Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
Предложен алгоритм расчета первого и второго тонов сердца на основе колебательной модели с двумя степенями свободы. В модели учтены упругие параметры аортального и легочного клапанов, движение крови в близлежащих сосудах и их упругие колебания. Сила, действующая на легочный клапан во время его закрытия, рассчитывалась на основе разности давлений в правом желудочке и легочной артерии, которые определялись из данных катетеризации правых отделов сердца. Рассчитанные профили тонов сердца сравнивались с измеренными сигналами фонокардиограмм, зарегистрированными в процессе катетеризации. Показано хорошее соответствие сигналов при оптимальном выборе параметров клапана и сосудов. Выяснено, что соотношение пиков, частота и длительность сигналов тонов сердца наиболее чувствительны к величине скорости изменения давления при закрытии клапанов. Показано, что с помощью разработанной модели возможно прогнозировать вид профиля давления в правом желудочке после приема препарата для лечения легочной гипертензии. Результаты, полученные с использованием алгоритма, могут быть использованы для более детального понимания генерации тонов сердца у человека в норме и при патологии, а также разработки новых методов диагностики заболеваний сердца.
Показать АннотациюВ рамках численного моделирования выполнено сравнительное исследование итерационного и функционально-аналитического алгоритмов решения обратной задачи рассеяния, при восстановлении возмущений скорости звука и поглощения. Математическая сторона этих алгоритмов была ранее изложена в работах Р.Г. Новикова для уравнения Шредингера. В настоящей работе для случая двумерного скалярного уравнения Гельмгольца продемонстрированы эффективность итерационного алгоритма при восстановлении рассеивателей средней силы и преимущества функционально-аналитического подхода при восстановлении сильных рассеивателей, что соответствует известным теоретическим оценкам сходимости этих алгоритмов. Для улучшения сходимости итераций используется процедура фильтрации в пространстве волновых векторов, реализующая постепенный учет высокочастотных составляющих пространственного спектра функции рассеивателя.
Показать АннотациюНесмотря на многолетние исследования космических гамма-всплески (GRB) и гамма-вспышек земного происхождения (TGF), остается много открытых вопросов о модели генерации гамма-излучения этими источниками. Предполагается, что измерение линейной поляризации излучения может дать ответ на ряд нерешенных вопросов физики явлений. При регистрации гамма-излучения сцинтилляционными детекторами также возникает проблема мертвого времени, в течение которого прибор не способен зарегистрировать вновь поступивший квант излучения. Оно начинает играть существенную роль, когда поток гамма-излучения приближается к обратной величине мертвого времени детектора. Такие проблемы и возникают при регистрации гамма-вспышек земного происхождения и наиболее мощных космических гамма-всплесков. Однако с помощью сегментирования детектора можно с одной стороны уменьшить влияние мертвого времени, а с другой стороны измерить поляризацию излучения. В работе проведено моделирование регистрации поляризации излучения сегментированным сцинтилляционным детектором с помощью программного пакета Geant4.
Показать АннотациюВ данном исследовании были изучены дисперсионные свойства медленных магнитоакустических (МА) волн, которые распространяются в термически активной плазме. Для параметров плазмы, соответствующих «теплой» корональной петле, была рассчитана фазовая скорость медленных МА волн в приближении тонких потоковых трубок, как функция периода волн для различных сценариев коронального нагрева. Рассмотрен сценарий нагрева, основанный на наблюдениях затухающих медленных МА волн в долгоживущих корональных структурах Наличие магнитного поля в сценарии нагрева привело к зависимости модифицированной трубочной скорости, нового длинноволнового предел фазовой скорости при наличии теплового дисбаланса, от показателя степени у магнитного поля. А также был рассмотрен волновой сценарий нагрева, зависящий от показателя мощности спектра частот излучателя, который привел к неустойчивости энтропийных волн и устойчивости МА волн.
Показать АннотациюОпределен амплитудный дефект полупроводникового стрипового детектора КДПС-1К в зависимости от массы и энергии регистрируемых тяжелых ионов. Произведены энергетические калибровки детектора с использованием источника α-частиц 226Ra, а также проведены калибровочные измерения на ускорителе ИЦ-100 в Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований на пучках ионов 20Ne, 40Ar, 86Kr, 132Xe. Проведены исследования по измерению эффективной толщины «мертвого слоя» полупроводникового детектора и внесена поправка на потери энергии в этом слое. Представлено выражение для оценки поправки на амплитудный дефект при измерении энергии продуктов реакции в области энергий от 20 до 100 МэВ и масс от 20 до 132 а.е.м.
Показать АннотациюЦель данной работы заключается в определении чувствительности эксперимента NA62 к поиску запрещенного в Стандартной Модели распада $\pi^{0}\rightarrow3\gamma$, который нарушает принцип C-инвариантности электромагнитных взаимодействий, и разрешенного в Стандартной Модели распада $\pi^{0}\rightarrow4\gamma$. Текущий верхний предел на относительную вероятность распада $\pi^{0}\rightarrow3\gamma$ ($\pi^{0}\rightarrow4\gamma$) составляет $3.1\times10^{-8}$ ($2\times10^{-8}$) с доверительным интервалом $90\%$. В качестве источника $\pi^{0}$ в настоящей работе используется распад $K^{+}\rightarrow\pi^{+}\pi^{0}$. Разработаны критерии отбора событий с тремя или четырьмя регистрирующимися продуктами от распадов $\pi^{0}$ на установке NA62. Детектор эксперимента NA62 и физические процессы в нем моделировались методом Монте-Карло с помощью специализированного пакета Geant4. Чувствительность эксперимента к одному сигнальному событию $\pi^{0} \rightarrow 3\gamma$ ($\pi^{0} \rightarrow 4\gamma$) без учета фоновых процессов составляет $\mathcal{O}(10^{-9})$, что на один порядок лучше текущих верхних пределов с доверительным интервалом $90\,\%$. Учет фоновых событий для каждого из распадов приводит к ухудшению чувствительности эксперимента NA62 до уровня текущих ограничений.
Показать АннотациюОсновной проблемой рассматриваемой в данной работе является проблема переработки Отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Минорные актиниды вносящие основной вклад в радиоактивность ОЯТ представляют из себя большую опасность в долгосрочной перспективе. В качестве одного из возможных решений данной проблемы предлагается выжигание минорных актинидов, путем добавления их к топливу реактора на быстрых нейтронах. Основным объектом настоящего исследования является активная зона реактора на быстрых нейтронах. В качестве прототипа был выбран реактор на быстрых нейтронах РБЕЦ. Целью работы стало исследование эффективности использования Кюрия в качестве фракции к топливу реактора РБЕЦ. В ходе исследования была разработана гетерогенная расчетная модель активной зоны реактора РБЕЦ с кюрием в качестве фракций к топливу, а также произведен расчет нейтронно-физических характеристик активной зоны. Данные расчеты были произведены с использованием программного комплекса «Serpent». В результате исследования были рассчитаны нейтронно-физические характеристики активной зоны с модифицированным топливом, а также произведено сравнение с нейтронно-физическими характеристиками, полученными для стандартного уран-плутониевого топлива.
