Выпуск 1, 2012
Атомные ядра
Атомные ядра
Б.С. Ишханов
Начиная с 1911 г., с момента открытия атомного ядра Э. Резерфордом, физики пытаются разобраться в том, как устроено атомное ядро. Каждое ядро - это сложный уникальный объект, состоящий из конечного числа нейтронов и протонов. В обзоре показано, как по мере накопления большого числа экспериментальных данных, их осмысления и теоретического анализа изменялись представления об атомном ядре. В результате были обнаружены новые типы взаимодействий, ранее не известные в физике, - сильные и слабые взаимодействия, обнаружены новые явления, связанные с взаимным превращением частиц, обнаружены новые типы симметрии, в частности изоспиновая симметрия, разработаны новые экспериментальные методы, созданы ускорители, впервые позволившие наблюдать изменения, происходящие с отдельными атомными ядрами. Изучение свойств атомных ядер открыло новый мир - субатомный квантовый мир. Полученные знания важны в естествознании - от изучения живых систем до астрофизики.
Показать АннотациюИспользование кластерного анализа для обработки данных GPS-интерферометрии
Использование кластерного анализа для обработки данных GPS-интерферометрии
В.И. Захаров$^1$, П.А. Будников$^2$
Исследованы возможности применения методов кластерного анализа для определения параметров неоднородных структур верхней атмосферы - ионосферы, выделенных методом GPS-интерферометрии. Проведено тестирование различных алгоритмов кластеризации на квазиреальных данных. Выявлено значительное уменьшение дисперсии параметров зарегистрированных ионосферных структур по сравнению с обычной статистической обработкой, особенно в случае малой выборки данных и высокого уровня шума. Приведены примеры обработки экспериментальных данных методом кластерного анализа.
Показать АннотациюО некоторых топологических свойствах кинетического моделирования неравновесной системы
О некоторых топологических свойствах кинетического моделирования неравновесной системы
М.Б. Сайханов
Рассматриваются топологические свойства кинетического моделирования неравновесной системы, обусловленные неоднородностью структуры ее энергетического спектра. В частности, показано, что слоистый характер энергетического спектра неравновесной системы с топологической точки зрения можно трактовать как несвязность энергетических спектров ее квазиравновесных подсистем. Показана возможность использования римановой и скалярной кривизны гиперповерхности полного производства энтропии в качестве локальной и глобальной характеристик неравновесности системы.
Показать АннотациюКинетическая модель двумерного цилиндрического токового слоя
Кинетическая модель двумерного цилиндрического токового слоя
И.Ю. Васько, В.Ю. Попов
Работа посвящена построению класса стационарных решений системы уравнений Власова-Максвелла в виде двумерных цилиндрических токовых слоев с током вдоль азимутального направления $\textbf{j}=j_\theta(\rho,z)\textbf{e}_\theta$. Магнитное поле такой системы обладает двумя компонентами $\textbf{B}=B_z(\rho,z)\textbf{e}_z+B_\rho(\rho,z)\textbf{e}_\rho$. Математически задача сводится к нахождению решений нелинейного уравнения в частных производных для функции $u(\rho,z)$: $\partial^2u/\partial x^2+x^{-1}\partial^2u/\partial z^2=e^{-u}$, где ${x=\rho^2}$. Методами теории групп найдено трехпараметрическое семейство точных решений этого уравнения и рассмотрены асимптотики решений при больших значениях $\rho$ и вблизи оси цилиндрической системы координат (${\rho\sim0}$). Обсуждается применение построенного класса решений для описания токовых слоев, наблюдаемых в магнитосферах планет Солнечной системы, магнитные диполи которых лежат в плоскости эклиптики.
Показать АннотациюОсцилляции параметров течения в окрестности цилиндрического вихря
Осцилляции параметров течения в окрестности цилиндрического вихря
Т.А. Петрова, Ф.В. Шугаев
В работах, посвященных вихревым течениям, осцилляции параметров исследованы недостаточно полно, не показана их связь с фундаментальным решением уравнений Навье-Стокса. Некоторые типы вихревых структур в двумерных стационарных течениях несжимаемой жидкости описаны в [1]. Ниже нелинейная система уравнений Навье-Стокса используется для расчета нестационарного течения в окрестности цилиндрического вихря в газе. Задача рассмотрена в полупространстве ${z\ge0}$, показан осциллирующий характер решения, исследованы осцилляции температуры, плотности и давления. Особенность предложенного метода состоит в том, что не используются разностные схемы и модель применима при всех параметрах течения, когда газ можно считать совершенным ($c_p/c_v=\gamma=\const$).
