Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
МЕНЮ

Выпуск 4, 2024

Теоретическая физика

Спектроскопия трижды тяжёлых тетракварков

Спектроскопия трижды тяжёлых тетракварков

В. О. Галкин$^1$, Е. М. Савченко$^{1,2}$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2431504

На основе релятивистской кварковой модели и дикварк--антидикварковой картины тетракварков рассчитаны массы основных состояний всех составов трижды тяжёлых тетракварков. В рамках квазипотенциального подхода построен релятивистский потенциал взаимодействия дикварка с антидикварком, который учитывает внутреннюю структуру дикварка и антидикварка, а также все зависящие и не зависящие от спина релятивистские поправки. Проведено сравнение рассчитанных масс тетракварков с порогами развалов на пары тяжёлый+тяжёло--лёгкий мезонов и на этой основе сделаны выводы о возможности экспериментального обнаружения таких состояний.

Показать Аннотацию
PDF

Поляритонный конденсат Бозе-Эйнштейна – перспективная оптическая среда для генерации аксионных состояний.

Поляритонный конденсат Бозе-Эйнштейна – перспективная оптическая среда для генерации аксионных состояний.

В. В. Волкова

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441505

Аксион − гипотетическая нейтральная псевдоскалярная частица, постулированная в квантовой хромодинамике для решения проблемы сохранения комбинированной четности при кварк-глюонных взаимодействиях (сильная CP-проблема). Предполагается, что аксион имеет очень малую массу и чрезвычайно слабо взаимодействует с другими частицами, что делает его идеальным кандидатом на роль частицы темной материи (небарионной составляющей скрытой массы в космологии). В данной работе исследуется возможность лабораторной генерации аксионов в двухфотонном канале с использованием в качестве активной среды поляритонного конденсата Бозе-Эйнштейна, сформированного в резонансной фотонной ловушке. Представлены подтверждающие расчеты. Результаты открывают возможности получения аксионов в условиях наземной оптической лаборатории.

Показать Аннотацию
PDF
Астрофизика

Сверхсветовые источники электромагнитного излучения в астрофизике

Сверхсветовые источники электромагнитного излучения в астрофизике

А. В. Терёхин$^1$, Н. А. Кравец$^1$, В. А. Терёхин$^1$, В. А. Кулешова$^2$, А. В. Солдатов$^1$, Е. С. Столмакова$^1$, И. В. Долженков$^1$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2440202

В докладе рассмотрен вопрос о моделировании в лабораторных условиях электромагнитного излучения, регистрируемого от астрофизических сверхсветовых источников. В частности, отмечена одна из теорий возникновения радиоизлучения пульсаров, предполагающая генерацию сверхсветовых источников в закручивающейся плазме звезды. В качестве лабораторного образца, потенциально способного имитировать такое излучение, предложено рассмотреть генератор сверхширокополосных электромагнитных импульсов (СШП ЭМИ), запатентованный ИОФ РАН и РФЯЦ- ВНИИЭФ. Отмечено, что для решения поставленной задачи, необходимо внести изменения в технологию изготовления экспериментальных образцов данного генератора. Приведены и проанализированы предварительные оценки характеристик генератора СШП ЭМИ модифицированной конструкции.

Показать Аннотацию
PDF

Моделирование комптоновского поляриметра СГС/Чибис-АИ

Моделирование комптоновского поляриметра СГС/Чибис-АИ

А. А. Мкртчян$^{1,2}$, А. С. Позаненко$^{1,2}$, П. Ю. Минаев$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2440203

Несмотря на многолетние исследования космических гамма-всплесков, остается много открытых вопросов о модели генерации гамма-излучения этими источниками. Предполагается, что измерение линейной поляризации излучения гамма-всплесков может дать ответ на ряд нерешенных вопросов физики явления. Принцип регистрации линейной поляризации гамма-излучения основан на анизотропии комптоновского рассеяния. Это свойство используется для разработки комптоновских поляриметров, которые представляют собой массив сегментированных сцинтилляционных детекторов. В работе проведено моделирование комптоновского поляриметра СГС/Чибис-АИ, разрабатываемого в ИКИ РАН, с помощью программного пакета Geant4. Исследуется эффективность регистрации поляризации гамма-излучения таким детектором.