Показать АннотациюВ работе представлены результаты изучения влияния аксиального профилирования выгорающего поглотителя в твэгах ТВС реактора ВВЭР-1200. Профилирование проводилось посредством разбиения твэга на 5 равных зон по высоте, в которых перераспределялись доли Gd, основываясь на данных о распределении плотности потока нейтронов по высоте твэга исходной модели. На следующем этапе проводился пересчет концентраций остальных изотопов таким образом, чтобы общее число ядер каждого изотопа в твэге до и после пересчета оставалось неизменным. Получены данные о снижении темпа потери реактивности, что позволяет выдвинуть утверждение о возможности продления топливной кампании. Проведена оценка изменения коэффициента воспроизводства, исследовано влияние профилирования на безопасность с позиции эффектов реактивности, доли запаздывающих нейтронов. Существенного влияния на КВ и долю запаздывающих нейтронов технология профилирования твэга не оказала, Доплер-эффект оказался практически идентичным, плотностной эффект реактивности в начале кампании оказался более отрицательным, в конце менее. Рассмотрено накопление минорных актинидов (МА). Результаты показали, что после профилирования концентрации МА возрастают. Данный аспект был обоснован расчётом ячейки твэг, который показал, что после профилирования спектр нейтронов затепляется на 50% вследствие чего возрастают скорости реакций накопления МА. Снятые параллельно данные об энерговыделении в соседних таблетках на границах зон профилирования показали значительный градиент энерговыделения ближе к периферии, порядка 15%. Данный результат требует обоснования безопасности с позиции термомеханики.
Показать АннотациюС помощью Монте-Карло генератора HYDJET++ было проведено исследование азимутальной анизотропии рождающихся частиц в соударениях Xe–Xe при энергии \sqrt{s_{NN}} = 5.44 ТэВ и Pb–Pb с энергией 5.02 ТэВ на пару нуклонов в системе центра масс. Проведено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными установки Компактный мюонный соленоид (CMS) на Большом адронном коллайдере (LHC) в Европейском центре ядерных исследований (CERN).
Показать АннотациюПодобрана перспективная альтернатива диоксиду урана и обосновано её применение для расширения ресурсного обеспечения современной ядерной энергетической промышленности.В качестве топлива использовался торий-плутониевый композит, обогащенный до 7% по плутонию, загружаемый в тепловыделяющие элементы в виде таблеток. Для достижения наибольшей продуктивности изменено водно-топливное отношение до 1,2, позволяющее добиться рекордной кампании в 1287,5 суток на номинальной мощности. Расчетные исследования выполнены с использованием верифицированного расчетного кода WIMS-D5B (ENDF/B-Ⅶ.0) и современного константного обеспечения. Моделирование нейтронно-физических характеристик установки произведено с учетом изменения внутренней структуры микрогранулированного топлива, вызванного протеканием контролируемой реакции деления и последующей миграцией осколков деления. Мощность при расчетах параметров реактора принимается неизменной, равной максимально достижимой.
Показать АннотациюВ работе рассмотрено влияние добавления диоксида америция в топливо на нейтронно-физические характеристики (НФХ) тепловыделяющей сборки реактора типа ВВЭР-1200 (модель В-392М). Моделирование осуществлялось с условиями радиального отражения и аксиальной утечки. Оценивались коэффициент размножения, неравномерность энерговыделения, коэффициент воспроизводства, доля запаздывающих нейтронов, изменение массы америция в топливе. Расчеты выполнены в программном комплексе Serpent 2. Использовалось константное обеспечение Jeff 3.1.1. Рассматривалась статистика 107 нейтронных историй. Статистическая погрешность коэффициента размножения ~0.02%, доли запаздывающих нейтронов 0.1%, коэффициента воспроизводства 0.05%, для неравномерности энерговыделения и изменения изотопного состава топлива оценка не производилась. Результаты показали преимущественные показатели при добавлении оксида америция в топливо с позиции оценки коэффициента размножения, коэффициента воспроизводства. В противовес ухудшилась доля запаздывающих нейтронов. Неравномерность энерговыделения по ТВС не претерпела каких-либо изменений. Спектр нейтронов остался идентичным исходной ТВС. В итоге в рамках моделирование возможность сжигания Am241 в тепловом реакторе подтверждена.
Показать АннотациюВ рамках линейной теории длинных волн на основе точного аналитического решения одномерной задачи исследуются особенности генерации гравитационных поверхностных волн при движении недеформируемого оползневого тела. Получены явные выражения, описывающие энергию волн, а также силу волнового сопротивления. Установлено, что накачка энергии к волнам, а, следовательно, и действие силы волнового сопротивления, ограничены во времени. Показано, что расчёт силы волнового сопротивления по мгновенным параметрам движения тела невозможен в силу того, что величина этой силы определяется предысторией движения оползневого тела. Оценки величины силы волнового сопротивления позволяют утверждать, что она может быть сопоставима с силами «сухого» и турбулентного трения.
Показать АннотациюВ данной работе проведены исследования изменений фильтрационных свойств и внутренней структуры пород-коллекторов подземных хранилищ газа (ПХГ), вызванных воздействием неравномерного поля напряжений в ходе реализации способа повышения проницаемости пород призабойной зоны скважин - метода направленной разгрузки пласта (НРП). Исследования проводились с помощью высокоразрешающего рентгеновского микротомографа ProCon X-Ray CT-MINI Института проблем механики РАН. Проведены разномасштабные сканирования образцов ПХГ с развитой системой макротрещин, образовавшейся после геомеханического моделирования процесса реализации метода НРП. Получены 3D структуры внутреннего пространства пород, на базе которых проведено численное моделирование процессов поровой и трещинной фильтрации, выполнен гранулометрический анализ матрицы и продуктов разрушения, дана оценка изменений фильтрационных свойств. Результаты исследований подтверждают эффективность применения метода НРП для условий изучаемого месторождения, позволяют осуществить подбор внутрискважинного оборудования для решения проблем пескопроявления, а также призваны расширить существующие подходы к неразрушающему анализу кернового материала пластов ПХГ и могут быть использованы для создания и уточнения эксплуатационной модели ПХГ.
Показать АннотациюЧисленным методом получено решение задачи распада разрыва в случае неполного раскрытия перегородки между областями высокого и низкого давления газа в прямоугольном канале. Для верификации численной модели проведены эксперименты по измерению давления газового потока на стенде ударной трубы в ГНЦ РФ ТРИНИТИ. Продемонстрировано качественное и количественное соответствие расчетных зависимостей и экспериментальных данных.
Показать АннотациюПроведено расчётно-теоретическое исследование работы адаптивной оптической системы с двумя последовательно расположенными 18-канальными адаптивными зеркалами размером 46x56 мм2 в рамках задачи коррекции фазовых аберраций лазерного пучка размером 15x22 мм2. Управление адаптивными зеркалами осуществлялось стохастическим параллельным градиентным алгоритмом. Для моделирования функций отклика адаптивных зеркал использовался набор из 36 функций Гаусса с шириной d=1.73 см. В качестве целевой функции алгоритма использовалась доля мощности в дифракционном угле. Рассмотрены два варианта работы системы, в первом из которых зеркала имеют общие блок управления и датчик целевой функции, а во втором каждое зеркало находится в своем независимом контуре. Подобные адаптивные оптические системы могут применяться для коррекции фазовых искажений излучения, обусловленных сильной турбулентностью атмосферы. Установлено, что эффективность коррекции фазовых аберраций такой адаптивной системой высока в случае независимых контуров при подаче на первое адаптивное зеркало относительно малых пробных случайных напряжений. Исследовано взаимное влияние адаптивных зеркал на работу друг друга в ходе коррекции.
