Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
МЕНЮ
Теоретическая и математическая физика

Математические методы субъективного моделирования в научных исследованиях. 2. Приложения.

Математические методы субъективного моделирования в научных исследованиях. 2. Приложения.

Ю. П. Пытьев

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

В статье рассмотрены приложения математического формализма субъективного (суб.) моделирования неопределённости, предложенного в статье "Математические методы субъективного моделирования в научных исследованиях. 1. Математические и эмпирические основы". Определена и исследована суб. модель вероятностной случайности. Показано, что модельер-исследователь (м.-и.) определяет суб. модель дискретного вероятностного пространства (вер. пр.) как пространство с правдоподобием и доверием (пр. прав. дов.), которое де-факто оказывается суб. моделью класса суб. эквивалентных вер. пр., моделирующих произвольно эволюционирующий стохастический объект (Э. СТ. О.), суб. моделью которого служит это же пр. прав. дов. Этот факт позволяет восстановить суб. модель Э. СТ. О., причём безошибочно и на основе конечного числа событийно-частотных наблюдений. Аналогичная связь установлена между классом взаимно эквивалентных суб. моделей и классом суб. эквивалентных абсолютно непрерывных вероятностных пространств. Для двух вариантов мер правдоподобия и доверия определены и исследованы энтропии распределений правдоподобия и доверия значений неопределённого элемента $\widetilde{x}$, моделирующего суб. суждения м.-и., как характеристик информативности и~неопределённости его суждений. Показано, что в первом варианте энтропии обладают свойствами, формально подобными свойствам шенноновской энтропии (ш. э.), но в силу отсутствия закона больших чисел (ЗБЧ) их интерпретация существенно отличается от интерпретации ш. э. В третьем варианте есть аналог ЗБЧ, и для математического ожидания суб. информативности/неопределённости получена связь с ш. э. Рассмотрена суб. модель $M(\widetilde{x}) = (\Omega, {\cal P}(\Omega), \mathrm{P}^{\zeta,\varkappa}{(\cdot,\cdot ;\widetilde{x})}$, $\mathrm{N}^{\zeta,\varkappa}{(\cdot,\cdot ;\widetilde{x})})$ неопределённого нечёткого объекта, получено и исследовано оптимальное правило идентификации его состояний по~данным наблюдений. Рассмотрены методы экспертного построения моделей нечёткого и неопределённого нечёткого элементов.

Показать Аннотацию
Астрономия, астрофизика и космология

Навигация по рентгеновским пульсарам в космическом пространстве

Навигация по рентгеновским пульсарам в космическом пространстве

М. В. Сажин$^1$, В. Е. Жаров$^2$, В. К. Милюков$^1$, М. С. Пширков$^1$, В. Н. Семенцов$^1$, О. С. Сажина$^1$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

В обзоре рассмотрена задача автономного определения положения космического аппарата в пространстве на основе анализа импульсов, излучаемых рентгеновскими пульсарами. Приводятся характеристики перспективной приемной аппаратуры и списки пульсаров - кандидатов в опорные источники. Обосновывается алгоритм навигации и результирующие точностные характеристики.

Показать Аннотацию
Теоретическая и математическая физика

Генерация второй гармоники под воздействием гравитационного поля Земли

Генерация второй гармоники под воздействием гравитационного поля Земли

А. Ф. Королев, Н. Н. Кошелев

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

The influence of the Earth’s gravitational field on a weakly relativistic electron involved in the process of generation of microwave radiation is evaluated. It is shown that such exposure leads to the generation of a second harmonic

Показать Аннотацию

Аналитическое решение задачи об электровихревом течении в полусфере с электродами конечного размера в стоксовом приближении

Аналитическое решение задачи об электровихревом течении в полусфере с электродами конечного размера в стоксовом приближении

Е. А. Михайлов$^1$, И. О. Тепляков$^2$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

Получено аналитическое решение стационарного, осесимметричного уравнения движения для течения вызванного неоднородным электрическим током распространяющимся через электропроводную жидкость. Задача решена в переменных для завихренности и векторного потенциала скорости в полусферической геометрии с учетом конечного размера электродов. Использовались стоксово и электродинамическое приближения.