Показать Аннотацию
PDF
Атомная и ядерная физика

Разработка программного пакета NTSim для моделирования нейтринных телескопов

Разработка программного пакета NTSim для моделирования нейтринных телескопов

А. С. Белякова$^1$, С. И. Завьялов$^{2,3}$, Д. В. Зубченко$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2440302

Эксперименты, нацеленные на исследование нейтрино высоких энергий, играют особую роль в решении фундаментальных проблем современной физики элементарных частиц. Моделирование различных физических процессов с расчетом отклика детектора является неотъемлемой частью получения результатов. Для данных целей разрабатывается NTSim - программный комплекс для моделирования нейтринных телескопов, таких как IceCube, KM3NeT/ARCA, Baikal-GVD, HUNT и других, запланированных в будущем, с основным фокусом на Baikal-GVD. В данной работе дается общее описание цепочки моделирования NTSim и его основных модулей.

Показать Аннотацию
PDF

Анализ и кросс-валидация стационарных термогидравлических характеристик топливного элемента активной зоны реактора ВВЭР-1200

Анализ и кросс-валидация стационарных термогидравлических характеристик топливного элемента активной зоны реактора ВВЭР-1200

Р. Ф. Сиро, А. С. Зевякин

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2440303

Ядерный тепловыделяющий элемент изготавливается из материалов, которые не только способны выдерживать экстремальные тепловые нагрузки, но и эффективно участвуют в передаче тепла от топлива к теплоносителю. Несмотря на низкую теплопроводность газов по сравнению с твердыми телами, в топливном элементе необходимо предусмотреть газовый зазор, чтобы создать пространство для накопления продуктов деления. В данном случае мы должны рассмотреть инертный газ, способный передавать тепло. Поэтому теплогидравлический анализ становится обязательной процедурой для проверки возможного нарушения установленных критических и предельно допустимых параметров, связанных с материалами топливного элемента. Для проверки безопасности стержневой ячейки активной зоны реактора ВВЭР-1200 было изучено поведение теплопередачи от топлива к теплоносителю первого контура путем решения уравнения теплопроводности в стационарном виде аналитическими и численными методами. В расчетных схемах распределение температуры в стержневой ячейке было определено путем вычисления перепада температуры вдоль радиального профиля в предположении стационарных условий. Результаты показали, что конструкция стержневой ячейки активной зоны реактора ВВЭР-1200 демонстрирует операции, которые не нарушают установленные допустимые параметры, связанные с используемыми материалами.

Показать Аннотацию
PDF
Оптика

Характеристики распространения регулярных амплитудно- и фазово-модулированных оптических полей, полученных с использованием пространственного модулятора света

Характеристики распространения регулярных амплитудно- и фазово-модулированных оптических полей, полученных с использованием пространственного модулятора света

А. А. Шарков$^1$, В. И. Мохов$^2$, О. М. Вохник$^3$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441112

Экспериментально исследовано изменение пространственного распределения лазерного излучения после прохождения пространственного светового модулятора, вносящего регулярную двумерную амплитудно-фазовую и чисто фазовую модуляцию в поперечной плоскости пучка. Определено расстояние (расстояние Тальбо), на котором происходит воспроизведение двумерной поперечной структуры для обоих режимов модуляции. Проведено сравнение изменения параметров поперечных пространственных распределений для амплитудно-фазово-модулированного и фазово-модулированного пучков по мере их распространения. Показано, что глубина модуляции распределения интенсивности амплитудно-фазово-модулированного излучения значительно выше, чем фазово-модулированного, и это различие контраста сохраняется на всем пути распространении излучения. Полученные результаты могут быть использованы в задачах формирования пространственно-структурированного излучения для бесконтактного манипулирования частицами в различных средах. Ключевые слова: пространственно-модулированные пучки, двумерное световое поле, пространственный световой модулятор, эффект Тальбо.