Показать АннотациюУскорение Ферми как возможный механизм быстрой диффузии кластеров золота на поверхности графита
Ускорение Ферми как возможный механизм быстрой диффузии кластеров золота на поверхности графита
А.К. Краснова, О.А. Чичигина
Рассмотрена диффузия нанокластеров золота на графитовой подложке. Предложено решение противоречия между крайне высоким значением коэффициента диффузии и его аррениусовской зависимостью от температуры. Показана принципиальная возможность применения модели ускорения Ферми к данной задаче.
Показать АннотациюТеоретическое исследование магниторезистивного преобразователя магнитного поля с кольцевым чувствительным элементом
Теоретическое исследование магниторезистивного преобразователя магнитного поля с кольцевым чувствительным элементом
Д.В. Вагин$^{1,2}$, С.И. Касаткин$^2$
Приведены результаты теоретического исследования работоспособности преобразователей магнитного поля на основе тонкопленочного одно- и многослойного анизотропного магниторезистивного элемента кольцевой формы. Предложена модель, на основе которой проведен аналитический расчет распределения намагниченности в преобразователе. Получена система уравнений для определения отклонения вектора намагниченности. Рассчитаны чувствительность микроэлемента и угловая характеристика. Простота модели позволяет избежать больших затрат по времени на численный счет и ставить задачи оптимизации, что было бы затруднительно при использовании подхода, основанного на микромагнитном уравнении.
Показать АннотациюГенерации фермионной массы с участием Калуца-Клейновских фермионов под влиянием калибровочного поля в модели с 2+1 измерениями
Генерации фермионной массы с участием Калуца-Клейновских фермионов под влиянием калибровочного поля в модели с 2+1 измерениями
В.Ч. Жуковский, Е.А. Степанов
Рассмотрена генерация массы на двумерной бране в трехмерной модели с четырехфермионным взаимодействием в присутствии внешнего калибровочного поля $A_3$. В рамках данной модели генерируемая масса получается легче масс Калуца-Клейновских мод, что указывает на возможность решения проблемы иерархии масс в реалистических 4-мерных моделях. Получена зависимость эффективного потенциала и константы связи от параметров модели, таких как радиус компактификации, калибровочное поле и параметр фазового смещения.
Показать АннотациюО конфигурациях классических полей Янга-Миллса,обладающих топологическим зарядом $k=4$
О конфигурациях классических полей Янга-Миллса,обладающих топологическим зарядом $k=4$
В.И. Иноземцев$^1$, П.Н. Сысоев$^2$
Обсуждаются решения нелинейного матричного уравнении в конструкции Атьи-Хитчина-Дринфельда-Манина (АХДМ), определяющие самодуальные поля Янга-Миллса с топологическим зарядом ${k=4}$ для симплектических калибровочных групп. В случае групп $\textrm{Sp}(n)$, ${n>2}$, может быть использован способ, примененный ранее для построения конфигураций полей с ${k=3}$. Для группы $SU(2)=\textrm{Sp}(1)$ показано, что матрица АХДМ может быть построена по решениям кубического уравнения с коэффициентами, зависящими от ${8k-3}$ параметров.
Показать АннотациюКоэффициент усиления вынужденного рассеяния в поле двумерно локализованной волны накачки при произвольных углах рассеяния
Коэффициент усиления вынужденного рассеяния в поле двумерно локализованной волны накачки при произвольных углах рассеяния
Д.К. Солихов$^1$, К.Н. Овчинников$^2$, С.А. Двинин$^3$
В задаче вынужденного рассеяния в поле двумерно локализованной волны накачки найдена зависимость коэффициента пространственного усиления от угла рассеяния и интенсивности накачки. Предложено описание коэффициента усиления при произвольных соотношениях между длиной свободного пробега звуковой волны и поперечным размером области взаимодействия.
Показать АннотациюИсследование молекулярной подвижности макромолекул пепсина методом фотонной корреляционной спектроскопии
Исследование молекулярной подвижности макромолекул пепсина методом фотонной корреляционной спектроскопии
Ч. Сяолэй$^1$, Г.П. Петрова$^1$, Ю.М. Петрусевич$^2$, И.А. Сергеева$^1$
С помощью метода фотонной корреляционной спектроскопии получена зависимость коэффициента межмолекулярного взаимодействия от рН для фермента пепсина с минимумом вблизи его изоэлектрической точки. Исследованы динамические параметры макромолекул пепсина в растворах, содержащих различные ионы металлов: калия, кобальта, свинца, цинка, цезия и рубидия. Показано, что при добавлении этих ионов коэффициенты трансляционной диффузии уменьшаются. Обнаружено, что в области температур 298-320 К в чистом водном растворе фермента пепсина при нагревании наблюдается увеличение подвижности молекул пепсина с выходом на насыщение. Рассчитана энергия активации этого процесса по закону Аррениуса.
