Корреляции характеристик нейтронных звезд со свойствами нуклонных и гиперонных взаимодействий
Корреляции характеристик нейтронных звезд со свойствами нуклонных и гиперонных взаимодействий
А. И. Насакин$^{1,2}$, Д. Е. Ланской$^1$, С. А. Михеев$^{1,2}$, А. М. Потокин$^1$, Т. Ю. Третьякова$^{1,2}$
Появление гиперонов при плотностях, в несколько раз превышающих ядерную плотность, в центральной области массивных нейтронных звезд оказывает существеное влияние на их характеристики. В работе с использованием различных параметризаций сил Скирма рассчитаны уравнения состояния материи нейтронных звезд и проведен анализ возможных корреляций между наблюдаемыми характеристиками нейтронных звезд и свойствами нуклонных и гиперонных взаимодействий. Наиболее сильное влияние на значение плотности материи в точке появления $\Lambda$-гиперонов и, как следствие, на характеристики нейтронных звезд оказывает сжимающая способность $\Lambda N$-взаимодействия, характеризующая способность $\Lambda$-гиперона модифицировать нуклонный остов гиперядра. Связь между астрофизическими величинами и свойствами нуклонного взаимодействия при появлении гиперонов ослабевает, но в большинстве случаев сохраняется. Определяющими для максимальной массы нейтронной звезды являются несжимаемость ядерной материи, величины, отражающие поведение энергии симметрии при больших плотностях, а также сжимающая способность гиперонного взаимодействия.
Показать АннотациюОптический симулятор квантового распределения ключей
Оптический симулятор квантового распределения ключей
Л. В. Бигуаа, С. П. Кулик
В статье предложена методология построения и работы оптической системы для численного и экспериментального исследования систем квантового распределения ключей (КРК). Система позволяет моделировать и экспериментально реализовывать различные атаки на известные протоколы КРК в режиме plug-and-play. Отличительной особенностью системы является то, что в ней используются лишь стандартные лабораторные инструменты, такие как диодные лазеры и фотодиодные детекторы общего назначения. Это позволяет демонстрировать работу системы КРК без необходимости развертывания дорогостоящей и технически сложной полноценной системы КРК в истинно квантовом режиме. Такая парадигма представляется полезной для различных исследований систем КРК в контексте их интенсивного развития. Во-первых, это связано с нарастающей потребностью в численном моделировании систем КРК в исследовательских целях. Во-вторых, экспериментальная реализация предлагаемого подхода необходима для практической демонстрации функционирования систем КРК, в частности, при подготовке специалистов в области квантового шифрования. При этом существующие в настоящее время аналоги позволяют исследователям экспериментально воспроизводить только простейшие атаки злоумышленника (Евы) на протоколы КРК, такие как прием-перепосылка. С их помощью также возможно численно моделировать широкий спектр атак, но с использованием достаточно сложных систем проектирования. В отличие от этого, предлагаемая система позволяет как численно, так и экспериментально воспроизводить атаки, начиная с простейших и заканчивая технически сложными атаками, такими как атака с отщеплением фотонов (PNS), для использования в режиме plug-and-play.
Показать АннотациюИсследование влияния квантовых эффектов на поглощение энергии плазмонными наночастицами с покрытием методом дискретных источников
Исследование влияния квантовых эффектов на поглощение энергии плазмонными наночастицами с покрытием методом дискретных источников
Ю. А. Еремин, В. В. Лопушенко
Рассматривается влияние квантовых эффектов на сечение поглощения золотых наночастиц с полимерным покрытием. Подобные слоистые структуры используются в качестве фототермических агентов при лечении онкологических образований. Для исследования используется модификация метода дискретных источников. Моделирование квантовых эффектов в плазмонном ядре осуществляется на основе мезоскопических граничных условий с параметрами Фейбельмана, которые позволяют учитывать такие квантовые эффекты, как пространственную нелокальность, смещение электронного облака по отношению к поверхности металла и затухание Ландау. В результате исследований установлено, что посредством изменения геометрии плазмонного ядра возможно управлять положением максимума сечения поглощения в окне прозрачности биоматериалов, в то время как вариация его объема влияет только на амплитуду сечения. Показано, что учет квантового эффекта приводит к смещению максимума сечения поглощения в область коротких волн на 10-15 нм, а также небольшому снижению его амплитуды в пределах 5%.