Показать Аннотацию
PDF

Особенности экспресс-контроля трёхкомпонентной смеси из летучих углеводородных сред в видимом свете

Особенности экспресс-контроля трёхкомпонентной смеси из летучих углеводородных сред в видимом свете

Г. В. Степаненков, Д. В. Вакорина, Д. Д. Цыганова

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441113

Рассмотрены проблемы, которые возникают при экспресс-контроле углеводородных сред и их смесей, в том случае если смесь состоит из трех компонент. Одной из ключевых особенностей проведения измерений является измерение смесей на различных длинах волн. Была разработана система уравнений, позволяющая определить состав исследуемой смеси. В ходе работы были произведены измерения показателей преломления различных смесей, состав которых был известен заранее. Представлены результаты измерения различных летучих углеводородных сред и их смесей из трех компонент. Результат проведённых измерений и последующий анализ данных выявил преимущества и недостатки метода экспресс-контроля трехкомпонентных смесей углеводородных сред.

Показать Аннотацию
PDF

Определение напряженности электрического поля на боковой поверхности катода в тлеющем разряде в гелии при атмосферном давлении

Определение напряженности электрического поля на боковой поверхности катода в тлеющем разряде в гелии при атмосферном давлении

П. А. Иванова, А. В. Казак, Л. В. Симончик, Н. В. Томкович

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441114

Зарегистрированы контуры линии HeI 492,2 нм, образованные штарковскими σ-компонентами в области катодного падения потенциала на боковой поверхности катода. Разработан спектрополяризационный метод определения напряженности электрического поля с помощью контура линии He I 492,2 нм, образованного штарковскими σ-компонентами. Получено пространственное распределение напряженности электрического поля в слое катодного падения потенциала на боковой поверхности катода, которое имеет линейный характер по мере удаления от разрядного промежутка.

Показать Аннотацию
PDF

Новая методика управления дискретностью шкалы в дифференциальном мобильном рефрактометре

Новая методика управления дискретностью шкалы в дифференциальном мобильном рефрактометре

Д. С. Проводин$^1$, М. А. Якушева$^2$, В. В. Давыдов$^{1,2}$, Д. Д. Цыганова$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441115

Обоснована необходимость проведения измерения показателя преломления nm жидкой среды в диапазоне от 1.230 до 2.830 с погрешностью 0.0001 для однозначного экспресс-контроля её состояния. Предложена методика управления дискретностью шкалы измерения nm для перехода от погрешности измерения 0.001 к погрешности измерения 0.0001 без смены лазера и фотодиодной линейки, и расстояния между ними. С использованием новой методики на разработанной ранее конструкция мобильного рефрактометра с дифференциальной кюветой Андерсона проведены исследования различных сред и их смесей. Проведено сопоставление полученных результатов измерений nm с данными на промышленном рефрактометре. Подтверждена адекватность разработанной методики и целесообразность её использования.

Показать Аннотацию
PDF
Радиофизика

Разработка системы формирования сигнала возбуждения в квантовом стандарте частоты на атомах рубидия-87

Разработка системы формирования сигнала возбуждения в квантовом стандарте частоты на атомах рубидия-87

А. П. Валов$^1$, Е. В. Исупова$^2$, В. В. Давыдов$^1$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441205

Обоснована необходимость модернизации стандарта частоты на атомах рубидия-87 с целью улучшения их метрологических характеристик для применения в спутниковых навигационных системах. Разработана часть системы формирования сигнала возбуждения для рубидиевого стандарта частоты. Проведено экспериментальное исследование полученной системы. Установлено, что использование другой системы формирования сигнала возбуждения позволяет уменьшить уровень фазовых шумов, а также уменьшить габаритные размеры стандарта частоты.