Показать АннотациюСвойства углеродных пленок с высокой анизотропией проводимости
Свойства углеродных пленок с высокой анизотропией проводимости
В.В. Хвостов, О.А. Стрелецкий, В.В.Якунин, И.П.Иваненко, Е.А. Кралькина, В.Б. Павлов
Методом распыления графитовой мишени пучком ускоренных ионов аргона были получены углеродные пленки с высокой анизотропией проводимости. Структура пленок исследовалась с помощью рамановской спектроскопии (КР-спектроскопия), просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, химическим анализом методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и туннельной спектроскопией. Обнаружена анизотропия проводимости вдоль и поперек цепочек пленки порядка $10^4$, которая связана с высоким содержанием в пленке линейных цепочек углерода с $sp$-гибридизацией связующих орбиталей.
Показать АннотациюКритическая адсорбция в бинарных жидких системах
Критическая адсорбция в бинарных жидких системах
С.Г. Ильина, А.Н. Габышев
Измерен показатель преломления сосуществующих фаз в двух бинарных жидких системах: перфтордекалин-гептан (ПФД-Г) и уксусный ангидрид - пентан (УА-П) в окрестности критической температуры смешения систем. Установлено, что методом рефрактометрии (при соответствующей модификации прибора) можно наблюдать явление критической адсорбции, т.е. возникновение вблизи критической точки смешения, при ${T>T_c}$, на границе раздела жидкость-пар поверхностного слоя, обогащенного перфтордекалином в системе ПФД-Г и пентаном в системе УА-П.
Показать АннотациюНизкочастотные диэлектрические свойства кристаллогидрата формиата иттрия при нагревании после резкого охлаждения до -60$^0$ C
Низкочастотные диэлектрические свойства кристаллогидрата формиата иттрия при нагревании после резкого охлаждения до -60$^0$ C
Н.Д. Гаврилова, А.М. Лотонов, А.А. Давыдова
Исследованы особенности диэлектрических характеристик кристаллогидрата формиата иттрия. Для него получены и проанализированы частотные ($10^{-1}$-$10^6$ Гц) зависимости диэлектрической проницаемости и проводимости. Отмечены аномалии в узких температурных участках диэлектрических свойств кристаллогидрата формиата иттрия. Из экспериментальных данных рассчитаны энергии активации релаксационных процессов. Предполагается, что такого рода аномалии связаны с изменением динамики протонов на водородной связи структуры кристалла.
Показать АннотациюВлияние магнитного поля на кроссовер от линейной к квадратичной частотной зависимости бесфононной прыжковой проводимости неупорядоченных систем
Влияние магнитного поля на кроссовер от линейной к квадратичной частотной зависимости бесфононной прыжковой проводимости неупорядоченных систем
М.А. Ормонт
Исследовано влияние внешнего магнитного поля на частотную зависимость бесфононной прыжковой проводимости неупорядоченных систем. Найдена зависимость низкотемпературной бесфононной проводимости от приложенного магнитного поля. Показано, что в пределе сильного магнитного поля частота перехода (кроссовера) от линейной к квадратичной частотной зависимости бесфононной проводимости логарифмически растет с величиной магнитного поля.
Показать АннотациюВлияние внешних параметров на особенности высокочастотного гибридного разряда низкого давления
Влияние внешних параметров на особенности высокочастотного гибридного разряда низкого давления
К.В. Вавилин, М.А. Гоморев, Е.А. Кралькина, П.А. Неклюдова, В.Б. Павлов, Чень Чжао
Экспериментально изучаются закономерности энерговклада в плазму гибридного ВЧ-разряда с узлом ввода ВЧ-мощости в виде параллельно соединенных спиральной антенны и обкладок конденсатора. Показано, что при малых значениях мощности ВЧ-генератора ВЧ-мощность поступает в гибридный разряд главным образом через емкостной канал, затем по мере роста мощности ВЧ-генератора роль индуктивного канала возрастает. Вклад индуктивного канала тем больше, чем меньше величина разделительной емкости, включенной в емкостную цепь разряда.