Показать АннотациюЛинейный потенциал нулевого радиуса в трехмерном пространстве и эффекты поляризации вакуума
Линейный потенциал нулевого радиуса в трехмерном пространстве и эффекты поляризации вакуума
П. А. Спирин
Предлагается непертурбативное вычисление перенормированной функции Грина безмассового действительного скалярного поля~$\phi$ в трехмерном пространстве с двумерным потенциалом нулевого радиуса, локализованным на бесконечной прямой. Подобный потенциал соответствует экзотическому пределу $\xi\to\infty$, $\beta'\sim 1/\xi $ поляризации вакуума в пространстве космической струны. Подход предполагает перенормировку константы связи~$\lambda$. Перенормированные евклидова и адамарова функции Грина представлены в эквивалентных формах в виде однократных интегралов от специальных функций. С использованием перенормированной функции Адамара вычислены перенормированные вакуумные средние квадрата поля и оператора тензора энергии-импульса, исследованы асимптотические случаи.
Показать АннотациюВосстановление временно-зависимого квантового гамильтониана, используя нейродифференциальные уравнения
Восстановление временно-зависимого квантового гамильтониана, используя нейродифференциальные уравнения
А. С. Наумов, В. Ю. Попов
Рассматривается задача восстановления неизвестного временно-зависимого гамильтониана двухуровневой квантовой системы по данным о динамике системы. Предложен метод на основе нейронной сети в схеме Neural ODE, в котором непрерывная эволюция состояния моделируется интегрированием уравнения Шрёдингера с параметрической моделью гамильтониана, реализо ванной сетью. В качестве входных данных используются измеренные временные ряды средних значений операторов Паули для кубита. Обучение сети проводится путём минимизации разности между экспериментально наблюдаемыми и смоделированными траекториями квантовых наблю даемых. На примере моделирования динамики спина в переменном магнитном поле показано, что предложенный подход позволяет с высокой точностью восстанавливать параметры временного га мильтониана, не требуя прерывания квантовой эволюции. Результаты демонстрируют, что Neural ODE-модель обеспечивает непрерывный учёт временного параметра и надёжную реконструкцию динамики системы в условиях ограниченных данных и шума.
Показать АннотациюНовая кинетическая модель Монте-Карло для исследования магнитных свойств атомных цепочек
Новая кинетическая модель Монте-Карло для исследования магнитных свойств атомных цепочек
С. В. Колесников$^1$, И. Н. Колесникова$^2$
Магнитные атомные цепочки имеют потенциальные приложения в различных перспективных областях физики, таких как спинтроника, квантовые коммуникации и квантовые вычисления. Одним из возможных способов исследования магнитных свойств атомных цепочек на больших временных масштабах является кинетический метод Монте-Карло (КММК). В настоящей работе мы предлагаем новую КММК модель, учитывающую зависимость частотных префакторов от параметров цепочки. Наши результаты показывают, что эмпирическое правило Мейера-Нелделя применимо к магнитным системам: более высокие энергетические барьеры соответствуют более высоким частотным префакторам. Используя геодезический метод упругой ленты и гармоническое приближение теории переходного состояния, мы вычислили поправки, обусловленные неколлинеарностью магнитных моментов атомов в переходном состоянии. Обсуждаются ограничения применимости предложенной КММК модели. Показано что, в общем случае, зависимостью частотных префакторов от параметров атомной цепочки нельзя пренебрегать.
Показать АннотациюМетод расчета матричных элементов трехчастичного гамильтониана на гауссовом базисе
Метод расчета матричных элементов трехчастичного гамильтониана на гауссовом базисе
В. Т. Ворончев
Подробно изложен метод нахождения матричных элементов гамильтониана системы из трех частиц на многомерном гауссовом базисе для использования в задачах ядер- ной и атомной физики, а также ядерной астрофизики. Рассмотрены как центральные, так и нецентральных (спин-орбитальные и тензорные) взаимодействия между части- цам. Показано, что разработанная методика позволяет свести вычисление матричных элементов к относительно простым аналитическим формулам, призванным обеспечить высокую точность численного расчета собственных значений гамильтониана.
