Выпуск 2, 2019

И. М. Беляев$^1$, В. Ю. Егорычев$^1$, В. И. Матюнин$^1$, Д. В. Саврина$^{1,2}$

В работе представлены результаты поисков новых распадов прелестных барионов в эксперименте LHCb. В частности, открыты новые распады \mbox{$\Lambda_b^0\to\psi(2S)p\pi^-,$} \mbox{$\Lambda_b^0\to\Lambda_c^+p\overline{p}\pi^-,$} \mbox{$\Lambda_b^0\to pK^-\pi^+\pi^-,$} \mbox{$\Lambda_b^0\to pK^-K^+K^-,$} \mbox{$\Xi_b^0\to pK^-\pi^+\pi^-,$} \mbox{$\Xi_b^0\to pK^-\pi^+K^-$} и измерены отношения парциальных ширин. Результаты основываются на данных протон-протонных столкновений, набранных экспериментом LHCb, работающем на Большом адронном коллайдере.

С. С. Белышев$^1$, Б. С. Ишханов$^{1,2}$, Д. Е. Ланской$^1$, Т. Ю. Третьякова$^2$

Дан обзор теоретических исследований спектра ядра $^{44}$Ti. На этом примере мы демонстрируем разнообразие ядерных степеней свободы в сложных ядрах и сосуществование возбуждений различной природы. Главное внимание уделено кластерной модели $^{40}$Ca$+\alpha$ и оболочечной модели. В последнем случае мы представляем результаты наших расчетов и на их основе подробно анализируем роль спаривания нуклонов. Рассматриваются сходства и различия спектров, полученных в этих подходах. Кратко обсуждаются также вращательные состояния и состояния молекулярного типа. Показано, что многие свойства спектра получают разумное описание в различных моделях, которые, таким образом, не являются совершенно независимыми и в ряде случаев выражают одни и те же физические явления.

А. В. Гусев$^1$, В. Н. Руденко$^{1,2}$

Рассматривается задача оптимального объединения компонент глобальной сети гравитационных лазерных антенн с целью повышения эффективности регистрации и лучшей оценки параметров гравитационно-волновых сигналов астрофизической природы.В качестве сигнала выбран квазигармонический всплеск ("чирп"), сопровождающий событие слияния релятивистской двойной в конце её эволюции.Форма такого сигнала известна с точностью до набора параметров, подлежащих оценке на фоне многочисленных когерентных и стохастических помех. В дополнение к известному методу фильтрации совпадений выходных сигналов по времени (объединение компонент сети по выходу) анализируется альтернативная возможность учета когерентной фазы возбуждения отдельных детекторов (объединение компонент по входу). Рассчитываются статистические характеристики детектирования для обоих режимов. Используется методика типичная для задач различения детерминированных сигналов в радиолокации. Показано существенное увеличение эффективности регистрации при входном объединении компонент сети.

Novel fundaments to characterize and to assess the material quality for high photon beam filtration efficiency

M. Bencheikh, A. Maghnouj, J. Tajmouati, A. Didi

The photon beam attenuation was evaluated for primary photon fluence and secondary photon fluence for checking the dependence on energy; the beam softening was also evaluated based on beam attenuation coefficients. Based on the beam softening coefficients that were correlated by attenuation coefficients, the softening index was introduced as a new parameter to assess the material effects for high filtration system quality. These novel fundaments allow assessing the quality of a material for high photon beam filtration system quality

One dimensional nonlinear control of st fusion reactorwith D3He fuelusing back-stepping method

S. N. Hosseinimotlagh$^1$, m. rezaiee$^2$, a. gharati$^3$, s. mohammadi$^4$

Abstract-In this article a model for calculating energy and particles densities is presented in order to control burning plasma in the case of D3He fuel in spherical tokamak (ST). A spherical tokamak is a possible candidate for a D3He fusion reactor due to its high-beta value. In this model a one-dimensional approximation of the transport equation for energy as well as the density of deuterium-helium3 fuel ions and alpha particles is represented in cylindrical coordinates by a system of partial differential equation. By applying these simulation equations to control particles and energy densities profiles, the system is discretized in space using a finite difference method and a back-stepping design for D3He aneutronic fuel in tokamaks. Results obtained for boundary control conditions shows that initial values are approaching to equilibrium profiles and also the system achieves the stable equilibrium. It is also seen that with the controller modulation of the alpha particles, deuterium-helium3 and energy densities at the edge of the plasma, they are approaching to stable equilibrium points. The results of boundary control law show that the profiles can be successfully controlled with just one step of back-stepping.