Показать Аннотацию

Флуоресценция в квантовой системе с нарушенной симметрией

Флуоресценция в квантовой системе с нарушенной симметрией

А. В. Солдатов, Н. Н. Боголюбов

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

Исследована модель многоуровневого одиночного одноэлектронного атома с нарушенной симметрией, оператор дипольного момента которой имеет постоянные диагональные матричные элементы, не все из которых попарно равны друг другу. Показано, что выражение для электромагнитного поля излучения в дальней зоне для такого атома не содержит в явном виде значительных вкладов от диагональных матричных элементов дипольного момента, так что эти матричные элементы оказывают влияние на процесс флуоресценции лишь через временную зависимость недиагональных матричных элементов благодаря квантовым нелинейным процессам более высокого порядка. Показано, что двухуровневая квантовая система, дипольный оператор которой имеет постоянные неравные диагональные матричные элементы, будучи возбуждаемой монохроматическим лазерным излучением может непрерывно излучать на гораздо более низкой частоте, чем частота возбуждающего излучения. Обсуждаются возможности экспериментального обнаружения и практического использования этого эффекта.

Показать Аннотацию

Эволюция акустического излучения ансамбля вихревых колец в воздухе

Эволюция акустического излучения ансамбля вихревых колец в воздухе

Д. Ю. Черкасов, Ф. В. Шугаев

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2. С. 173

Исследована эволюция акустического излучения от ансамбля вихревых колец в воздухе на основе нестационарных уравнений Навье-Стокса. Использованы разложения искомых функций в ряд по степеням начальной завихренности, которая считается малой величиной. Система уравнений Навье-Стокса сводится к параболической системе с постоянными коэффициентами при старших производных. Задача ставится следующим образом. Завихренность определена внутри тороида при t = 0. Остальные параметры газа полагаются постоянными во всем пространстве в начальный момент времени. Решение выражается через кратные интегралы, которые рассчитываются с помощью сеток Коробова. Исследованы колебания плотности. Результаты показывают, что спектр частот зависит от времени. А именно, при малых временах наблюдаются высокочастотные колебания. Затем появляются низкочастотные колебания. В то же время амплитуда высокочастотных колебаний уменьшается по сравнению с низкочастотными. Таким образом, происходит переход энергии от высокочастотного спектра к низкочастотному. Представленные результаты могут быть полезны для изучения для моделирования затухающей сеточной турбулентности.

Показать Аннотацию
Физика атомного ядра и элементарных частиц

Метод определения параметров первичной частицы широкого атмосферного ливня высокогорной установкой

Метод определения параметров первичной частицы широкого атмосферного ливня высокогорной установкой

В. И. Галкин$^{1,2}$, А. С. Борисов$^3$, Р. Бахромзод$^{1,4}$, В. В. Батраев$^1$, С. З. Латипова$^5$, А. Р. Мукумов$^{1,4}$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

Описывается методика оценки параметров первичной частицы широкого атмосферного ливня комплексной высокогорной установкой, развитая в рамках проекта <<Памир-XXI>>. Результаты работы могут быть полезны как для других высокогорных проектов, так и для метода ШАЛ вообще. Приведены конкретные варианты конфигураций оптических детекторов для регистрации черенковского света ШАЛ и детекторов заряженных частиц, способы обработки их данных и достижимые точности восстановления параметров первичных частиц --- энергии, направления и массы/типа. Б\'{о}льшая часть результатов касается оптических детекторов, способных работать с ШАЛ от первичных ядер в диапазоне первичных энергий $E_0$= 100 ТэВ -- 100 ПэВ и с ливнями от первичных $\gamma$-квантов c энергиями $E_{\gamma} \ge$ 30 ТэВ. Рассмотрены также варианты сетки детекторов заряженных частиц, предназначенной для определения направления и энергии ШАЛ в диапазоне $E_0$= 1 ПэВ -- 1 ЭэВ. Полученные оценки точностей надо рассматривать как верхние пределы реальных экспериментальных точностей.