Показать АннотациюМетодом ab initio моделирования для решеток льдов Ih, III, и решеток гидратов sI, sH получены плотности электронных состояний, рассчитаны электронные εel и ионные εion вклады в статический диэлектрический тензор. Льды Ih, III и гидрат sH демонстрируют выделенную ось диэлектрического тензора εel, а гидрат sI демонстрирует изотропию εel. Включение Xe и CH4 в гидрат sI стабилизирует решетку и повышает значения диэлектрических тензоров εel и εion, вследствие увеличения поляризуемости. Исследование диэлектрических функций ε'(ω) и ε"(ω) показывает наличие активного поглощения при энергиях излучения 5 ÷ 20 эВ, и оптической щели шириной EOG ≈ 5 эВ.
Показать АннотациюВ работе приводятся результаты конечно-элементного моделирования пироэлектрического ускорителя на основе монокристалла танталата лития. Рассматривается влияние распределения заряда на поверхности кристалла на характеристики потока электронов. Модель с использованием аксиально-симметричного распределения заряда, полученная путём интерполяции экспериментальной зависимости, приводит к возникновению ожидаемых эффектов самофокусировки и моноэнергитичности потока. Также уделено внимание модельному "треугольному"\; распределению. Такое распределение может быть вызвано структурой доменных стенок танталата лития при изменении его температуры. Обсуждаются результаты моделирования для обоих распределений.
Показать АннотациюВ работе представлен метод декомпозиции сигнала на составляющие известной формы в виде N- и U-волн, получаемых при частичном отражении инфразвука от тонких неоднородных слоев атмосферы. Предложена математическая модель сигнала как сумма пришедших волн с разными амплитудами и фазами, а также случайного шума. Показана полнота системы функций, состоящих из таких волн. Метод позволяет выделять из сигнала компоненты известной формы и определять их параметры. Предложенный метод может использоваться для поиска в сигнале компонент произвольной формы.
Показать АннотациюВ работе производится оценка структурных, электрофизических и механических свойств диоксидов IV-B и соединения HfxA1-xO2 (A = Zr, Ti) методом теории функционала плотности в программном пакете Quantum ESPRESSO. Установлено, что орторомбический TiO2 диоксид титана не проявляет сегнетоэлектрических свойств, обладает узкой запрещенной зоной и высоким значением диэлектрической проницаемости по сравнению с орторомбическими диоксидами гафния и циркония. Введение атомов циркония в элементарную ячейку диоксида гафния не вызывает существенных изменений в структуре, приводит к уменьшению запрещенной зоны и увеличению остаточной поляризации. Соединения типа HfxZr1-xO2 (x = 0.25, 0.5) обладают высоким значением объемного модуля упругости, по сравнению со стехиометрическими HfO2 и ZrO2.
Показать АннотациюВ данной статье исследуется создание интеллектуальной системы для планирования траектории движения мобильного робота в среде с препятствиями. Для решения этой проблемы авторы предлагают использовать модифицированный алгоритм оптимизации роя частиц (PSO). Модификация включает в себя три аспекта. Первый аспект вводит два параметра в качестве детекторов для поиска частицы, которая не может улучшить свой личный оптимум и глобальный оптимум в заранее определенном количестве последовательных итераций, и заменяет на перестроенные. Второй изменяет ограничение скорости и таким образом увеличивает разнообразие популяции. Третий аспект вводит переменный параметр ω, который уравновешивает способности глобального и локального поиска. Эта модификация увеличивает разнообразие популяции, уравновешивая возможности глобального и локального поиска, и позволяет избежать стагнации и проблем локальной оптимизации без потери свойства быстрой сходимости PSO. Моделирование и анализ полученных данных позволяют сделать вывод, что предложенный модифицированный алгоритм PSO эффективен для планирования траектории движения мобильного робота в среде с препятствиями.
Показать АннотациюВ работе предложена математическая модель биокинетики наночастиц серебра в организме лабораторных мышей с применением концепции физиологически обоснованного фармакокинетического моделирования и ранее полученных с помощью высокопрецизионного метода инструментального нейтронно-активационного анализа экспериментальных данных. Построены аналитическое и численные решения для данной модели. Рассмотрена и обоснована применимость различных допущений. Проведен анализ полученных решений и рассчитаны биокинетические константы скоростей перехода, времена выхода на плато, массовые содержания стабильного равновесия. Численные параметры сравнены с ранее полученными параметрами в другой работе по биокинетике наночастиц серебра такой же торговой марки. Сделан вывод о хорошей применимости предложенного подхода к моделированию биокинетики наночастиц серебра в живом организме.
Показать АннотациюСтатья посвящена исследованию воздействия волоконного лазера двухмикронно-го диапазона на биологическую ткань. В работе описываются результаты экспе-риментов, проведенных с использованием непрерывного и ультракороткого им-пульсного лазерного излучения с энергиями от 1,5 до 20 Дж в спектральном диа-пазоне 2 мкм на биологической ткани. Были получены экспериментальные зави-симости глубины и диаметра зоны воздействия от энергии, а также установлено, что диаметр и глубина зоны абляции и коагуляции фиксируются при энергии воздействия ∼10 Дж в импульсном режиме. В целом, результаты работы могут быть использованы для оптимизации процедур лечения биологической ткани с использованием лазерного воздействия.
Показать АннотациюОбоснована необходимость расширения применения технологии esCCO в целях определения состояния здоровья человека, особенно когда он находится в критическом состоянии или близком к нему. В таких ситуациях быстрое и точное получение информации о сердечном выбросе является важным фактором для принятия решений врачами и обеспечения оптимальной медицинской помощи. Преимуществом технологии esCCO является ее способность предоставлять необходимую информацию за более короткий промежуток времени, чем с использованием других методов. Это позволяет врачам быстро оценить изменения в сердечном выбросе и принять соответствующие меры для нормализации состояния пациента. Рассмотрены особенности технологии esCCO для определения состояния здоровья человека в различных ситуациях, где изменения сердечного выброса играет ключевую роль. Представлены примеры регистрации различных параметров, необходимых для расчета сердечного выброса по методике esCCO и экспериментальные исследования изменения сердечного выброса во времени.
Показать АннотациюВ силу сложности химического и молекулярного состава нефти при её исследовании обычно принято выделять четыре основных компоненты: асфальтены, смолы, парафины и масла. При этом, согласно принятым Методикам ГОСТ 11851085, М 01-12-81 парафины выделяются не непосредственно из нефти так, как, например, асфальтены, а из предварительно выделенных масел. В данной работе проведены результаты исследования методом ЯМР бензольных и спиртобензольных смол, выделенных из нефти по стандартизованной методике ГОСТ 11858-66. Обнаружено, что для бензольных смол наблюдается характерный для систем с фазовым переходом первого рода гистерезис в характеристиках ЯМР, в то время как для спиртобензольных с точностью до погрешности эксперимента признаки гистерезиса не обнаруживаются во всём температурном диапазоне: от минус 80 до плюс 65 градусов Цельсия. Высказано предположение о том, что вследствие особенностей взаимодействия смол и парафинов последние выделяются из нефти преимущественно в составе бензольных смол.