С. А. Гончаров$^1$, Р. В. Cухоруков$^1$, А. А. Оглоблин$^2$, А. С. Демьянова$^2$, А. Н. Данилов$^2$, С. В. Дмитриев$^2$, В. И. Старостин$^2$

Проведен анализ имеющихся экспериментальных данных по упругому рассеянию α + 9Be в области энергий от 28 до 104 МэВ, включая недавно измеренные данные при энергиях 30, 40 и 90 МэВ. Получены параметры полумикроскопического потенциала в рамках дисперсионной оптической модели, в котором обменные компоненты потенциала среднего поля вычислялись с использованием предложенного ранее псевдо-осцилляторного приближения для одночастичной матрицы плотности. Найденный потенциал апробирован в рамках метода искаженных волн на анализе неупругого рассеяния в рассматриваемой области энергий с возбуждением уровней 5/2–(2.43МэВ) и 7/2–(6.38МэВ) ротационной полосы основного состояния, где для выходного канала использовались параметры потенциала, оцененные по найденной зависимости от энергии. Получены удовлетворительное описание угловых распределений и значения длины деформации.

М. Б. Громов$^1$, А. С. Кубанкин$^{2,3}$, В. Ю. Иониди$^1$, А. А. Каплий$^2$, М. А. Кирсанов$^4$, А. А. Кленин$^2$, Д. А. Колесников$^{2,5}$, А. Н. Олейник$^6$, А. С. Чепурнов$^1$, А. В. Щагин$^{2,5}$

Пироэлектрический генератор нейтронов является компактным источником быстрых нейтронов с энергией 2.45 МэВ и выходом до 10^4 нейтронов/с. Прибор разрабатывается для калибровок низкофоновых детекторов нейтрино и тёмной материи, а также может использоваться как альтернатива традиционным радиоактивным источникам быстрых нейтронов в различных исследованиях и в физическом практикуме. Для правильного расчёта выхода нейтронов как в полный телесный угол, так и в каком-либо направлении было выполнено численное моделирование углового распределения вылета нейтронов из пироэлектрического генератора в результате протекающей внутри него реакции D(d,n)3He. Выявлена анизотропия углового распределения, выраженная в увеличении выхода нейтронов вдоль направления движения налетающих ионов дейтерия и достигающая ~25% при максимальной энергии налетающих частиц 28 кэВ. Установлено, что при увеличении энергии ионов дейтерия анизотропия растёт нелинейно, составляя при 50 кэВ и моноэнергетическом потоке ~70% и практически отсутствуя при энергии ниже 10 кэВ. Полученное угловое распределение для пироэлектрического генератора похоже на угловое распределение нейтронов при моноэнергетическом потоке ионов дейтерия с энергией 15 кэВ .

Anti-resonance in a laterally coupled triple-quantum-dot chain

M. Lu$^1$, Z. He$^1$, K. Chen$^2$, N. Liu$^1$

Employing the nonequilibrium Green’s function technique, electron transport characteristics through a laterally coupled triple-quantum-dot chain are investigated. The conductance versus electron energy is numerically calculated. Two anti-resonance points change into two anti-resonance bands with increasing the size of triple-quantum-dot chain. The widths of two anti-resonance bands are the same and can be regulated via adjusting the inter-dot tunneling coupling strength in the main chain or its attachment. Spin-polarized window emerges due to Zeeman splitting as an external magnetic flux is introduced. Our studies demonstrate that the system can be used as a quantum switch or an efficient spin filtering.

