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

Выпуск 2, 2017

Теоретическая и математическая физика

Сравнительный анализ качества редукции для вероятностной и возможностной моделей измерения

Сравнительный анализ качества редукции для вероятностной и возможностной моделей измерения

Д.А. Балакин, Ю.П. Пытьев

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

В работе сравниваются несколько новых и известных методов решения задачи интерпретации данных измерительного эксперимента для вероятностных и возможностных моделей измерений и анализируется зависимость их качества от полноты и точности модели измерительного эксперимента. Показано, что оптимальное использование имеющейся у исследователя априорной информации о модели измерения позволяет значительно повысить точность интерпретации данных измерения. В ряде показанных случаев качество возможностной редукции оказалось лучше, чем вероятностной, хотя в возможностной редукции минимизируется не величина погрешности, как в вероятностной, а ее необходимость. Это связано с тем, что априорная информация может быть достаточна для того, чтобы моделировать входной сигнал нечетким вектором, но недостаточна для того, чтобы его моделировать случайным вектором.

Показать Аннотацию

Математическое моделирование феноменов случайности и нечеткости в научных исследованиях. 2. Приложения.

Математическое моделирование феноменов случайности и нечеткости в научных исследованиях. 2. Приложения.

Ю. П. Пытьев

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

В статье рассмотрены элементы теории оптимальных нечётких решений, аналогичной теории оптимальных статистических решений, в частности, - оптимальной нечёткой идентификации и оптимальной нечёткой проверки гипотез, подобной статистической проверке гипотез Неймана–Пирсона, и оптимального нечёткого оценивания, рассмотрен последовательный алгоритм нечёткой идентификации, подобный последовательному статистическому критерию Вальда. Даны элементы теории нечётких измерительно-вычислительных преобразователей и её приложений в задачах анализа и интерпретации данных измерительного эксперимента.

Показать Аннотацию

Ондуляторы и генерация рентгеновских импульсов в лазерах на свободных электронах с самоусилением спонтанного излучения

Ондуляторы и генерация рентгеновских импульсов в лазерах на свободных электронах с самоусилением спонтанного излучения

К. В. Жуковский

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

Приводится теоретическое исследование и сравнительный анализ источников излучения синхротронного типа, в частности, ондуляторов и лазеров на свободных электронах (ЛСЭ), работающих в рентгеновском диапазоне. Делается акцент на получение более короткого импульса излучения, исследуются системы ондуляторов и соответствующие им ЛСЭ, наиболее перспективные с точки зрения генерации высокочастотных сверхкоротких импульсов такого излучения, в том числе в рентгеновском диапазоне. Исследуется возможность использования генерации высших гармоник. Показаны преимущества и недостатки однопроходной (без отражающих элементов) и многопроходной (с зеркалами) схем генерации ЛСЭ. Исследуются конструктивные возможности ондуляторов и ЛСЭ для уменьшения длительности импульса лазерного излучения от таких источников с целью генерации фемто-секундных импульсов. Оцениваются перспективы развития рентгеновских лазеров на свободных электронах и пути улучшения качества излучения с заданными характеристиками от таких источников.

Показать Аннотацию
Астрономия, астрофизика и космология

Современное состояние исследований в области космических лучей сверхвысоких энергий. Краткий обзор

Современное состояние исследований в области космических лучей сверхвысоких энергий. Краткий обзор

М. Ю. Зотов$^1$, O. Е. Калашев$^2$, М. С. Пширков$^{2,3}$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

Одной из наиболее интригующих нерешенных проблем современной астрофизики является происхождение и природа космических лучей сверхвысоких энергий (КЛ СВЭ) $(E>10^{18}\,\text{эВ})$. Настоящий обзор посвящен современному состоянию исследований в данной области. Описываются современные крупные эксперименты Обсерватория Пьер Оже и Telescope Array, первый в мире космический детектор <<ТУС>>, а также новые проекты, прежде всего орбитальные телескопы <<КЛПВЭ>> и JEM-EUSO. В обзоре освещаются новейшие данные о массовом составе и энергетическом спектре космических лучей, обсуждаются вопросы взаимосвязи между КЛ с одной стороны и нейтрино и фотонами СВЭ с другой, приводятся последние результаты по их поиску. Также описано текущее состояние исследований анизотропии направлений прихода КЛ --- области, критически важной для поиска источников КЛ самых высоких энергий.