Показать АннотациюВ работе рассматривается широкоапертурный поверхностно-излучающий лазер с вертикальным резонатором (VCSEL), управляемый внешнем оптическим излучением, что обеспечивает наличие оптической бистабильности в системе. Исследуется устойчивость пространственно-однородного приосевого режима лазерной генерации. Взаимодействие большого числа поперечных мод приводит к модуляционной неустойчивости, в результате чего могут формироваться пространственные паттерны, солитоны и нерегулярная динамика. Исследуется условия существования бистабильных режимов на фоне модуляционной неустойчивости. Построена кривая однородного стационарного решения и показана корреляция между ее бистабильностью и наличием неустойчивостей. Система дифференциальных уравнений решалась численно, для подтверждения эффекта переключения между стационарными значениями в бистабильной области. Получено, что рост значения фактора Генри увеличивает области модуляционной неустойчивости и неустойчивости плоской волны, которая также может реализовываться в данной системе.
Показать АннотациюВ работе показана возможность применения свёрточных нейронных сетей для задач восстановления волнового фронта лазерного пучка по распределению интенсивности излучения в поперечной плоскости на некотором расстоянии за фокусирующей системой. Найдено оптимальное расстояние от фокусирующей системы до плоскости снятия интенсивности для восстановления параметров лазерного пучка, при котором ошибка для среднеквадратичного отклонения амплитуд полиномов Цернике резко уменьшается. На сгенерированной компьютером выборке пучков с различными типами аберраций обучена нейронная сеть для восстановления волнового фронта реальных пучков при наличии шумов.
Показать АннотациюСоздание высокоэффективных полупроводниковых лазеров спектрального диапазона 1300-1550 нм является одной из важных практических задач современной квантовой электроники. Ведущим направлением использования таких лазеров является передача информации по оптическому волокну. Совершенствование указанных приборов требует повышения выходной мощности, уровень которой для лазеров рассматриваемого спектрального диапазона во многом определяется конструкцией квантово-размерной активной области. В частности, введение упругих напряжений в квантовые ямы активной области способствует снижению интенсивности протекания процессов Оже-рекомбинации и благоприятствует повышению выходной мощности и температурной стабильности. Настоящая работа направлена на поиск путей создания квантовых ям с повышенным уровнем упругих напряжений, излучающих в районе 1300-1550 нм. В статье учтено влияние упругих напряжений на длину волны излучения, выполнен расчёт геометрии квантовых ям, обеспечивающих получение длины волны излучения 1300-1550 нм, определена критическая толщина таких квантовых ям, при превышении которой начинается процесс генерации дислокаций несоответствия. Также изучены подходы по компенсации упругих напряжений в квантовых ямах, показано, что использование барьерных слоёв с упругими напряжениями противоположного знака позволяет отодвинуть порог генерации дислокаций несоответствия и улучшить излучательную эффективность.
Показать АннотациюВ статье обоснована необходимость разработки компактного мобильного цифрового микроскопа высокого разрешения для проведения исследований. Рассмотрены недостатки современных конструкций мобильных цифровых микроскопов. Определены требования по обеспечению необходимым характеристик в малогабаритном микроскопе по разрешающей способности, контрасту изображения и размеру. Разработана и собрана конструкция компактного мобильного цифрового микроскопа. Введено условие для обеспечения необходимого увеличения микроскопа. Выполнена оценка параметров микроскопа для обеспечения кратности 1250 крат. Представлены изображения различных объектов с разрешением по изображению от 2 мкм до 90 нм. Проведено сопоставление полученных результатов с параметрами лабораторных микроскопов для исследования различных сред.
Показать АннотациюРассмотрены особенности реализации учебного модуля по статистической оптике с учетом развития новых научных направлений, особое внимание уделено актуальной задаче обновления и расширения методических материалов, посвященных изучению спекловых структур с релеевской и нерелеевской статистиками. Приводится описание новой задачи в специальном оптическом практикуме, созданной для экспериментального исследования свойств спеклоподобных световых полей.
Показать АннотациюРассмотрены проблемы, которые возникают при экспресс-контроле углеводородных сред и их смесей. Особенно отмечены проблемы с контролем летучих углеводородных сред, которые используется в качестве топлива (бензин, керосин, дизельное топливо и т.д.). Определены требования к методам для экспресс-контроля и приборам для их реализации. Рассмотрены особенности контроля летучих углеводородных сред и их cмесей с использованием малогабаритных рефрактометров, работающих на эффекте полного внутреннего отражения. Показано, что при использовании этих приборов, получить данные для определения состояния смеси из летучих углеводородных сред, о её составе и о концентрациях компонент невозможно. Разработан новый метод для определения компонент в смеси летучих углеводородных сред и данных о соотношении между концентрациями компонент в ней. Представлена конструкция малогабаритного рефрактометра, который позволяет проводить измерения показателя преломления в видимом свете, для реализации этого метода. Установлены зависимости изменения плотности от температуры Т для различных марок бензина для определения состава и концентрации в трехкомпонентной смеси из летучих углеводородных сред. Представлены результаты исследования различных летучих углеводородных сред и их смесей.
Показать АннотациюОбоснована необходимость контроля жидких сред с использованием рефрактометра. Предложена методика контроля жидких сред, включая смеси, с использованием рефрактометрических измерений. Составлена система уравнений для определения состава среды, которая состоит из компонент, не вступивших между собой в химическую реакцию. Представлены результаты экспериментальных исследований.
Показать АннотациюВ статье анализируются основные неисправности вагонов, возникающие в процессе эксплуатации на Северо-Западных железных дорогах. Неисправные поверхности катания колесных пар были определены как одна из основных проблем на раннем этапе ремонта вагонов. Представлен обзор современных методов измерения поверхностей с помощью лазерной технологии. В статье рассматриваются принципы работы лазерных профилометров, их основные компоненты, а также методы обработки полученных данных. Описывается применение лазерных профилометров в различных областях, таких как промышленность, строительство, медицина и наука. Также обсуждаются преимущества и недостатки лазерных профилометров по сравнению с другими методами измерения поверхностей. Для сокращения времени остановки проходящих поездов предлагается вариант внедрения на железнодорожных путях лазерных профилометров. Как к реальному колесу прикладывается шаблон для измерений при техническом осмотре вагона подвижного состава, так и в предлагаемом способе измерения производятся в точках по шаблону. Технический результат - повышение точности измерений за счет минимизации человеческого фактора, глобальная цифровизация технологических процессов и автоматизация управления подвижным составом в пути следования. В ходе работы были проанализированы данные, полученные при измерениях различных профилей поверхностей грузовых вагонов, в том числе колесных пар в сравнении с эталонными профилями.
