Выпуск 4, 2020

The effect of various three-body forces on nuclear matter and neutron stars properties

H. Abou-Elsebaa$^1$, E. M. Darwish$^2$, K. Hassaneen$^3$

The binding energy per nucleon for nuclear matter, i.e. equation of state (EOS), within the Brueckner-Hartree-Fock (BHF) approach with the consideration of various three-body forces (3BFs) like the phenomenological 3BF and by adding a contact term to the BHF calculations are considered at variance densities. The 3BF contribution turns out to be non-negligible contribution and to have a substantial saturation effect. The calculations are done utilizing the CD-Bonn and Argonne V18 nucleon-nucleon (NN) potentials. These NN potentials give great fitting to the deuteron properties and are phase-shift equivalent. The resultant EOS is compatible with the phenomenological analysis on the saturation point. It is demonstrated that the 3BF influences significantly on the nuclear matter EOS at high densities. Moreover, it is necessary for reproducing the empirical saturation properties for symmetric nuclear matter. The pressure has been also calculated and the suggested approaches reproduce fairly well agreement with the empirical data. We also examined the maximum neutron star masses which are close to two solar masses, which is again compatible with recent observational data. Comparison with other microscopic EOS is presented and discussed.

Method for examining the performance of seafloor observatory sensors

M. A. Nosov$^1$, V. A. Karpov$^1$, S. V. Kolesov$^1$, K. A. Sementsov$^1$, H. H. Matsumoto$^2$, Y. Y. Kaneda$^3$

A method is proposed for testing pressure gauges and z-accelerometers,installed in ocean-bottom observatories. The method is based on the linear relationship between variations of the ocean-bottom pressure and the z-acceleration, observed during seismic movements of the bottom within the frequency band of "forced oscillations". Calculation of the boundaries of this frequency band is based on the ocean depth at the observatory site making use of explicit formulae. In the case of correct calibration of the gauges calculation of the ratios of power spectra of bottom pressure variations and the z-accleration within the band of "forced oscillations" yields constant values equal to the square ratio of the total mean pressure and the gravity acceleration. The conditions for application of the proposed method are formulated.

К. В. Жуковский

Теоретически исследовано ондуляторное излучение (ОИ) в ондуляторе с гармониками поля в двух ортогональных плоскостях с учётом непериодических магнитных компонент и внеосевых эффектов. Новые аналитические выражения для спектра и интенсивности ОИ записаны явно в терминах обобщенных функций Бесселя и Эйри. В предельных случаях они описывают излучение двухчастотного плоского, спирального и эллиптического ондуляторов. Аналитически учтено влияние конечного размера пучка электронов, эмиттанса, отклонения электронов от оси, разброса энергии электронов, влияние постоянных компонент магнитного поля. Полеченные выражения позволяют различить и выделить вклады каждой компоненты поля и характеристик пучка и ондулятора в генерацию гармоник ОИ. Использована феноменологическая модель ЛСЭ для исследования эволюции мощности гармоник в ЛСЭ экспериментах LCLS и LEUTL. Проанализировано влияние параметров пучка и ондулятора на генерацию гармоник. Полученные теоретические результаты мощности и спектра излучения ЛСЭ согласуются с экспериментами. Показано, что 2-я гармоника в рентгеновском ЛСЭ LCLS объясняется отклонением пучка от оси на ~12 μm, а в UV-A ЛСЭ LEUTL 2-я гармоника возникает за счёт широких, ~0.2 mm, пучков электронов и фотонов.

Д. А. Балакин, А. В. Белинский

На основании математического моделирования процесса формирования парных изображений — фантомного и обыкновенного — в новой схеме с квантовой генерацией бифтонов исследованы возможности повышения точности измерений и создания максимально щадящего режима облучения объекта. Показано, что учет дополнительных факторов (дифракции и неединичной квантовой эффективности датчиков) при формировании фантомных изображений приводит к пропуску части информации. Формирование и регистрация в объектном канале изображения исследуемого объекта позволяет ослабить влияние на результат измерений этих факторов при использовании для обработки пары полученных изображений разработанного варианта метода редукции измерения к виду, свойственному измерениям распределения прозрачности объекта.