Показать Аннотацию
PDF

Перенос теплового излучения дождевой атмосферы в последовательных кратностях рассеяния

Перенос теплового излучения дождевой атмосферы в последовательных кратностях рассеяния

Я. В. Копцов$^1$, Я. А. Илюшин$^{1,2}$, Б. Г. Кутуза$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441206

Настоящая работа направлена на теоретическую оценку интенсивности и поляризации теплового радиоизлучения осадков при их наблюдении микроволновыми радиометрами из космоса. Предлагается применить метод последовательных кратностей рассеяния для моделирования микроволнового излучения атмосферных облаков и дождя. Проводится численное моделирование переноса теплового радиоизлучения в дождевой атмосфере на ряде длин волн. Эффективность метода и полученные решения сравниваются с конечно-разностным методом. Показано, что для решения поставленных задач метод последовательных кратностей рассеяния имеет значительное преимущество.

Показать Аннотацию
PDF

Устройство термостабилизации для стандарта частоты и времени

Устройство термостабилизации для стандарта частоты и времени

Е. В. Исупова$^1$, А. П. Валов$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441207

В статье обоснована необходимость улучшения устройства термостабилизации для стандарта частоты и времени на атомах рубидия-87. Рассмотрены различные принципы термостатирования: системы с регулированием по возмущению, отклонению и комбинированные. Выбран наилучший вариант. На его основе для борьбы с температурной нестабильностью, которая оказывает негативное влияние на оптические элементы в составе всего устройства, разработана новая схема термостабилизации для газовой ячейки квантового стандарта частоты. После проектирования печатных плат был произведён монтаж всех элементов. Лабораторные испытания квантового дискриминатора в термокамере показали отличную работу схемы, при которой изменение сопротивления терморезистора в мосте на 25% меньше, по сравнению со старой схемой. Доказана эффективность использования в схеме инструментального усилителя, который уменьшил сигнал ошибки в мосте, и ПИД-контроллера, который скорректировал переходные процессы и обеспечил стабильную и точную регуляцию в схеме, при этом защищая её от перерегулирования. С помощью термостабилизации в дальнейшем может быть улучшена кратковременная и долговременная стабильность стандарта частоты и времени, что благоприятно скажется на синхронизации временных шкал в спутниковой навигационной системе, которая опирается на точные измерения времени и расстояния для определения местоположения объекта, что имеет большое значение для таких областей, как авиация, морская навигация, геодезия, а также для повседневного использования GPS-устройств.

Показать Аннотацию
PDF
Твердотельная наноэлектроника

Кинетическая модель эволюции филаментов в перколяционном массиве наночастиц серебра

Кинетическая модель эволюции филаментов в перколяционном массиве наночастиц серебра

П. О. Ксенофонтова$^1$, Ю. О. Василевская$^2$, Р. Т. Сибатов$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441401

Самоорганизующиеся ансамбли наночастиц в последнее время стали многообещающими системами для реализации нейроморфных вычислений. Наличие мемристивных свойств у системы часто связывают с формированием и разрушением филаментов в зазорах между наночастицами. В данной работе рассматривается простая модель формирования и разрушения филаментов, обусловленных электромиграцией ионов и диффузией атомов металла внутри диэлектрического материала или на подложке. На основе сравнения решений для времени роста с экспериментальными данными, уточнены выражения для зависимости скорости роста от напряжения и температуры.