Показать АннотациюЭкспериментальное изучение параметров плазмы гибридного ВЧ разряда низкого давления
Экспериментальное изучение параметров плазмы гибридного ВЧ разряда низкого давления
К.В. Вавилин, М.А. Гоморев, Е.А. Кралькина, П.А. Неклюдова, В.Б. Павлов, Чень Чжао
Экспериментально изучаются параметры плазмы гибридного ВЧ-разряда, который является новой модификацией ВЧ-разряда. Разряд поддерживается как вихревым, так и потенциальным ВЧ-электрическими полями. Для организации гибридного ВЧ-разряда в настоящей работе используется узел ввода ВЧ-мощности в виде параллельно соединенных индуктора и обкладок конденсатора. В емкостной канал разряда включена разделительная емкость. В работе представлены данные, полученные при изучении влияния величины мощности, поступающей в плазму, давления аргона и величины разделительной емкости на параметры плазмы разряда, такие как энергетическое распределение, температура и концентрация электронов, потенциал плазмы. Рассмотрена роль емкостного канала в изменении свойств и параметров разряда.
Показать АннотациюО тормозном излучении ускоренных электронов в солнечных вспышках
О тормозном излучении ускоренных электронов в солнечных вспышках
Б.В. Сомов, П.А. Грицык
Выполнен расчет спектра и поляризации тормозного излучения в жестком рентгеновском диапазоне, генерируемого нерелятивистскими ускоренными электронами во время вспышки на Солнце. Функция распределения ускоренных электронов взята из самосогласованного решения кинетического уравнения, учитывающего кулоновские столкновения и электрическое поле обратного тока в плазме. Показано, что вычисленная степень поляризации жесткого рентгеновского излучения значительно меньше, чем в упрощенных моделях толстой мишени без обратного тока.
Показать АннотациюВлияние ледового покрова водоема на развитие весеннего термобара
Влияние ледового покрова водоема на развитие весеннего термобара
Н.С. Блохина$^1$, А.Е. Орданович$^2$
Рассматривается особенность развития термобара и сопутствующих ему течений в пресном водоеме весной в период освобождения его ото льда. Построена математическая модель, позволяющая исследовать термогидродинамические процессы в водоеме, как свободном ото льда, так и частично покрытом льдом при различной толщине и длине ледового покрова. В случае водоема, покрытого льдом в его центральной области, выявлено три характерных фазы развития термобара. Показано, что в этой ситуации особенности течений в водоеме связаны с формированием глубинного конвективного вихря у кромки льда, который является барьером для перемещения термобара. Оценки скорости распространения термобара в разных фазах его развития показали, что до момента приближения термобара к глубинному вихрю она не зависит от наличия ледового покрова на поверхности водоема. Установлено, что время жизни термобара весной в водоеме, частично покрытом льдом и свободном ото льда, может отличаться в несколько раз в зависимости от толщины и длины ледяного покрова.
Показать АннотациюПоявляются ли нейтроны земного происхождения при прохождении через данную местность сейсмической волны
Появляются ли нейтроны земного происхождения при прохождении через данную местность сейсмической волны
Н.Н. Володичев$^1$, Б.В. Левин$^2$
Проведено исследование результатов экспериментального измерения потока тепловых нейтронов на Памире, в одном из самых сейсмоактивных районов на Земле, в 1986-1997 гг. За это время были обнаружены заметные возрастания потока тепловых нейтронов около поверхности Земли, чаще всего вблизи верхней и нижней кульминаций Луны в дни новолуния и полнолуния, когда приливная гравитационная волна достигает наибольшей величины. В эти же годы, за время работы нейтронных счетчиков, на Памире произошло около 500 землетрясений с магнитудой ${m>4}$. Время прохождения сейсмической волны через данную местность порой было известно с точностью менее 1 минуты. Тем не менее ни разу не наблюдалось возрастание нейтронного потока при прохождении сейсмической волны через данную местность. В чем же причина? Казалось бы, что при механическом воздействии на земную кору, чем бы оно ни было вызвано, последующий эффект должен быть одинаковым. Но в эксперименте этого не наблюдалось. В работе исследуются причины отсутствия и возможные условия возрастания потока тепловых нейтронов земного происхождения при прохождении через данную местность сейсмической волны.