Показать АннотациюТерагерцовый (ТГц) диапазон частот в спектре электромагнитного излучения занимает промежуточное положение между инфракрасным и микроволновым диапазонами, а излучение в его пределах обладает свойствами обоих, т.е. имеет низкую расходимость и способно проникать сквозь неметаллические материалы. К настоящему времени существующие приемники ТГц излучения являются инертными, имеют невысокое пространственное разрешение и высокую стоимость, что ставит вопрос о поиске подходящих доступных аналогов. Решением может стать использование матричных фотоприемных устройств на основе структур с зарядовой связью (ПЗС) и структур металл-оксид-полупроводник (КМОП), работающих в режиме туннелирования фотоэлектронов в зону проводимости за счет внешнего лазерного источника. В работе рассмотрены особенности регистрации модулированного электромагнитного излучения в расширенном миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах длин волн с помощью ПЗС и КМОП матриц.
Показать АннотациюПолярные жидкокристаллические мезофазы вызывают большой интерес как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения. Ферриэлектрические жидкие кристаллы включают в себя разнообразные полярные мезофазы, общим недостатком которых является узкий температурный интервал их существования (в пределах 10 °C) и высокие температуры плавления (свыше 60 °C). В работе представлена ферриэлектрическая жидкокристаллическая смесь с диапазоном существования мезофазы от -3 °C до +47 °C. Показано, что эта смесь является в настоящее время самой низковольтной квадратичной жидкокристаллической электрооптической средой, коэффициент ориентационного эффекта Керра которой достигает 1500 нм/В2. Таким образом, на основе представленной смеси возможно создание электроуправляемых полуволновых пластинок с управляющем напряжением около 1.3 В с временами электрооптического отклика 150 мкс.
Показать АннотациюИсследованы зависимости фотолюминесценции двух видов углеродных точек, синтезированных гидротермальным методом и методом Хаммерса, от характеристик различных растворителей. В результате анализа полученных спектров фотолюминесценции суспензий обоих видов углеродных точек во всех использованных растворителях было выявлено значительное влияние кислотности, основности и относительной полярности растворителя на интенсивность и стоксов сдвиг фотолюминесценции углеродных точек. Полученные результаты объясняются процессами изменения химических свойств углеродных точек при взаимодействии со средами, обладающими различающимися физико-химическими характеристиками.
Показать АннотациюПриведены результаты экспериментального исследования влияния наночастиц (НЧ) зо-лота и серебра на оптическое поглощение и люминесценцию молекул эритрозина в пленке поливинилового спирта (ПВС). Показано, что наличие плазмонных НЧ приводит к увеличению поглощения света молекулами, сокращению времени жизни фосфоресценции и немонотонному изменению интенсивности флуоресценции и фосфоресценции молекул в зависимости от концентрации НЧ. По мере роста концентрации НЧ сначала наблюдается увеличение интенсивности люминесценции, которое после достижения максимума сменяется уменьшением.
Показать АннотациюРабота посвящена исследованию формирования аподизированных лазерных пучков зубчатыми диафрагмами. Рассмотрено формирование пучков диафрагмами квадратной и прямоугольной формы с различными типами зубчатой структуры. Показана возможность формирования аподизированных пучков с коэффициентом заполнения до 87% и отношением пиковой плотности энергии к средней менее 1%. Исследовано сохранение пространственной структуры сформированных пучков при их распространении от плоскости перестроения изображения зубчатой диафрагмы. Показана возможность применения зубчатых диафрагм прямоугольной формы в системе апертурного деления лазерного пучка.
Показать АннотациюОбоснована необходимость разработки оптических систем подстройки положения оси лазерного излучения на фотоприемном модуле для воздушной волоконно-оптической линии связи. Разработана конструкция оптической системы для подстройки оси лазерного излучения на фотоприемном модуле в плоскости, перпендикулярной лазерному излучению. Проведено моделирование работы оптической системы по управлению положением оси лазерного излучения на фоточувствительном слое фотоприемника. Определены оптимальные параметры компонентов системы и предложены методы управления, которые позволяют достичь необходимой точности и стабильности направления излучения. Представлены экспериментальные исследования, направленные на корректировку положения пластин относительно направления оси лазерного излучения и изменение их показателя преломления путем изменения напряжения. Подтверждена эффективность разработанной оптической системы и определены оптимальные параметры её оптических элементов.
Показать АннотациюВ данной работе методами спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света, метода динамического светорассеяния (ДСР) и спектроскопии поглощения в ультрафиолетовой области проведено исследование водных растворов, в которых проводилась реакция синтеза наночастиц ZnS методом соосаждения. Было получено, что более 99 % синтезированных наночастиц имели размер 41 ± 3 нм, а водные суспензии наночастиц ZnS обладали полосой поглощения в области 315 нм. В результате исследования процессов в реакционной среде методом спектроскопии КР обнаружено, что полоса валентных колебаний ионов HS- в области с максимумом 2572 см-1 является идентификационным признаком синтеза наночастиц: по ее интенсивности возможно определить стадию и завершенность синтеза наночастиц ZnS. Полученные результаты позволяют разработать бесконтактный и экспрессный метод диагностики реакционной среды в процессе синтеза в них наночастиц
Показать АннотациюОбоснована необходимость повышения метрологических характеристик квантового стандарта частоты на атомах рубия-87. Отмечено, что основным дестабилизирующим фактором, который снижает точность определения частоты, является температура. Для её контроля в квантовом стандарте частоты применяют терморегуляцию. Установлено, что используемые в настоящее время системы для лазера и оптических компонент не могут обеспечить необходимую стабильность температуры, которая требуется для улучшения метрологических характеристик квантового стандарта. Разработана новая схема терморегулятора квантового стандарта частоты с рубидиевой газовой ячейкой с использованием ПИД-регулятора, а также проведено моделирование её работы в среде Micro-Cap. Проанализированы переходные процессы в схеме терморегулятора. Установлено уменьшение влияние температуры на оптические компоненты и характеристики лазера в квантовом стандарте частоты.
Показать АннотациюИсследованы механизмы, определяющие магнетосопротивление топологических изоляторов Bi$_{1.1-x}$Sn$_x$Sb$_{0.9}$Te$_2$S (x = 0.02 и 0.04). Исследованные кристаллы обладают низ-кой объемной проводимостью, что облегчает изучение процессов рассеяния на поверхности. По данным измерений сопротивления четырехконтактным методом на постоянном токе в низких магнитных полях (до 600 Э) был обнаружен квантовый интерференционный вклад в проводимость, соответствующий случаю слабой антилокализации. Сделана оценка длины фазовой когерентности 𝑙𝜑 и определена ее зависимость от температуры. Было обнаружено, что при наличии внешнего магнитного поля (H > 1 кЭ) возникает активационная щель в энергетическом спектре поверхностных носителей тока в Bi$_{1.1-x}$Sn$_x$Sb$_{0.9}$Te$_2$S (x = 0.02 и 0.04). Анализ температурной и полевой зависимости сопротивле-ния R(T, H) позволил получить величину активационной щели и ее зависимость от кон-центрации олова и приложенного магнитного поля: 𝛥 порядка 2 мэВ Bi$_{1.06}$Sn$_{0.04}$Sb$_{0.9}$Te$_2$S и 60 мкэВ для Bi$_{1.08}$Sn$_{0.02}$Sb$_{0.9}$Te$_2$S при H = 5 кЭ.