Показать Аннотацию
Астрономия, астрофизика и космология

Квазипериодические вариации солнечной активности и космических лучей

Квазипериодические вариации солнечной активности и космических лучей

В. П. Охлопков

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

Исследованы квазипериодические вариации различных проявлений солнечной активности, параметров межпланетной среды, потока галактических космических лучей (ГКЛ) по данным стратосферного зондирования и измерений нейтронными мониторами. В диапазоне периодов менее 5 лет выделяются группы спектральных составляющих с периодами около двух лет, 1.3 года и одного года. Особое внимание уделено квазидвухлетним вариациям ГКЛ, которые вызваны аналогичными вариациями в среднем магнитном поле Солнца, играют важную роль в процессах солнечной активности.

Показать Аннотацию

Циклические вариации потоков солнечного излучения в начале XXI века

Циклические вариации потоков солнечного излучения в начале XXI века

Е. А. Бруевич, В. В. Бруевич, Г. В. Якунина

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

Анализируется солнечная активность в текущем 24 цикле. Проведены оценки циклических вариаций числа солнечных пятен (SSN) и потоков излучения в различных спектральных диапазонах в сравнении с общим уровнем излучения Солнца, традиционно определяемым по потоку радиоизлучения $F_{10.7}$ на волне 10.7 см (2.8 ГГц). Сравнительный анализ вариаций солнечной постоянной и солнечных индексов в УФ-диапазоне, важных параметров для моделирования состояния земной атмосферы, в слабом 24 цикле и сильных 22 и 23 циклах показал относительные различия в амплитудах вариаций от минимума к максимуму цикла. Учет влияния эффекта гистерезиса между индексами активности и $F_{10.7}$ в 24 цикле дает возможность уточнить прогноз УФ-индексов и солнечной постоянной в зависимости от коэффициентов квадратичной регрессии, связывающие солнечные индексы с $F_{10.7}$, в зависимости от фазы цикла.

Показать Аннотацию
Оптика и спектроскопия. Лазерная физика

Антиотражающие слои для солнечных элементов на основе кремниевых нанонитей, полученных на легированной подложке

Антиотражающие слои для солнечных элементов на основе кремниевых нанонитей, полученных на легированной подложке

А. В. Павликов$^{1,2}$, О. В. Рахимова$^1$, П. К. Кашкаров$^{1,2}$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

В работе методами спектроскопии комбинационного рассеяния света и спектроскопии ИК отражения исследованы слои квантовых нанонитей кремния, полученных на сильнолегированных подложках. По данным спектроскопии ИК отражения определена пористость слоев различной толщины, с использованием модели эффективной среды Бруггемана. Согласно данным спектроскопии комбинационного рассеяния света, концентрация свободных носителей заряда в квантовых нанонитях кремния падает, по сравнению с подложкой. На основе полученных результатов делается вывод о том, что оптимальной толщиной слоя квантовых нанонитей для использования в качестве антиотражающего покрытия в солнечных элементах является толщина 2 мкм. Исследованы слои с толщиной 10 и 15 мкм. Показано, что в таких слоях не наблюдается эффекта усиления сигнала комбинационного рассеяния света.