С. В. Белим$^{1,2}$

В рамках теоретико-полевого подхода исследовано критическое поведение слабо неупорядоченных спиновых систем с замороженными точечными примесями, описываемых моделью Гейзенберга с дополнительным диполь-дипольным взаимодействием. Расчеты выполнены в двухпетлевом приближении в трехмерном пространстве с использованием метода суммирования асимптотических рядов Паде-Бореля. Показано, что существует пороговое значение интенсивности диполь-дипольного взаимодействия, выше которого влияние точечных замороженных примесей становиться существенным. Получены зависимости критических индексов от относительной интенсивности диполь-дипольного взаимодействия при ее малых значениях.

М. Б. Эпендиев

Исследуются уравнения, связанные с суммами произведений полиномов от нескольких переменных. Один набор полиномов считается заданным, а другой – искомым. В общем случае задания полиномов получен ряд соотношений для степеней полиномов и детерминантов матриц, составленных из коэффициентов полиномов. На этой основе, с учетом уравнения неразрывности, представлен ряд вариантов ковариантных векторов ограниченной плотности тока. Результаты определенно можно считать корректными, если ускорения не слишком велики. Рассмотрен также и случай зависимости вектора тока от переменной, значение которой при переходе к стационарному состоянию зависит от условий такого перехода (если эти условия неизвестны, то в стационарных состояниях возможны те или иные элементы неопределенности).

С. Ш. Рехвиашвили, А. В. Псху

Для системы уравнений макроскопической электродинамики с дробными производными Капуто по времени получено общее выражение для запаздывающих потенциалов. Получен аналог потенциалов Лиенара-Вихерта. Все выражения содержат нелокальное (распределенное по времени) запаздывание, которое учитывает временную дисперсию в системе.

С. А. Дагесян$^{1,2}$, С. Ю. Рыженкова$^{1,2}$, И. В. Сапков$^{1,2}$, Д. Е. Преснов$^{1,2,3}$, А. С. Трифонов$^{1,2}$, В. А. Крупенин$^{1,2}$, О. В. Снигирев$^{1,2}$

В настоящей работе продемонстрирована твердотельная наноразмерная структура, представляющей из себя трёхмерный массив туннельно связанных примесных атомов мышьяка в кремнии с системой подводящих к этой структуре металлических электродов. На поверхности неравномерно по глубине легированного мышьяком кремния на изоляторе изготовлены структуры из 8 металлических электродов, 4 из которых сходятся к области диаметром 50 нм, а остальные удалены от центра этой области на расстояние 200 нм. После удаления тонкого высокопроводящего верхнего слоя кремния, в изготовленных структурах продемонстрирован одноэлектронный транспорт в массиве (резервуаре) расположенных между электродами примесных атомов мышьяка. Величина Кулоновской блокады составила величину ~ 100 мВ при температуре 4.2 К. Предложенная структура может быть использована в качестве резервуарной нейронной сети, где одиночные примесные атомы выполняют роль нейронов, а электроды будут выполнять роль входных и выходных терминалов устройства, а также использоваться для настройки нейросети. Рабочая температура устройств может быть существенно повышена благодаря относительно небольшому эффективному размеру примесных атомов мышьяка в кремнии (3-5 нм)

А. В. Ржевский$^{1,2}$, О. В. Снигирёв$^{3,4}$, Ю. В. Масленников$^5$, В. Ю. Слободчиков$^6$

Исследованы характеристики системы считывания на основе СКВИД-магнитометра для инерциальной навигационной системы (ИНС), использующей сверхпроводящий гироскоп. Расcчитана и измерена функция преобразования угла поворота имитатора гироскопа в напряжение на выходе магнитометра, имеющая значение, близкое к 6,5 мВ/град. Данное значение соответствует 4,1 В/град для сверхпроводящего гироскопа с диаметром ротора 30 мм. Измерены дрейфы нуля напряжения на СКВИД- магнитометре длительностью до 8 часов, зафиксирован дрейф на уровне 10\textsuperscript{-6} град/ч.