Показать АннотациюАналитическое описание эффектов, возникающих в цепи джозефсоновских переходов, экспериментально исследованной в работе [1], в рамках резистивной модели для каждого из переходов требует проведения полного анализа динамики уединенного контакта под действием источника тока. В работе представлены результаты бифуркационного анализа указанной системы в области большого эффективного сопротивления перехода, включающие в себя описание обстоятельств разрушения гетероклинической петли. Получена диаграмма режимов макроскопической динамики уединенного перехода. Построены асимптотические разложения по временным и фазовым гармоникам. Обозначены результаты анализа особенностей и источников неравномерности разложения по временным гармоникам, включающие в себя уточнения вида особенностей.
Показать АннотациюВ данной работе исследуется изменение электрических характеристик светодиодных структур на основе InGaN/GaN, вызванное протеканием тока большой величины в импульсном режиме. Обнаружено устойчивое переключение между высокопроводящим (резистивным) и низкопроводящим (диодным) состояниями, сопровождающееся сменой механизма токопереноса. В качестве основного механизма переключения рассматривается перемещение подвижных дефектов и образование проводящих нитей (каналов) в области пространственного заряда.
Показать АннотациюС недавнего времени самоорганизующиеся сети наночастиц и нанопроволок представляются перспективными в качестве систем для нейроморфных резервуарных вычислений. Преимуществами таких систем являются высокая энергоэффективность, отсутствие необходимости в соединениях между элементами внутри сеток, масштабируемость, доступность технологий синтеза и др. В данной работе рассчитывается кондактанс туннельных контактов между наночастицами и изучается молекулярная динамика разрушения филаментарных соединений. Представлены экспериментальные исследования перколяционной мемристивной сети наночастиц серебра. С помощью циклической вольтамперометрии продемонстрировано переключение между емкостным и мемристивным состояниями сети и рассмотрены его особенности.
Показать АннотациюВ работе исследованы фотоэлектрические свойства композитов Co3O4/Zn с различным содержанием атомов цинка в диапазоне от 0 до 33 мольных процента по катиону (моль%). Композиты были получены методом электроспиннинга и состояли из нановолокон диаметром 150-200 нм, имеющих нанокристаллическую структуру. Продемонстрирована возможность увеличения темновой проводимости и фотопроводимости композитов Co3O4/Zn при добавлении атомов цинка в структуру. Обнаружено, что кинетики нарастания и спада фотопроводимости при освещении образцов ультрафиолетовым излучением могут быть аппроксимированы суммой двух экспонент. Аппроксимация такого рода указывает на существование двух различных процессов, определяющих рекомбинацию неравновесных носителей заряда в материале. Показано, что один из этих процессов может быть связан с адсорбцией и десорбцией молекул на поверхности нановолокон. Возможность проведения адсорбции и десорбции за счет освещения композитов Co3O4/Zn делает их перспективными для использования в газовых сенсорах.
Показать АннотациюМы представляем обзор недавно полученных результатов по исследованию перспектив поисков легкой темной материи в экспериментах на будущей Супер c-тау фабрике в моделях лептофильного скаляра и темного фотона. Кривые чувствительности коллайдера к параметрам связи медиаторов на 90%-ом уровне достоверности в диапазоне масс медиаторов до нескольких ГэВ демонстрируют мощь будущего электрон-позитронного коллайдера для поиска проявлений темной материи. Предложена самосогласованная модель темной материи, содержащая дополнительный скаляр и массивный вектор, получены точные выражения для взаимодействий дополнительных бозонов с фермионными полями Стандартной модели. Рассмотрен предельный случай малого смешивания и малых масс темного вектора.
Показать АннотациюВ рамках пертурбативного квантового теоретико-полевого подхода с зависящим от расстояния пропагатором рассматриваются осцилляции нейтрино в веществе. В приближении двух нейтринных флейворов построен зависящий от расстояния пропагатор, описывающий распространение нейтрино в неподвижной неполяризованной однородной среде. При помощи этого пропагатора найдена соответствующая вероятность процесса осцилляций нейтрино, где последние детектируются через взаимодействие со слабыми заряженным и нейтральным токами. Показано, что результаты совпадают с таковыми, полученными в рамках стандартного квантовомеханического описания. Рассмотрено несколько конкретных примеров процессов, обсужден МСВ-эффект.
Показать АннотациюНедавно коллаборация LHCb установила верхнее экспериментальное ограничение на относительную вероятность редкого радиационного распада Ξ−b-бариона: Br(Ξ−b → Ξ− γ)< 1.3x10^{-4}. Измеренное значение находится ниже вероятности, предсказываемой в рамках правил сумм на световом конусе. В данной работе процесс Ξ−b → Ξ− γ исследуется в рамках релятивистской кварковой модели, которая основана на квазипотенциальном подходе в квантовой теории поля. Форм факторы рассчитаны с последовательным учётом релятивистских эффектов. Полученный результат для вероятности распада находится ниже верхнего экспериментального ограничения, установленного LHCb, а также согласуется с рядом других теоретических расчётов в рамках погрешности.
Показать АннотациюНа основе релятивистской дикварк-антидикварковой картины тетракварков рассчитаны массы основных и возбуждённых состояний четырежды тяжёлых тетракварков с открытыми очарованием и/или прелестью. В рамках квазипотенциального подхода построен релятивистский потенциал взаимодействия дикварка и антидикварка с учётом зависящих и не зависящих от спинов вкладов. Установлено, что в рассматриваемых несимметричных по составу системах возникает значительное смешивание состояний тетракварков с одинаковыми квантовыми числами, но разными полными спинами тетракварка. Проведено сравнение предсказываемых значений масс таких тетракварков с порогами развала на пару тяжёлых мезонов. Обсуждена возможность экспериментального наблюдения таких тетракварков.
Показать АннотациюВ рамках релятивистской кварковой модели, основанной на квазипотенциальном подходе и квантовой хромодинамике, подробно исследованы полулептонные распады $D$- и $D_s$- мезонов в орбитально возбужденные состояния странных и лёгких мезонов. Формфакторы, параметризующие матричные элементы слабого тока между мезонными состояниями, рассчитаны с последовательным учетом релятивистких эффектов. Их зависимость от квадрата переданного импульса явно определена во всем доступной кинематической области. С помощью метода спиральных амплитуд расчитаны дифференциальные ширины распада, полные вероятности распадов, а также различные асимметрии и поляризационные характеристики, которые могут быть измерены экспериментально. Полученные результаты хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными.
Показать АннотациюРассматривается явное нарушение СР-симметрии в секторе Хиггса ДДМ и МССМ в предположении, что легчайший нейтральный бозон Хиггса с неопределенной СР-четностью ассоциирован с наблюдаемым скаляром. Анализ предела настройки связей приводит к наличию двух возможностей его реализации: 1) известное в пределе СР-сохранения условие $\beta-\alpha \simeq \pi/2$ дополнено связями $c_1 \simeq 0$, $k_1 \xi_1^{I} =1$; 2) массы бозонов Хиггса не отщеплены и порядка электрослабой шкалы, выполняются связи $m_H^2 \simeq m_{h_1}^2$, $c_2 \simeq -c_1 \tg (\beta - \alpha)$, $k_1 \xi^{\rm II}_1 \xi^{\rm II}_2 \xi^{\rm II}_3 =1$. Обсуждаются эффекты, нарушающие СР-симметрию в пределе настройки связей, и значения феноменологического угла СР-смешивания $\alpha_{\rm cp}$ в хиггсовском секторе ДДМ и МССМ.
