Расчёт массовых распределений фрагментов Cu, распыленных кластерными ионами Ar, на основе молекулярно-динамического моделирования
Расчёт массовых распределений фрагментов Cu, распыленных кластерными ионами Ar, на основе молекулярно-динамического моделирования
А. В. Назаров$^{1,2}$, Д. С. Киреев$^2$, А. Н. Ратцев$^2$, В. С. Черныш$^2$
Проведено молекулярно-динамическое моделирование процессов взаимодействия кластеров Arn с поверхностью Cu при разных соотношениях E/n. Рассчитаны распределения распыленных фрагментов по массам. Показано, что данные распределения описываются степенным законом, как функцией от размера фрагмента. Изучены зависимости показателя степени от энергии и размер первичного кластера, показано, что он коррелирует с полным коэффициентом распыления аналогично случаю распыления атомарными ионами.
Показать АннотациюМодуляция интенсивности излучения узкоспектрального лазера инфракрасного диапазона при прохождении структуры квантового каскадного лазера
Модуляция интенсивности излучения узкоспектрального лазера инфракрасного диапазона при прохождении структуры квантового каскадного лазера
С. А. Чахлов$^{1,2}$, Л. А. Миклашевич$^1$, А. А. Ластовкин$^1$, Н. Г. Захаров$^1$
Получен эффект модуляции интенсивности излучения узкоспектрального лазера диапазона 1590 нм, прошедшего через волноводную структуру квантового каскадного лазера, наблюдаемый при приложении к структуре электрического поля. Данный эффект раскрывает термодинамику активной области квантового каскадного лазера, работающего в импульсном режиме, что актуально в задаче оптической связи, реализованной на принципе высокочастотной амплитудной модуляции сигнала.
Показать АннотациюВосстановление волнового фронта лазерного излучения по профилю интенсивности около фокуса собирающей линзы при помощи нейронных сетей
Восстановление волнового фронта лазерного излучения по профилю интенсивности около фокуса собирающей линзы при помощи нейронных сетей
Н. В. Якушкин$^{1,2}$, А. В. Митрофанов$^{1,2,3}$, А. В. Васильев$^1$, А. В. Ларичев$^{1,3}$, Н. Г. Ирошников$^1$, Д. А. Сидоров-Бирюков$^{1,2,3}$
Показано, что архитектура нейросети ConvFormer-S18 позволяет восстанавливать форму волнового фронта лазерного пучка по распределению интенсивности вблизи фокуса линзы. Добавление в процедуру восстановления волнового фронта метода стандартизации для разреженных данных позволило уменьшить среднеквадратичную ошибку в два раза. Экспериментально продемонстрирована возможность применения нейронной сети для восстановления волнового фронта лазерного излучения по профилю интенсивности около фокуса собирающей линзы, в том числе, если в нём содержится несколько аберраций. Ошибки восстановления ВФ в эксперименте по распределению интенсивности, снятому перед фокусом, за фокусом и по данным с обеих позиций составили соответственно 𝜆/13, 𝜆/18 и 𝜆/31. Корректность методики доказана совпадением распределения интенсивности, рассчитанного с использованием данных, полученных нейросетью, с измеренными экспериментальными значениями.
Показать АннотациюПространственно-временная динамика терагерцевых импульсов, генерируемых фотопроводящими полупроводниковыми антеннами на основе LT-GaN
Пространственно-временная динамика терагерцевых импульсов, генерируемых фотопроводящими полупроводниковыми антеннами на основе LT-GaN
Е. Р. Бурмистров$^{1,2}$, Л. П. Авакянц$^1$, Н. А. Парфентьева$^2$, С. Н. Гаврилин$^2$
Получены аналитические выражения, описывающие пространственно-временную динамику терагерцевых импульсов в среде с дисперсией показателя преломления, представляющих собой однопериодное колебание электрического поля. Результаты расчетов позволили аппроксимировать реальное излучение от фотопроводящей полупроводниковой антенны на основе LT-GaN. Сравнение с экспериментальными спектрами показало, что предложенные формулы успешно описывают однопериодное излучение терагерцевых импульсов, генерируемых фотопроводящими антеннами под воздействием фемтосекундных лазерных импульсов. Показано, что в дальней зоне дифракции терагерцевые импульсы подвергаются дифракционному уширению, приобретая характер полуторнопериодного колебания.
Показать АннотациюНекоторые особенности функциональной активности многослойных углеродных нанотрубок в полимерных нанокомпозитах
Некоторые особенности функциональной активности многослойных углеродных нанотрубок в полимерных нанокомпозитах
Н. Г. Чеченин$^{1,2}$, В. А. Кобзев$^{1,2}$, С. С. Авторин$^{1,2}$, Е. А. Воробьева$^1$, А. В. Макунин$^1$
В работе рассматривается зависимость функциональной активности многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) в составе полимерных нанокомпозитов (ПНК) от числа слоев и концентрации МУНТ в матрице полимера. Анализ показывает, что функциональная активность снижается обратно пропорционально числу слоев МУНТ. Увеличение концентрации МУНТ в матрице полимера сопровождается, с одной стороны, увеличением функциональной активности МУНТ за счет увеличения суммарной активной поверхности, а с другой ее уменьшением за счет уменьшения удельного активного объема полимерной матрицы. Это приводит к пикообразной форме зависимости функциональной активности МУНТ от их концентрации в полимере, что подтверждается экспериментальными данными по ударной стойкости полимерных МУНТ-композитов.