Показать АннотациюНовые данные о фоторасщеплении атомных ядер из результатов экспериментов на пучках тормозного γ–излучения
Новые данные о фоторасщеплении атомных ядер из результатов экспериментов на пучках тормозного γ–излучения
В. В. Варламов$^1$, А. И. Давыдов$^2$, В. Н. Орлин$^3$
Показано, что с использованием опубликованных результатов разных экспериментов, выполненных на пучках тормозного γ-излучения, во многих случаях возможно получение новых данных о фоторасщеплении ядер, прежде всего, сечений фотонейтронных реакций, которые ранее не были известны. Такие возможности реализованы в случаях ядер 52Cr и 68Zn. Неопубликованные ранее сечения σ(γ, 2n) и σ(γ, xn) = σ(γ, 1n) + 2σ(γ, 2n) в случае ядра 52Cr и σ(γ, 1n), σ(γ, 2n) и σ(γ, sn) = σ(γ, 1n) + σ(γ, 2n) в случае ядра 68Zn были впервые получены на основе опубликованных экспериментальных данных. Установлено, что экспериментальные сечения парциальных реакций на ядре 52Cr не удовлетворяют объективным физическим критериям достоверности. Новые сечения таких реакций 52Cr(γ, 1n) и 52Cr(γ, 2n)50Cr, удовлетворяющие физическим критериям, оценены с помощью экспериментально-теоретического метода и использованы для определения и нового сечения полной фотонейтронной реакции 52Cr(γ, sn). В случае ядра 68Zn при использовании единственного опубликованного экспериментального сечения выхода нейтронов 68Zn (γ, xn) c помощью экспериментально-теоретического метода впервые получены новые неизвестные ранее сечения парциальных реакций 68Zn(γ, 1n)67Zn и 68Zn(γ, 2n)66Zn, а также сечение полной фотонейтронной реакции 68Zn(γ, sn).
Показать АннотациюМоделирование излучения комптоновских источников с учётом нелинейных эффектов
Моделирование излучения комптоновских источников с учётом нелинейных эффектов
И. А. Артюков$^1$, А. В. Виноградов$^1$, Р. М. Фещенко$^1$, В. И. Шведунов$^{1,2}$
В работе обсуждаются модели и методы расчёта излучения лазерно-электронных генераторов рентгеновского или гамма излучения на основе классической модели взаимодействия. Предлагаемая модель обеспечивает расчёт полного поток, спектральной яркости и поляризации излучения с учётом нелинейных эффектов. Последние неизбежно возникают при использовании мощных лазерных импульсов. Для набора ряда модельных параметров источника показано, что нелинейные эффекты приводят к значимому спектральному уширению излучения как основной гармоники, так и высших гармоник. Это ведёт к существенной деградации спектральных характеристик источника и может потребовать дополнительной монохроматизации спектра рабочего излучения. Проведено моделирование параметров рентгеновского и гамма излучения лазеро-электронного источника при использовании коллиматорных линий формирования пучка.
Показать АннотациюИсследование спектра и структуры нуклонных резонансов в коллаборации МГУ/JLAB
Исследование спектра и структуры нуклонных резонансов в коллаборации МГУ/JLAB
А. В. Голда$^2$, Е. Л. Исупов$^1$, А. А. Русова$^2$, В. Б. Рыжков$^2$
Реакции фото- и электророждения одиночных пионов на протоне, а также состояния $\pi^+\pi^-p$ предоставляют наиболее обширный массив информации о спектре и структуре нуклонных резонансов ($N^*$). Изучение процессов электромагнитного возбуждения $N^*$ важно для понимания динамики непертурбативного сильного взаимодействия, ответственного за генерацию доминирующей части видимой массы во Вселенной. Эксперименты, проведённые на детекторе CLAS (Лаборатория Т. Джефферсона, США), существенно расширили наше понимание физики нуклонных резонансов, было измерено более чем $150000$ точек дифференциальных сечений и различных поляризационных наблюдаемых. В статье представлены избранные результаты программы изучения $N^*$ в Лаборатории Т. Джефферсона, а также направление будущих исследований с фокусом на сотрудничестве МГУ/JLAB.
Показать Аннотацию