Показать АннотациюТеоретически исследованы редкие распады бозона Хиггса на пару кваркониев. В рамках Стандартной Модели подробно изучены основные механизмы таких распадов, их интерференция, а также учтены однопетлевые глюонные поправки. Работа представляет интерес в свете перспективы исследования бозона Хиггса на будущих ускорителях.
Показать АннотациюВ работе проведено теоретическое исследование пондеромоторной магнитной силы взаимодействия двух половинок длинного стержневого цилиндрического магнита, однородно намагниченного перпендикулярно оси цилиндра, в зависимости от воздействия магнитного поля двух других аналогичных магнитов, расположенных симметрично. Показано, что сила сцепления этих половинок существенно зависит от расположения магнитов и может быть как силой притяжения, так и силой отталкивания.
Показать АннотациюИсследуется температурное поведение энергетических величин --- кинетической энергии и компонент потенциальной энергии --- в области температур ниже 0,25 эВ в расширенной модели Хаббарда в фазе полуметалла. Установлено, что коллективные свойства электронных возбуждений проявляют различные особенности и зависят от температуры. Для анализа используются наблюдаемые размерности энергии и параметры порядка. Рассказано о технических сложностях моделирования и способах их преодоления.
Показать АннотациюРассматривается дифракционное излучение (ДИ), возникающее при равномерном и прямолинейном движении электрона вблизи трех взаимодействующих наночастиц. Показано что в результате взаимодействия существенно меняются характеристики излучения от такой системы. Проведен расчет в дипольном приближении напряженности электрического поля, а также спектрально-углового распределения энергии ДИ. Проведен анализ рассчитанных спектральных и угловых характеристик излучения. Получены условия, при которых взаимодействие существенно влияет на эффективность излучения. Проведено сравнение этих результатов с результатами, полученными путем введения эффективной поляризуемости кластера частиц. Показана возможность расчета поля излучения для произвольного числа взаимодействующих наночастиц. Предложен алгоритм обобщения задачи на большое количество наночастиц.
Показать АннотациюВ настоящей работе исследуется процесс измерения в теории де Бройля-Бома. Моделируются простейшие приборы для измерения координаты и импульса. При этом приборы и квантовая система описываются едиными законами. Решается проблема с распределением вероятности в импульсном пространстве, поставленная в работах \cite{kent,kurt,naun}. Численно вычисляются траектории частиц де Бройля. Качественно проверяется восстановление принципа неопределенностей Гейзенберга при поочередном измерении координаты и импульса.
Показать АннотациюРассматривается калибровочная $SU(2)_L\times U(1)$ модель с расширением лептонного сектора тремя правыми майорановскими стерильными нейтрино. Проведена диагонализация полной массовой матрицы $6\times6$ активных и стерильных нейтрино. Выделены два основных сценария, не противоречащих космологическим ограничениям на стерильное нейтрино темной материи: <<экспоненциальное смешивание>>, в котором комплекснозначные параметры матрицы смешивания могут давать усиление ее компонент на несколько порядков, и <<минимальное смешивания>>, в котором есть только массы и параметры смешивания активных нейтрино, а также массы стерильных нейтрино. Рассмотрен сектор двух тяжелых стерильных нейтрино с квазивырожденными массами вплоть до 5 ГэВ. Они могут усиливать нарушение лептонной универсальности при распадах $\pi^+$ и $K^+$ мезонов, отклоняясь от значения Стандартной модели. Получены контуры для допустимых значений этого нарушения в рамках двух сценариев смешивания с учетом границы времени жизни для HNL из первичного нуклеосинтеза (BBN) во Вселенной. При расчете ширины распада HNL в рамках модели с 6 майорановскими нейтрино были учтены как двухчастичные, так и трехчастичные лептонные распады, существенные для масс ниже массы пиона. Для сценария <<экспоненциального смешивания>> найдена область масс $460~\text{МэВ} < M < 485$ МэВ, допускающая нарушение лептонной универсальности в распадах заряженного каона на уровне, наблюдаемом в эксперименте.
Показать АннотациюДля определения корональных выбросов массы (КВМ), распространяющихся в гелиосфере, используются данные о магнитных и кинетических параметрах плазмы солнечного ветра. Существуют различные каталоги межпланетных КВМ (МКВМ), но в связи с различиями в реализуемых в них критериях идентификации МКВМ определяемые события и их параметры могут значительно расходиться. В настоящей работе рассмотрены каталоги МКВМ Ричардсона и Кейн и CCMC CME Scoreboard, а также каталог крупномасштабных событий солнечного ветра ИКИ РАН, и предложен алгоритм объединения каталогов для создания более полной базы МКВМ. Построен объединённый каталог за 2010–2022 годы. Произведено дополнение объединённого каталога данными OMNI. Анализ полученного объединённого каталога показал высокую точность объединения совпадающих между каталогами событий и тенденцию событий, определённых во всех рассмотренных каталогах, к большей геоэффективности, скорости и продолжительности. Список опубликован на сайте центра космической погоды НИИЯФ МГУ: https://swx.sinp.msu.ru/tools/icme_list.php
Показать АннотациюПрототип широкоугольного черенковского телескопа (Small Imaging Telescope, SIT) входит в состав астрофизического комплекса TAIGA, расположенного в Тункинской долине (республика Бурятия, Россия), в 50 км от озера Байкал. Особенностью прототипа является использование в качестве чувствительных элементов кремниевых фотоумножителей (КФУ). В статье приведены результаты калибровки камеры прототипа в контексте поиска зависимости "число фотоэлектронов — показания АЦП" при разных температурах и значениях напряжения для индивидуальных КФУ. Калибровка произведена на основе данных, полученных телескопом.
Показать АннотациюАстрофизический комплекс TAIGA (Tunka Advanced Instrument for cosmic ray and Gamma Astronomy) расположен в Тункинской долине на расстоянии 50 км от озера Байкал и предназначен для решения задач гамма-астрономии и физики космических лучей высоких энергий. Комбинированная работа (гибридный подход) атмосферных черенковских телескопов (АЧТ) установки TAIGA-IACT (Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope) и широкоугольных черенковских детекторов установки TAIGA-HiSCORE (High Sensitivity COsmic Rays and gamma Explorer) нацелена на регистрацию гамма-квантов с энергиями более 40 ТэВ. По данным установки TAIGA-HiSCORE посредством амплитудно-временного анализа восстанавливается информация о направлении прихода ШАЛ и энергия первичной частицы. По данным установки TAIGA-IACT с помощью анализа полученного изображения в камере телескопа от черенковского света выделяются события от гамма-квантов из адронного фона с высокой точностью. В работе приводится описание методики восстановления параметров широких атмосферных ливней (ШАЛ), индуцированных гамма-квантами высоких энергий, результаты обработки экспериментальных данных наблюдения источника Крабовидная туманность (за 3 сезона в период 2019-2022, более 150 часов наблюдений), полученных гибридным методом.