Показать АннотациюМагнитооптические эффекты ферромагнитных металлов в терагерцовой области спектра
Магнитооптические эффекты ферромагнитных металлов в терагерцовой области спектра
М. А. Симдянова$^{1,2}$, А. Б. Грановский$^{1,3,4}$
В рамках уравнений Максвелла и кинетического уравнения Больцмана получены выражения для магниторефрактивного эффекта и экваториального эффекта Керра коллективизированных электронов ферромагнитных металлов в терагерцовой области спектра. Показано, что магниторефрактивный эффект (изменение коэффициента отражения при отражении неполяризованного терагерцового излучения от поверхности магниторезистивного металла) пропорционален магнитосопротивлению, а эффект Керра может достигать значений, того же порядка что и для видимого диапазона спектра. Обсуждается возможность использования указанных эффектов.
Показать АннотациюК вопросу об образовании воды на астероидах
К вопросу об образовании воды на астероидах
А. Ю. Дубинский$^1$, С. И. Попель$^1$, Ю. С. Резниченко$^{1,2}$
Рассмотрен вопрос о формировании молекул воды в реголите астероидов. Показана возможность высвобождения из кристаллической решетки диоксида кремния в реголите атомов кислорода как частей молекул гидроксида серебра. Гидроксид серебра, в свою очередь, может относительно легко вступать в реакцию с водородом, что приводит к образованию воды и серебра. Тем самым показана возможность образования молекул воды, включенных в приповерхностный грунт астероида. Предложенный механизм образования молекул воды не требует столь маловероятного события, как попадание двух протонов солнечного ветра в одну точку. В рассматриваемой ситуации требуется лишь, чтобы конец трека протона пришелся в ту область, где контактируют между собой элементы кварцевой решётки, например, сульфида металлов. Присутствие молекул воды в грунте астероида может повлиять на фотоэлектрические свойства его реголита и параметры плазменно-пылевой системы над астероидом. Способом выявления характера образования воды на астероиде может служить совмещение метода нахождения воды на астероидах, основанного на обнаружении пыли вблизи поверхностей этих космических объектов, а также метода, использующего детектирование потоков нейтронов, прошедших через участки поверхности космического тела.
Показать АннотациюТени чёрных дыр в петлевой квантовой гравитации с учётом вращения
Тени чёрных дыр в петлевой квантовой гравитации с учётом вращения
С. О. Алексеев$^{1,2}$, Е. А. Антонов, О. И. Зенин$^2$
В рамках теории петлевой квантовой гравитации рассмотрена метрика регулярной чёрной дыры, сингулярность в центре которой заменена на несингулярную горловину. Помимо этого, исследованная метрика учитывает влияние приливного заряда. С использованием алгоритма Ньюмена-Яниса получена вращающаяся версия данного решения, для которого вычислен профиль тени. Размеры теней сравниваются с ограничениями из результатов Event Horizon Telescope. Результаты сравнения показывают небольшое расхождение с метриками из ОТО, что можно объяснить влиянием квантовых поправок на эффекты, связанные с вращением.
Показать АннотациюПрогнозирование вязкости бинарных смесей углеводородов и диоксида углерода с использованием модели Лоренца–Брея–Кларка
Прогнозирование вязкости бинарных смесей углеводородов и диоксида углерода с использованием модели Лоренца–Брея–Кларка
Е. Е. Володина, А. В. Исаева
В статье показана возможность применения метода прямой минимизации энергии совместно с уравнением состояния Пенга-Робинсона и моделью Лоренца-Брея-Кларка для расчета плотности и вязкости бинарных углеводородных смесей, а также смесей углеводородов с диоксидом углерода. Оценка точности полученных результатов численного моделирования осуществлялась путем сравнения рассчитанных значений плотности и динамической вязкости фаз (жидкой и газовой) с экспериментальными данными, опубликованными в литературных источниках. Показано, что рассмотренный в статье подход позволяет с хорошей точностью (до 10 %) прогнозировать значения плотности и вязкости фаз для бинарных углеводородных смесей, в состав которых входят компоненты, содержащие до восьми молекул углерода.
Показать АннотациюПричинно-следственные связи между климатом и углеродным циклом при учете естественной климатической изменчивости и экономической цикличности антропогенных эмиссий парниковых газов в атмосферу
Причинно-следственные связи между климатом и углеродным циклом при учете естественной климатической изменчивости и экономической цикличности антропогенных эмиссий парниковых газов в атмосферу
К. Е. Мурышев$^{1,2}$, А. В. Елисеев$^{1,2,3}$, И. И. Мохов$^{1,2}$, С. Н. Денисов$^2$, А. В. Тимажев$^2$, Г. П. Климович$^1$
Представлены результаты анализа временных лагов между вариациями глобальной приповерхностной температуры Т и содержания CO2 в атмосфере q, полученных с использованием численных расчетов с моделью Земной системы ИФА РАН-МГУ (МЗС ИФА РАН-МГУ) для периода 2020-3000 гг. При этом учитывались вариации потока энергии в климатическую систему, связанные с естественной климатической изменчивостью, в частности с периодом около 60 лет, и изменения антропогенных эмиссий СO2 в атмосферу в соответствии со сценарием SSP1-2.6, продолженным до 3000 г. и дополненным вариациями с периодом 50 лет, моделирующими экономические циклы Кондратьева. Получено, что изменения Т могут как опережать изменения q, так и отставать от них в зависимости от временного интервала, на котором исследуется временной лаг между Т и q. Результаты зависят от соотношения амплитуд вариаций антропогенных эмиссий СО2 и вариаций интенсивности потока энергии в климатическую систему, связанных с естественной изменчивостью. Эффекты, проявляющиеся при их сопоставимом вкладе в изменение Т, объяснены с использованием аналитических решений системы уравнений, описывающих в упрощенном виде динамику Земной системы. Полученные результаты свидетельствуют, что по временному лагу между изменениями переменных в общем случае нельзя судить о характере причинно-следственной связи между ними без привлечения физических представлений о природе их взаимодействия.
Показать Аннотацию