В. А. Труханов

В работе исследуются амбиполярные органические полевые транзисторы, в которых может проявляться пространственно-локализованный фотоэффект. Данный эффект заключается в том, что в канале транзистора имеется узкая светочувствительная область, в которой происходит преобразование падающего излучения в фототок и пространственным положением которой можно управлять, изменяя напряжение на затворе VG. Благодаря этому, зависимость фототока от VG может воспроизводить пространственное распределение интенсивности падающего излучения. В настоящей работе с помощью численного моделирования исследовалось быстродействие таких фототранзисторов, в частности показано, что время отклика на ступенчатое включение освещения составляет несколько наносекунд, а отклик на переключение напряжения VG составляет несколько микросекунд. Также в работе исследовано, как изменение различных параметров фототранзистора влияет на его эффективность. Показано, что одновременное улучшение внешней квантовой эффективности (ВКЭ), отношения фототока к темновому току (Jph/Jdark), пространственного разрешения и времени отклика может быть достигнуто за счёт уменьшения длины канала. Также было показано, что использование материалов активного слоя, в которых фотогенерируемые электронно-дырочные пары имеют размеры более 1 нм, может обеспечить более высокие значения ВКЭ и Jph/Jdark без какого-либо существенного снижения пространственного и временного разрешения.

Ю. Г. Соколовская$^1$, Н. Б. Подымова$^2$, А. А. Карабутов$^3$

Продемонстрирована возможность применения лазерного оптико-акустического метода для исследования пространственной неоднородности оптических свойств коллоидных растворов. Предлагаемая методика восстановления пространственного распределения коэффициента экстинкции света в исследуемой среде основана на зависимости временного профиля возбуждаемого оптико-акустического сигнала от коэффициентов поглощения и рассеяния света в данной среде. В качестве исследуемых растворов были взяты ферромагнитные жидкости на основе воды и керосина с различной объемной концентрацией частиц магнетита. Проведена диагностика оптических свойств ферромагнитной жидкости с высоким пространственным разрешением и показано, что в приповерхностном слое толщиной в десятки-сотни микрон наблюдается увеличение коэффициента экстинкции света с глубиной. Обнаружено появление нелинейной зависимости коэффициента экстинкции света от концентрации жидкости на глубинах более 200 мкм. Величина относительного изменения коэффициента экстинкции света с глубиной зависит от концентрации частиц магнетита и свойств несущей жидкости, а также от типа акустической границы.

Л. А. Благонравов$^1$, Т. И. Силина$^2$

Исследуются свойства модели, в основе которой лежит аналогия между двойными жидкими смесями с расслаиванием и связанными автоколебательными системами [Благонра-вов Л.А. // Журнал физической химии. 2002. 76, № 1, С.70-75]. В этой работе получено вы-ражение, представляющее собой отображение кривой на фазовой диаграмме двухкомпонент-ной системы. Отображение пограничной кривой представлено в виде зависимости отношения характеристических частот, приписываемым чистым компонентам, от концентрации смеси. В рамках модели определяется также зависимость квадрата отношения частот от темпе-ратуры. Важной стороной модели является то, что зависящие от температуры характеристи-ческие частоты и отражают свойства чистых компонентов (не растворов). Cтавится задача более подробно разобраться в физических аспектах модели, предложенной в упомя-нутой работе. В настоящей работе показано, что использование аппроксимаций Паде даёт возможность определить характер температурной зависимости для каждой характеристиче-ской частоты раздельно на основе полученной из привязки к экспериментальным данным за-висимости отношения от температуры.