Показать АннотациюВ настоящей работе представлен метод восстановления массового состава космических лучей высоких энергий (1-100 ПэВ) на основе приписывания массы каждому событию ливня с помощью детектора черенковского излучения СФЕРА-2. Для того чтобы оценить ошибки определения массы, используются искусственные события черенковского света широких атмосферных ливней без учета фона ночного неба. Для моделирования искусственных событий используются различные модели ядро-ядерного взаимодействия, предсказания которых могут заметно отличаться. Описанная процедура восстановления массы основана на двух моделях адронного взаимодействия, которые сильно отличаются между собой в диапазоне энергий 1–100 ПэВ. Это модели QGSJET-01 и QGSJETII-04. Таким образом, обеспечена независимость обработки данных от выбора модели ядерного взаимодействия. Разработанный метод восстановления массового состава может быть применен к любому эксперименту типа СФЕРА.
Показать АннотациюСтатья посвящена решению обратной задачи распространения галактических космических лучей (ГКЛ) от близкого источника (сверхновой) до наблюдателя посредством построения модели транспорта космических лучей c анизотропным тензором диффузии. Рассмотрена модель вклада точечного источника в фоновый спектр космических лучей, по лучшему фиту для проведена аппроксимация наблюдаемых спектров протонов по данным NUCLEON, CALET и PAMELA. По оцененным расстояниям представлена возможная интерпретация колена КЛ (космических лучей) в области 10 ТэВ. Сделано предположение о возможных кандидатах, вызывающих изменение наблюдаемого спектра.
Показать АннотациюВосстановление направления прихода широких атмосферных ливней (ШАЛ) является одной из целей эксперимента СФЕРА. Приведен новый метод для восстановления направления, он сравнивает временные задержки фотонов в ФЭУ, перенесенные на снег, с модельными задержками кривого фронта ЧС ШАЛ. Анализированные события вызваны разными ядрами (H, N, Fe), приходящих с разными зенитными (10º, 15º, 20º) и азимутальными углами (0-360º), с первичными энергиями 10 ПэВ и 30 ПэВ. Данный метод дает средние ошибки около 3º для первичных энергий 10 ПэВ на высотах 500 м и 900 м, и приблизительно 2º для 30 ПэВ в среднем для двух высотах.
Показать АннотациюSmall Imaging Telescope (SIT) - прототип широкоугольного телескопа с апертурой около 0.1~м$^2$, оснащенный матрицей из SiPM, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с вакуумными фотоэлектронными умножителями. В данной работе представлен анализ данных этого телескопа, работающего в связке с комплексом HiSCORE. Были проанализированы события за 2019-2022 года. Всего около 7 млн. кадров, среди которых было обнаружено около 5 млн. событий ШАЛ. Анализ проводится в несколько этапов: первичная калибровка кадров по синхроимпульсу, поиск событий и их очистка по методике, приведенной в работе.
Показать АннотациюГалактические космические лучи играют важную роль в физике космоса. Несмотря на многочисленные исследования в области магнитных полей Галактики, понимание структуры магнитных линий остается недостаточным для предсказания траекторий высокоэнергичных космических частиц в различных конфигурациях галактических магнитных полей. В этой работе магнитное поле исследуется численно, путем построения его двухкомпонентной модели и дальнейшего ее качественного и статистического анализа. На качественном уровне представлены результаты моделирования случайного изотропного поля, где магнитные линии расположены близко друг к другу. В таком случае наблюдается регулярная структура (см. раздел 2.2). Показано, что при моделировании изотропного случайного поля наблюдается диффузионный режим движения. При добавлении регулярной компоненты определенной интенсивности продольный режим транспорта становится баллистическим.
Показать АннотациюВ эксперименте PAMELA был впервые обнаружен аномальный эффект, заключающийся в росте доли позитронов в суммарном электрон-позитронном потоке галактических космических лучей при энергиях выше ~ 10 ГэВ. В эксперименте АМС-02 поток позитронов был продлен до ТэВной области энергий. Эти измерения подтвердили необычное поведение спектра позитронов при высоких энергиях. На данный момент активно обсуждаются различные теории образования и ускорения позитронов до таких энергий. Для проверки этих теоретических моделей необходимо провести независимые измерения потоков позитронов и электронов с энергиями ~ 1 ТэВ и выше. В настоящей работе мы исследовали применимость методики регистрации позитронов и электронов в ТэВном диапазоне энергий с помощью их синхротронного излучения в магнитном поле Земли. Было проведено моделирование детектирования позитронов и электронов с использованием данной методики на различных орбитах и широтах. Показано, что полярные области обеспечивают большую эффективность регистрации. На основании современных данных о суммарном электрон-позитронном потоке космических лучей в ТэВном диапазоне энергий получено, что высокоширотная орбита планируемой Российской орбитальной служебной станции РОСС обеспечивает лучшую статистику, по сравнению с Международной космической станцией. Проанализированы калибровочные зависимости, позволяющие восстанавливать энергию заряженных частиц по регистрации их синхротронных фотонов.
Показать АннотациюВ работе проведены систематические исследования структуры и температурной стабильности магнитных свойств образцов сплава Gd0.81Zr0.19(Co0.7Cu0.1Fe0.2)5.16 подвергнутых различным режимам термической обработки. Показано, что режимы термообработок определяют параметры наноструктуры и температурную стабильность магнитных свойств исследуемых сплавов. Анализ поверхности образцов сплава Gd0.81Zr0.19(Co0.7Cu0.1Fe0.2)5.16 методами атомно-силовой микроскопии показал, что ячеистая наноструктура формируется после отжига при 800°С, при этом параметр наноструктуры (размер «ячеек») быстро и медленно охлажденного образцов сплава отличаются на 50%. Обнаружено, что как увеличение длительности отжига при 800°С, так и проведение медленного охлаждения повышает величину коэрцитивной силы образца. В ходе температурных исследований было установлено, что рабочие гистерезисные характеристики (остаточная намагниченность и коэрцитивная сила) исследуемых сплавов имеют температурную стабильность до 500 К (227°С) включительно. Обнаружено, что термоциклирование образца сплава Gd0.81Zr0.19(Co0.7Cu0.1Fe0.2)5.16 в диапазоне от 300 до 600 К (27-327°С) не приводит к изменениям его магнитных свойств при комнатных температурах. Повторная термообработка деструктурированного образца, предварительного нагретого до 1000 К (727°С), приводит к частичному восстановлению гистерезисных свойств, изменению фазовых составляющих сплава и разрушению упорядоченности наноструктуры.
Показать АннотациюРазвитие нанотехнологий привело к появлению наноэлектромеханических устройств, в которых механические перемещения вызываются и детектируются электрическим способом. Для многих антиферромагнетиков характерен магнитоэлектрический эффект, поэтому представляется интересным исследовать, насколько выражены магнитомеханические эффекты в магнитоэлектрических пленках, микро и нано-частицах. В данной работе исследуется возможность существования электроиндуцированного магнитомеханического эффекта в антиферромагнетиках, производится его оценка для образцов различной геометрии, а также рассматриваются методы регистрации и усиления эффекта, в том числе детектирование резонансного эффекта с использованием зондового микроскопа.
Показать Аннотацию