Показать Аннотацию
PDF
Физика космоса

Долготная зависимость потоков электронов внешнего радиационного пояса Земли по данным ИСЗ «МЕТЕОР-M» №2

Долготная зависимость потоков электронов внешнего радиационного пояса Земли по данным ИСЗ «МЕТЕОР-M» №2

А. О. Белова$^1$, И. Н. Мягкова$^2$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441605

В работе использованы данные спутника «МЕТЕОР-M» №2, который имел круговую полярную орбиту и регистрировал потоки электронов в различных энергетических диапазонах. Для получения долготной зависимости потоков брались данные за период июня – июля 2019 года, соответствующий минимуму солнечной и геомагнитной активности. Для решения поставленной задачи была разработана программа для автоматизации процесса анализа данных и определения областей прохождения спутником внешнего радиационного пояса Земли. Была получена зависимость потоков электронов от долготы и L-параметра МакИлвайна, а также выведена формула для пересчета потоков с одной долготы на другую, которая позволяет вычислять значения потоков на последующих участках орбиты.

Показать Аннотацию
PDF

Поиск критерия оценки массы первичных космических ядер по прямому черенковскому свету ШАЛ для телескопа СФЕРА-3

Поиск критерия оценки массы первичных космических ядер по прямому черенковскому свету ШАЛ для телескопа СФЕРА-3

О. В. Черкесова, В. И. Галкин

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441606

Проектируемая установка СФЕРА-3, в отличие от установки СФЕРА-2, будет иметь не только телескоп отражённого черенковского света, но и детектор, регистрирующий угловое распределение прямого черенковского света. В качестве параметра, чувствительного к массе первичной частицы, в настоящей работе рассматривается длина большой полуоси черенковского образа. Рассмотрен ряд критериев разделения событий по первичным массам в зависимости от положения детектора относительно оси ливня и их зависимость от видов и значений порогов по плотности фотонов и шага сетки, на которой разыгрывается угловое распределение.

Показать Аннотацию
PDF

Анализ хода луча отражённого от снега черенковского света широкого атмосферного ливня в телескопе СФЕРА-3.

Анализ хода луча отражённого от снега черенковского света широкого атмосферного ливня в телескопе СФЕРА-3.

Т. А. Колодкин, В. И. Галкин

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441607

В статье проведён анализ влияния телескопа отраженного черенковского света в проекте СФЕРА-3 на геометрию образа. Рассмотрено сжатие геометрии образа на краях мозаики и неравномерность освещённости мозаики. Путём аппроксимации полученных данных и их сравнения с неискаженными данными, были получены корректирующие функции, которые будут применяться при построении образа.

Показать Аннотацию
PDF
Физика магнитных явлений

Измерение подвижности доменных границ в аморфных лентах NiCoFeSiB с помощью Керр-микроскопии

Измерение подвижности доменных границ в аморфных лентах NiCoFeSiB с помощью Керр-микроскопии

С. В. Самченко, Н. Н. Перова, Т. Б. Шапаева, Н. С. Перов

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441701

Работа посвящена изучению магнитооптических (МО) и магнитных свойств аморфной ленты NiCoFeSiB, полученной методом закалки из расплава. Измерения на магнитометре с вибрирующим образцом показали, что рассматриваемая аморфная лента характеризуется низким значением коэрцитивной силы и высоким значением намагниченности насыщения. Магнитооптические свойства ленты были исследованы с использованием магнитооптического Керр-микроскопа. Установлено, что рассматриваемая аморфная лента обладает ярко выраженной равновесной доменной структурой, которая сохраняется в отсутствии внешнего магнитного поля. Была исследована динамика доменных границ в низкочастотных магнитных полях (0.1, 0.5 и 1 Гц) малых амплитуд (до 12 Э). Были получены зависимости величин смещения доменных границ от времени для разных значений амплитуд и частот внешнего магнитного поля и рассчитаны зависимости скорости движения доменных границ от амплитуды поля. Подтверждена возможность определения скорости движения поверхностной доменной границы для различных участков исследуемой аморфной ленты. Описанный метод измерения подвижности доменных границ позволяет изучать динамические характеристики образцов при различных внешних условиях.