Показать Аннотацию
Теоретическая и математическая физика

A comparative study of the improved energy balance method and the global residue harmonic balance method on the quintic nonlinear beam vibrations

A comparative study of the improved energy balance method and the global residue harmonic balance method on the quintic nonlinear beam vibrations

M. Akbarzade , A. Farshidianfar

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

Nonlinear vibration analysis of the beam structures is very important in mechanical and industrial applications. To obtain a proper design of the beam structures, it is important to realize how the beam vibrates in its transverse mode which in turn yields the natural frequency of the system. This paper intends to promote the application of modern analytical approaches to the governing equation of transversely vibrating quintic nonlinear beams. Two new analytical methods are the improved energy balance method and the global residue harmonic balance method. The accuracy of the energy balance method is improved based on combining features of collocation method and Galerkin–Petrov method, and an improved harmonic balance method is proposed which is called the global residue harmonic balance method. Unlike other harmonic balance methods, all the former global residual errors are introduced in the present approximation to improve the accuracy. Finally, the responses obtained by analytical methods are compared with each other, and preciseness of the present analytic procedures is evaluated in contrast with exact solution.

Показать Аннотацию

Численное решение задачи о межслойном переходе как задачи волноводной дифракции.

Численное решение задачи о межслойном переходе как задачи волноводной дифракции.

А.Л. Делицын

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

Применение сеточных методов к решению задачи о межслойном переходе приводит к необходимости ограничения области и постановки фиктивных граничных условий. В настоящей работе применятся введение фиктивного коаксиала для сведения исходной задачи к задаче волноводной дифракции. Рассмотрены результаты тестирования разработанной конечно-элементной программы, показывающие высокую точность применяемого метода. Исследованная зависимость решения от положения фиктивной границы показывает быструю сходимость метода.

Показать Аннотацию

Эмпирическое восстановление математических моделей измерительного и оптимального вычислительного преобразователей

Эмпирическое восстановление математических моделей измерительного и оптимального вычислительного преобразователей

Д.А. Балакин

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

Как следует из теории измерительно-вычислительных систем, для достижения максимальной точности интерпретации измерений требования к измерительному преобразователю (ИП), преобразующему внешнее воздействие в электрический сигнал, оказываются существенно разными в зависимости от того, как он будет функционировать — как таковой или в составе измерительно-вычислительного преобразователя (ИВП) в качестве компонента. В первом случае максимальную точность интерпретации должен обеспечивать ИП, и она ограничивается физическими законами. Во втором её должен обеспечивать ИВП, рассматриваемый как средство измерения того же или иного назначения, в частности, свойственного измерениям на "идеальном" для исследователя приборе. Точность ИВП определяется как математическими свойствами модели ИП, так и "качеством" алгоритма преобразования выходного сигнала ИП к виду, определённому целью измерения и реализуемого вычислительным преобразователем (ВП) как компонентой ИВП. Для каждой конкретной математической модели ИП этот алгоритм должен обеспечивать максимальное качество ИВП. Оптимальный в этом смысле ИП, обеспечивающий предельную точность ИВП как средства измерения, зачастую отличается от оптимального ИП как такового. Как правило, точная математическая модель ИП и, следовательно, оптимальный для неё алгоритм, реализуемый ВП, исследователю неизвестны, но он может выполнить на ИП серию тестовых измерений известных сигналов, моделирующих взаимодействие ИП с измеряемым объектом. Цель настоящей работы заключается в синтезе с помощью тестовых измерений как отклика ИП, математическая модель которого неизвестна, так и оптимальной интерпретации результата измерения, т.е. выходного сигнала ИВП.

