил определить характеристические температуры клатратных каркасов, атомов гостей, а также параметров двухуровневых систем. Так же обсуждается взаимосвязь полученных параметров с особенностями кристаллические структуры клатратов VII-го типа.
Показать АннотациюОднофотонные детекторы, в том числе различающие число фотонов, играют ключевую роль в экспериментальных исследованиях в области квантовой оптики и квантовой информатики. Однако такие детекторы имеют ряд недостатков, и выбор детектора всегда является компромиссным решением [1] между такими характеристиками как квантовая эффективность, мертвое временя и т.д. Ввиду этого при проведении измерений теряется и искажается часть информации, что негативным образом сказывается на получаемых экспериментальных данных. В проведенном исследовании предлагается метод для проведения томографии детекторов, различающих число фотонов. Посредством предложенного метода восстанавливаются основные характеристики детекторов и источников излучения. Выполняется проверка предлагаемого метода на простейших моделях.
Показать АннотациюС использованием программного пакета GEANT4 осуществлено моделирование процесса радиационной стерилизации костных образцов для двух наиболее распространенных источников – потока гамма-квантов и ускоренных электронов. Показано, что при стерилизации гамма-квантами даже при малой исходной энергии потока (0,5 МэВ) имеет место высокая степень равномерности распределения величины поглощенной дозы, а как следствие – равномерность получаемого стерилизующего воздействия. При такой же энергии пучка ускоренных электронов основная часть поглощенной дозы приходится на поверхностную область. Увеличение энергии пучка электронов до 3 МэВ позволяет получить более равномерное распределение величины поглощенной дозы по объему костного фрагмента, а применение двустороннего облучения обеспечивает эффективное стерилизующее воздействие даже на центральную область имплантата. Полученные результаты позволили выявить закономерности формирования картины распределения величины поглощенной дозы в зависимости от параметров электронного пучка, условий и геометрии процесса облучения и выработать на этой основе практические рекомендации по оптимизации режимов радиационной обработки костного имплантата с использованием быстрых электронов. Это позволит обеспечить равномерную обработку костных фрагментов с размерами, характерными для применения в костной пластике.
Показать Аннотацию