Показать Аннотацию
PDF

Моделирование отдельных гармоник магнитоэлектрического эффекта в программном пакете COMSOL Multiphysics

Моделирование отдельных гармоник магнитоэлектрического эффекта в программном пакете COMSOL Multiphysics

М. В. Джапаридзе, Л. Ю. Фетисов, Ф. А. Федулов

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441702

В работе предложен новый алгоритм расчета магнитоэлектрического эффекта в программном пакете COMSOL Multiphysics 6.0. В его основе лежало составление линейной композиции полученных в различные моменты времени решений дифференциальных уравнений, описывающих магнитоэлектрический эффект. Преимуществом описанного метода являлась возможность выделения из общего спектра магнитоэлектрического напряжения отдельных составляющих, соответствующих различным гармоникам магнитоэлектрического сигнала. В ходе проведения работы данный метод был использован для вычисления полевых и амплитудных зависимостей амплитуд первых трех гармоник магнитоэлектрического эффекта в двухслойных композитных структурах на основе магнитострикционного никеля и различных широкозонных пьезополупроводников (нитрида алюминия, нитрида галлия и оксида галлия). Показано, что полученные при помощи описанного в работе метода зависимости не противоречат существующим на сегодня данным, следовательно, данный метод расчета пригоден для моделирования перспективных магнитоэлектрических систем и в дальнейшем сможет найти широкое применение.

Показать Аннотацию
PDF
Физика твердого тела

Угловые зависимости распыления фосфида индия фокусированным пучком ионов галлия

Угловые зависимости распыления фосфида индия фокусированным пучком ионов галлия

К. Н. Лобзов, М. А. Смирнова, Л. А. Мазалецкий, Д. Э. Пухов

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2441801

В работе представлены экспериментальные угловые зависимости морфологии поверхности, элементного состава приповерхностного слоя и коэффициента распыления фосфида индия при облучении образца InP ФИП ионов Ga+ с энергией 30 кэВ. Анализ поверхности проводился методами растровой электронной микроскопии и вторично-ионной масс-спектрометрии. Коэффициенты распыления определялись по измерениям объема распыленных кратеров. Экспериментальные результаты сравниваются с данными математического моделирования в программе TRIDYN. Обсуждается влияние выбора матрицы поверхностных энергий связи на результаты моделирования.

Показать Аннотацию
PDF
Школа МГУ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина». Подсекция «Квантовые технологии»

Антигруппировка однофотонного излучения сверхпроводникового искусственного атома между двумя направлениями в копланарном СВЧ-волноводе

Антигруппировка однофотонного излучения сверхпроводникового искусственного атома между двумя направлениями в копланарном СВЧ-волноводе

В. В. Воскресенский$^1$, А. В. Васенин$^{1,2}$, А. Ю. Дмитриев$^{1,3}$, А. -. Болгар$^1$, О. В. Астафьев$^{1,2,3}$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2442001

Важным инструментом для изучения источника как классического, так и квантового излу- чения являются временные корреляционные функции. В оптическом диапазоне для их изме- рения используются однофотонные детекторы. В СВЧ-диапазоне таких эффективных детек- торов до сих пор нет, однако с помощью детекторов, измеряющих линейные характеристи- ки электромагнитного поля, например напряжение, также можно измерить корреляционные функции. В настоящей работе мы демонстрируем явление антигруппировки с помощью кор- реляционных функций второго порядка, измеренных по разработанной нами технике, для излучения искусственного сверхпроводникового атома, естественным образом разделенного в одномерном копланарном волноводе.