Показать Аннотацию

О свойствах 4-импульса изолированной системы "заряд + поле"

О свойствах 4-импульса изолированной системы "заряд + поле"

М. Б. Эпендиев

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

Ставится вопрос об изоляции заряженной частицы вместе со своим полем, при которой 4-импульс этой системы является 4-вектором. Получены соотношения между характеристиками частицы и поля, имеющие место при такой изоляции. В частности, показано, что в рассмотренных неклассических моделях частицы ее масса должна быть больше 1/3 массы поля.

Показать Аннотацию

Радиационные эффекты в квантовой электродинамике с нарушением лоренц-инвариантности

Радиационные эффекты в квантовой электродинамике с нарушением лоренц-инвариантности

А.В. Борисов, Т.Г. Кирильцева

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

Вычислены однопетлевые массовый и вершинный (при нулевой передаче импульса) операторы электрона в слабом фоновом поле тензорного типа, нарушающем лоренц-инвариантность. С использованием современных экспериментальных значений массы и заряда электрона получены ограничения на напряженность фонового поля.

Показать Аннотацию
Химическая физика, физическая кинетика и физика плазмы

Synthesis, structural and dielectric properties of SrBi$_{2-x}$Sm$_{x}$Nb$_2$O$_9$

Synthesis, structural and dielectric properties of SrBi$_{2-x}$Sm$_{x}$Nb$_2$O$_9$

Mohamed - Afqir$^{1,2}$, A. Tachafine$^2$, D. Fasquellе$^2$, M. Elaatmani$^1$, J. C. Carru$^2$, A. Zegzouti$^1$, M. Daoud$^1$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

The SrBi$_{2-x}$Sm$_{x}$Nb$_2$O$_9$ (x=0, 0.4, 0.5) ceramics were synthesized by a conventional solid-state method. The X-ray diffraction shows an orthorhombic at room temperature. Dielectric constant, loss tangent and Ac conductivity of Sm-doped SrBi$_2$Nb$_2$O$_9$ were carried out, as well bel. A higher concentration of samarium (x= 0.4 and 0.5) doping leads to a significant reduction in peak dielectric constant and in Curie temperature. Rather relaxor type of behavior took place.

Показать Аннотацию
Физика конденсированного состояния вещества

Vacancy defects in delafossite CuAlO$_2$: First-principles calculations

Vacancy defects in delafossite CuAlO$_2$: First-principles calculations

Mi Zhong$^{1,2}$, Qi-Jun Liu$^{1,2}$, Zhen Jiao$^{1,2}$, Fu-Sheng Liu$^{1,2}$, Zheng-Tang Liu$^3$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

Electronic properties and formation energies of vacancy defects in delafossite $CuAlO_2$ have been investigated by using the first-principles density functional theory. The band structures and density of states of various vacancy defects have been obtained and analyzed. The results show that the VCu systems with different charge states influence the type of conductivity. The introduced vacancy defects enhance the hybridization between O-2p and Cu-3d states, which is good for p-type conductivity. The calculated formation energies indicate that the Cu vacancy is relatively easy to form and it trends to have positive charge.

Показать Аннотацию
Физика атомного ядра и элементарных частиц

Новые оценки энергии широких атмосферных ливней по сигналам на больших расстояниях от оси ливня

Новые оценки энергии широких атмосферных ливней по сигналам на больших расстояниях от оси ливня

Л.Г. Деденко, 2}, Т.М. Роганова, Г.Ф. Федорова

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2017. № 2.

На основании детальных таблиц сигналов в сцинтилляционных детекторах Якутской установки, вычисленных с помощью пакета GEANT4, получена численная оценка энергии $E_0$ наклонных широких атмосферных ливней по экспериментальному сигналу на расстоянии 1000 м от оси ливня и известному зенитному углу θ с использованием пакета CORSIKA. Эта оригинальная оценка получена без использования метода сечения спектров сигналов линиями равной интенсивности. Получены также значения практических единиц измерения сигналов в наземных и подземных детекторах.

Показать Аннотацию