Показать Аннотацию

Оптические свойства полидисперсных ансамблей микростеклосфер в инфракрасном диапазоне спектра

Оптические свойства полидисперсных ансамблей микростеклосфер в инфракрасном диапазоне спектра

А. И. Ефимова, В. Б. Зайцев

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

Полупрозрачные композиты с микростеклосферами относятся к числу перспективных современных материалов. В частности, их использование является одним из способов повышения эффективности теплоизоляционных покрытий. В работе представлено экспериментальное исследование пропускания и рассеяния ИК-излучения (в диапазоне длин волн от 2 до 25 мкм) слоями порошка микросфер из натрийборосиликатного стекла. Изучены спектры, диаграммы направленности и степень поляризации рассеянного излучения.

Показать Аннотацию
Радиофизика, электроника, акустика

Кулоновская блокада в наноструктуре на основе одиночного внутримолекулярного зарядового центра

Кулоновская блокада в наноструктуре на основе одиночного внутримолекулярного зарядового центра

В. Р. Гайдамаченко$^1$, Е. К. Белоглазкина$^2$, Р. А. Петров$^2$, С. А. Дагесян$^1$, И. В. Сапков$^1$, Е. С. Солдатов$^1$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

Разработана оригинальная методика изготовления металлических электродов нанотранзистора с нанозазором менее 4 нм между ними с помощью контролируемой электромиграции предварительно «подвешенных» нанопроводов системы. Разработан метод встраивания между полученными электродами молекулы аурофильного производного терпиридина на основе родия. Приведены характеристики электронного транспорта через систему, включающую указанную молекулу с одноатомным зарядовым центром, свидетельствующие о реализации в ней режима коррелированного (одноэлектронного) туннелирования электронов.

Показать Аннотацию

Пространственная автокорреляция уровня амплитуды радиосигнала при наклонном распространении в ионосфере

Пространственная автокорреляция уровня амплитуды радиосигнала при наклонном распространении в ионосфере

Л. И. Приходько$^1$, А. Г. Вологдин, И. А. Широков$^2$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

Рассмотрены флуктуации уровня амплитуды волны распространяющейся в случайно-неоднородной среде с регулярной рефракцией. Для параболической модели регулярного ионосферного слоя получены аналитические выражения для дисперсий и функций корреляции амплитуды в самом слое и на выходе из него. Особое внимание уделено исследованию области отражения, где нарушаются условия применимости метода геометрической оптики. Результаты численно проанализированы для различных условий ионосферного зондирования.

Показать Аннотацию
Физика конденсированного состояния вещества

Влияние параметра Маккамбера на параметрическое усиление высокочастотного излучения контактами Джозефсона

Влияние параметра Маккамбера на параметрическое усиление высокочастотного излучения контактами Джозефсона

В. Ч. Жуковский$^1$, О. Д. Позднякова$^3$, В. Д. Кревчик$^2$, М. Б. Семенов$^2$, А. В. Шорохов$^3$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

В рамках резистивной модели изучено влияние внутренней емкости контакта Джозефсона на параметрическое усиление внешнего высокочастотного излучения контактами Джозефсона. Выяснено влияние параметра Маккамбера на параметрическое усиление. Показана возможность возникновения дополнительных областей усиления вблизи субгармонических ступенек Шапиро для контактов с внутренней емкостью.

Показать Аннотацию
Физика Земли, атмосферы и гидросферы

Генерация цунами подводным оползнем вблизи восточного побережья о. Сахалин

Генерация цунами подводным оползнем вблизи восточного побережья о. Сахалин

А. А. Иванова$^1$, Е. А. Куликов$^1$, И. В. Файн$^2$, Б. В. Баранов$^1$

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 2.

В рамках численной гидродинамической модели воспроизведен эффект образования волн цунами, вызванных в результате обрушения континентального cклона и образования подводного оползня, обнаруженного вблизи восточного побережья о-ва Сахалин. Площадь оползня, установленная по батиметрическим и сейсмическим данным, составляет 42 км$^2$ и объем равен 4 км$^3$. Расчеты, выполненные с помощью численной гидродинамической модели, показали, что такой подводный оползень способен сгенерировать волну цунами на сахалинском побережье до 18 м высотой.

Показать Аннотацию