Показать АннотациюСравнительный анализ радиоактивного загрязнения,создаваемого АЭС и ТЭС, работающими на угле
Сравнительный анализ радиоактивного загрязнения,создаваемого АЭС и ТЭС, работающими на угле
В.А. Гордиенко$^1$, С.Н. Брыкин$^1$, Р.Е. Кузин$^1$, И.С. Серебряков$^2$, М.В. Старкова$^3$, Т.Н. Таиров$^4$
На основании публичной статистики данных последних лет о выбросах и сбросах предприятий атомной энергетики и тепловых электрических станций Российской Федерации и опираясь на опубликованные результаты исследований отечественных и зарубежных специалистов по данному вопросу, проведен сравнительный анализ радиационного загрязнения окружающей среды за счет выбросов АЭС и работающих на угле ТЭС. Показано, что общее содержание радионуклидов в выбросах ТЭС существенно превышает их содержание для АЭС даже для современных ТЭС, работающих на угле с содержанием золы не более 10% и оборудованных фильтрующей системой, позволяющей задерживать не менее 97.5% золы. Особенно сложная обстановка для ТЭС сложилась в отношении долгоживущих радиоактивных изотопов, которые практически неконтролируемо и на несколько порядков в больших количествах, чем для АЭС, сбрасываются со шлаками и выбрасываются в атмосферу с золой органических топлив (особенно, горючих сланцев и угля).
Показать АннотациюРасчет потенциала обменного взаимодействия при наличии флуктуирующего поля неупорядоченной системы электронных спинов
Расчет потенциала обменного взаимодействия при наличии флуктуирующего поля неупорядоченной системы электронных спинов
М.К. Бахнян$^1$, А.М. Савченко$^1$, Б.И. Садовников$^2$
В работе для описания взаимодействий в приближении сильной связи используется контурное представление операторов. На основе такого представления найден потенциал обменного взаимодействия, показано, что эффективное обменное взаимодействие уже не определяется только парными корреляциями, а формируется более сложным образом с учетом четырехчастичного взаимодействия.
Показать АннотациюВолны пионной и киральной плотности в (1+1)-мерной модели Намбу--Йона-Лазинио
Волны пионной и киральной плотности в (1+1)-мерной модели Намбу--Йона-Лазинио
Н.В. Губина$^1$, В.Ч. Жуковский$^1$, К.Г. Клименко$^2$, С.Г. Курбанов$^1$
В пределе большого числа цветов исследуется (1+1)-мерная безмассовая модель Намбу-Йона-Лазинио, описывающая систему с кварками двух ароматов, при наличии барионного $\mu$ и изотопического $\mu_I$ химпотенциалов. Рассматривается возможность образования в плотной кварковой среде пространственно неоднородных кирального и пионного конденсатов.
Показать АннотациюСверхтонкие взаимодействия в сплаве Nd(Fe$_{0.9}$Al$_{0.1}$)$_2$
Сверхтонкие взаимодействия в сплаве Nd(Fe$_{0.9}$Al$_{0.1}$)$_2$
Е.В. Солодов$^1$, А.А. Опаленко$^1$, А.И. Фиров$^1$, А.С. Илюшин$^1$, З.С. Умхаева$^2$
При высоком давлении синтезирован сплав Nd(Fe$_{0.9}$Al$_{0.1}$)$_2$. Определены кристаллоструктурные характеристики сплава. Методом мёссбауэровской спектроскопии исследованы сверхтонкие магнитные взаимодействия в интервале от 90 до 450 К и установлены температурные зависимости магнитных характеристик сплава в зависимости от конфигурации ближайшего окружения атома железа.
Показать АннотациюПространственно-временная эволюция горения в условиях низкотемпературной газоразрядной плазмы жидкого спирта, инжектируемого в воздушный поток
Пространственно-временная эволюция горения в условиях низкотемпературной газоразрядной плазмы жидкого спирта, инжектируемого в воздушный поток
В.М. Шибков, Л.В. Шибкова, А.А. Карачев, П.В. Копыл, О.С. Сурконт
В условиях комбинированного разряда, создаваемого в режиме программированного импульса, реализована стабилизация горения жидкого спирта, инжектируемого в капельной фазе с секундным массовым расходом $dm_2/dt=0.5-3$ г/с в дозвуковую воздушную струю с секундным массовым расходом $dm_1/dt=10-100$ г/с, истекающую в затопленное пространство (воздух атмосферного давления).
Показать АннотациюМетод расчета роста ветровых волн на глубокой воде
Метод расчета роста ветровых волн на глубокой воде
И.Н. Иванова, О.Н. Мельникова, К.В. Показеев, И.Г. Снизинов
Экспериментально показано, что усиление ветровой волны обусловлено воздействием вихрей, периодически формирующихся в вязком слое ветрового потока и деформирующих передний склон волны. Усиление представляет собой циклы роста крутизны волны до критического значения и распада волны на длинные линейные неплоские волны. Предлагается метод расчета усиления волн на глубокой воде для заданного поля ветра. Метод проверен в лабораторных и натурных условиях.
Показать Аннотацию