Показать Аннотацию
PDF

Индуктивно шунтированные кубиты-трансмоны с высоким ангармонизмом

Индуктивно шунтированные кубиты-трансмоны с высоким ангармонизмом

А. С. Кирковский$^1$, Д. А. Калачева$^{1,2,5}$, Г. П. Федоров$^{1,2,3,4}$, Ш. В. Сандуляну$^{1,2,3,4}$, А. Ю. Дмитриев$^{1,2,4}$, О. В. Астафьев$^{1,4,5}$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2442002

В настоящей работе рассматривается сверхпроводниковый искусственный атом типа кинемон. Детально изучается симметричный случай, соответсвующий равномерному распределению внешнего магнитного потока между элементами СКВИДа. Выделены четыре различных режима работы кинемона в зависимости от энергетических параметров. В режимах, подходящих для использования кубита-кинемона в квантовых устройствах, проводится максимизация ангармонизма для верхней и нижней оптимальных точек.Рассматривается, как учет разброса энергетических параметров кубита влияет на результат оптимизации. Было показано, что оптимальные значения ангармонизма и зарядовой энергии кубита-кинемона в несколько раз превышают соответствующие параметры для кубитов-трансмонов, изготовленных по той же технологии. Показано, что включение индуктивного элемента в схему кубита подавляет зарядовую дисперсию. Таким образом, для кубитов-кинемонов не ожидается снижение времени релаксации и дефазировки при повышении зарядовой энергии.

Показать Аннотацию
PDF

Особенности динамики квантовых состояний джозефсоновских наносистем в процессе их взаимодействия с неклассическим электромагнитным полем

Особенности динамики квантовых состояний джозефсоновских наносистем в процессе их взаимодействия с неклассическим электромагнитным полем

И. А. Терещенко$^{1,2}$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2442003

В работе исследована динамика квантовых состояний джозефсоновской сверхпроводящей наносистемы под действием различных неклассических полей. Такое рассмотрение перспективно с точки зрения разработки методов управления свойствами рассматриваемых систем и их использования в наноэлектронике, а также для разработки квантовых логических протоколов. В работе проведено теоретическое моделирование работы планарных схем на основе джозефсоновских сверхпроводящих наноструктур за рамками линейного режима, а также разработаны методы управления квантовыми состояниями более высокой размерности в таких системах. В качестве примера джозефсоновской наноструктуры рассматривается кубит-трансмон, выполненный на основе наноразмерного сверхпроводящего джозефсоновского контакта, собственные состояния которого могут быть описаны в рамках модели квантового ангармонического осциллятора и анализируются в терминах бозонных лестничных операторов рождения и уничтожения возбуждения. Выявлены особенности динамики возбуждения таких структур, обусловленные Керровской нелинейностью джозефсоновской подсистемы. Показано формирование состояний с различными свойствами, возникающих в процессе динамики за счет эффектов нелинейной фазовой модуляции. Продемонстрирована возможность существенного подавления шумов в системе ниже уровня дробового шума. Обнаружена возможность управлять возбуждением состояний джозефсоновской подсистемы за счет варьирования параметров нелинейности и частотной отстройки. Выявлен эффект установления энергетического баланса между подсистемами за счет наличия Керровской нелинейности.

Показать Аннотацию
PDF

Эффекты волнового смешения в каскадных системах сверхпроводниковых кубитов

Эффекты волнового смешения в каскадных системах сверхпроводниковых кубитов

Т. Р. Сабиров$^1$, А. Ю. Дмитриев$^{1,3}$, С. А. Гунин$^1$, А. В. Васенин$^{1,2}$, О. В. Астафьев$^{1,2,3}$

Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2024. № 4. 2442004

В настоящей работе численно исследован нелинейный квантово-оптический эффект, -- волновое смешение распространяющихся волновых пакетов (двух когерентных и антигруппированного с когерентным сигналами) в каскадной системе сверхпроводниковых атомов -- кубитов. В качестве возможной реализации рассматриваем кубиты в архитектуре трансмон, взаимодействующие с волноводом в режиме сильной связи, что позволяет исследовать рассеяние в каскадной системе на уровне одиночных квантов электромагнитного излучения. Полученные спектры волнового смешения демонстрируют чувствительность к фотонной статистике в волноводе -- отстройка пика от центральной частоты находится в соответствии с числом фотонов, вовлеченных в процесс.

Показать Аннотацию
PDF