Д. Е. Преснов, С. А. Дагесян, И. В. Божьев, В. В. Шорохов, А. С. Трифонов, А. А. Шемухин, И. В. Сапков, И. Г. Прохорова, О. В. Снигирев, В. А. Крупенин

В статье представлены КМОП совместимые методы изготовления и результаты экспериментального исследования одноатомных одноэлектронных транзисторов из кремния на изоляторе на основе различных примесных атомов. Изготовлены и изучены транзисторы с каналами, легированными атомами мышьяка (As), фосфора (P), золота (Au) и калия (K). Представлены два метода изготовления экспериментальных структур транзисторов. Первый метод (As, P транзисторы) использовал неоднородно легированный по глубине слой кремния и контролируемое уменьшение размера транзисторного канала в последовательных циклах изотропного реактивно-ионного травления. Второй метод (Au и K транзисторы) использовал нелегированный слой кремния и последующую имплантацию атомов в предварительно сформированный транзисторный канал. Примесные электронные и дырочные уровни атомов Au и K в кремнии расположены вблизи середины запрещенной зоны кремния, что обеспечивает малый эффективный размер примесного зарядового центра и, как результат, высокое значение зарядовой энергии и рабочей температуры транзистора по сравнению с традиционными легирующими примесями (P, As, Sb, B). Оцененные из измерений значения зарядовой энергии Au и K транзисторов ($Ec \geq 150$\,мэВ) были значительно выше аналогичных величин As и P транзисторов ($Ec < 30$\,мэВ). Важные особенности предлагаемых методов: контролируемый процесс легирования различными примесями и возможность чередования циклов травления и имплантации при формировании экспериментальной структуры.

Ф. В. Григорьев, В. Б. Сулимов, А. В. Тихонравов

Предложенный ранее метод анализа пористости атомистических кластеров по координатам атомов и их радиусам применен к пленкам диоксида кремния, напыленным при различных условиях. Показано, что в случае напыления с низкой энергией осаждаемых атомов, до нескольких процентов от объема пленки может быть занято атомами и молекулами, имеющими радиус Ван-дер-Ваальса около 0,2 нм. Максимальный размер пор при низкоэнергетическом напылении достигает нескольких нанометров. Увеличение температуры подложки с 300 К до 500 К уменьшает пористость низкоэнергетических пленок. Увеличение энергии осаждаемых атомов приводит к уменьшению пористости.

Л. Энхтор, В. М. Силонов

Методом диффузного рассеяния рентгеновских лучей исследован ближний порядок в поликристаллическом твердом растворе Ni-14 ат. % Pt. Определены его параметры на первых шести координационных сферах. Экспериментально доказано, что в нем существует ближний порядок по типу L12 . Проведена оценка энергий упорядочения для рассматривавшихся координационных сфер. Выявлена стабилизирующая роль ближнего порядка в формировании кристаллической структуры сплава Ni-14 ат. % Pt. Проведена оценка температуры фазового перехода порядок-беспорядок.

С. В. Павлов

Методами эквивариантной теории катастроф проведена классификация феноменологических моделей фазовых переходов с трехкомпонентным параметром порядка и с числом управляющих параметров от 1 до 4. Анализ фазовых диаграмм полученных моделей показал, что для описания всех низкосимметричных фаз требуется меньшее число членов разложения в степенной ряд, чем в модели, построенной традиционным методом с учетом всех слагаемых до 2n-ной степени (n>1). Проведено сопоставление теоретической температурной зависимости теплоемкости с экспериментальными данными в соединении GaV4S8.

П. Н. Николаев

В работе определена свободная энергия и уравнение состояния системы твердых сфер в узких цилиндрических порах на основе использования комбинированного метода ускоренной сходимости рядов. Данный метод включает в себя метод Эйлера и метод, основанный на учете поведения системы при высоких плотностях вблизи плотной упаковки и на представлении об эффективном числе ближайших соседей. Полученные результаты сравниваются с данными машинного эксперимента для трех различных значений размера поры, и во всех случаях получено хорошее согласие теории и эксперимента. Они значительно лучше результатов вириального разложения, а при увеличении поперечных размеров поры - и результатов, найденных на основе ряда по степеням давления. Используемый метод дает возможность оценить границы применимости метода ускорения сходимости, основанного на переходе от ряда по степеням плотности к ряду по степеням давления. Для этого сравниваются плотности при плотной упаковке и максимально допустимая плотность, найденная по методу Эйлера. Если эти плотности близки, то можно использовать лишь метод Эйлера. В случае их значительного различия необходим комбинированный метод ускоренной сходимости.

Д. В. Лукьяненко, В. Т. Волков, Н. Н. Нефедов, А. Г. Ягола

Асимптотический анализ сингулярно возмущённого уравнения реакция-диффузия-адвекция, называемого в приложениях уравнением типа Бюргерса и имеющего решение с резким переходным слоем, применён для решении коэффициентной обратной задачи определения коэффициента линейного усиления по известной информации о наблюдаемом решении прямой задачи в финальный момент времени. На серии модельных численных экспериментов показана эффективность предложенного подхода.

Д. В. Пушкарев$^1$, А. А. Ушаков$^{1,3}$, Е. В. Митина$^1$, Н. А. Панов$^{1,2}$, Д. С. Урюпина$^1$, Д. Е. Шипило$^1$, Р. В. Волков$^1$, П. А. Чижов$^3$, А. П. Шкуринов$^{1,2}$, О. Г. Косарева$^{1,2}$, А. Б. Савельев-Трофимов$^{1,2}$

Представлены результаты экспериментальных исследований энерговклада в среду и генерации терагерцевого излучения при филаментации в воздухе двуцветного излучения в уcловиях мягкой фокусировки линзами с фокусными расстояниями от 30 до 312 см при диаметре пучка на линзе 0.8 см. Двуцветное излучение создавалось преобразованием во вторую гармонику фемтосекундного субтераваттного излучения с центральной длиной волны 805 нм в нелинейном кристалле, установленном в сходящемся лазерном пучке. Измерения показали, что энерговклад в среду резко возрастает при уменьшении фокусного расстояния до 50 см и менее, а энергия импульса терагерцевого излучения при F = 30 см линейно зависит от энергии лазерного импульса и существенно возрастает при F = 50 см. Вместе с тем, при больших фокусных расстояниях наблюдать терагерцевое излучение не удалось, что связано, по-видимому, с пространственно-временным рассогласованием излучения первой и второй гармоники.

А. В. Тихонравов, И. В. Кочиков, С. А. Шарапова

В работе исследуется возможность применения широкополосного оптического контроля при напылении сглаживающих фильтров для телекоммуникационных приложений. На основе результатов моделирования процесса напыления и детального математического ана-лиза показывается, что точное воспроизведение требуемых спектральных характеристик фильтра оказывается возможным только благодаря присущей этому методу контроля корре-ляции ошибок процесса напыления и связанному с ней эффекту самокомпенсации ошибок. Обсуждается вопрос о выборе оптимального с точки зрения практики спектрального диапа-зона мониторинга

В. К. Милюков$^1$, М. В. Сажин$^1$, В. Н. Семенцов$^1$, С. Ц. Е$^2$, Ч. .. Сье$^2$

Развитие космических технологий открывает новые перспективы в создании моделей гравитационного поля Земли высокого разрешения. Применение прецизионной лазерной интерферометрической системы требует учета релятивистских эффектов в измерениях межспутникового расстояния в космической группировке. Основной величиной, измеряемой лазерной системой, является набег фазы лазерного луча при прохождении двойного расстояния между спутниками. В работе получено решение для релятивистской фазы, которое в дополнение к обычному члену Шапиро учитывает вклад квадрупольного члена в распределения массы Земли, спина Земли и приливных гравитационных полей, обусловленных гравитационными потенциалами внешних тел солнечной системы. Сделана оценка членов релятивистской редукции на уровне точности $\sim1\,$нм, которая полностью удовлетворяет точности прецизионных измерений в группировке, состоящей из двух космических аппаратов. В гравитационных мультипарных миссиях следующего поколения будет необходимо учитывать релятивистские эффекты следующего порядка малости.

М. П. Виноградов, В. К. Милюков, А. П. Миронов, А. В. Мясников

Мода Шлихтера (1S1) является самой длиннопериодной модой собственных колебаний Земли. Период этой моды зависит от разницы в плотности между внешним жидким и внутренним твёрдым ядром, что делает её обнаружение очень важным для уточнения моделей Земли. Несмотря на многочисленные попытки обнаружения моды с использованием сети сверхпроводящих гравиметров, на данный момент подтвержденные экспериментальные данные о наблюдении моды Шлихтера отсутствуют, что связано с её незначительной амплитудой на поверхности. В работе предлагается использовать для обнаружения моды Шлихтера данные лазерного интерферометра-деформографа Баксанской станции ГАИШ МГУ (Северный Кавказ) с длиной измерительного плеча 75 м. Для этого разработан асимптотически-оптимальный алгоритм для анализа данных с учётом их статистических свойств, выполнено моделирование обработки на искусственных данных для оценки величины возможного наблюдаемого эффекта и показателей обнаружения.