Выпуск 2, 2023

Measurement of the tensor analyzing power $T_{20}$ for the reaction $\gamma d \to p n \pi^0$ in the region of low proton energies

Б. И. Василишин$^1$, В. В. Гаузштейн$^2$, E. M. Darwish$^4$, A. I. Fix$^1$, M. I. Levchuk$^3$, M. Y. Kuzin$^1$, A. Yu. Loginov$^5$, D. M. Nikolenko$^6$, I. A. Rachek$^6$, Yu. V. Shestakov$^6$, D. K. Toporkov$^6$, A. V. Yurchenko$^6$, S. A. Zevakov$^6$

In this paper, we present new experimental results for the tensor analyzing power $T_{20}$ of the reaction $\gamma d \to p n \pi^{0}$ in the region of low proton energies. The results are presented in the photon energy range of $300\,\text{MeV} < E_{\gamma}< 600\,\text{MeV}$ and the proton energy range of $10\,\text{MeV} < E_{p} < 40\,\text{MeV}$. The paper uses the experimental statistics accumulated at the VEPP-3 accelerator complex in 2013. To identify the events of the reaction $\gamma d \to p n \pi^{0}$, we used the registration of the proton and two $\gamma$-quanta from the decay $\pi^{0} \to 2 \gamma$ in coincidence. The experimental results were compared with the results of statistical simulation. To perform the statistical simulation, we used the unitary isobar model MAID 2007 for the elementary pion-nucleon photoproduction amplitude and took into account $\pi N$ and $N N$ rescattering in the final state of the reaction $\gamma d \to p n \pi^{0}$.

Secondary neutrons generated in proton therapy: modeling and simulation

M. B. Mohamed$^1$, Z. Sadoune$^1$, H. El Bekkouri$^2$, A. Didi$^3$, C. El Mahjoub$^2$

The purpose of this research is to evaluate, determine and estimate the dose of protons and secondary particles (neutrons) produced in the patient’s tissue by a 150 and 200 MeV proton beam in a water phantom. We used for this research the Monte Carlo radiation transport code, called Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS). This study showed that the second dose has only a minor influence on the nearby organs and especially before the Bragg peak.

JT Gravity, Random Matrix Theory and Third-Order Phase Transition

J. J. Zhou$^1$

The partition functions of Jackiw-Teitelboim (JT) gravity corresponds to random matrix integral. And one can define three basic versions of bosonic JT gravity, and these are dual to matrix integrals of the three Dyson types: GUE, GOE and GSE. In fact, the largest eigenvalue λmax of the Gaussian unitary random matrix GUE is described by the Tracy-Widom distribution. Then we show that there is a third-order order phase transition in the JT gravity as λmax crosses its mean value from left weakly coupled tail to right strongly coupled tail.

А. Н. Шаров$^1$, Д. В. Лукьяненко$^1$, А. В. Тихонравов$^2$, А. Г. Ягола$^1$

В работе представлено сравнение результатов симуляции процессов напыления оптических покрытий с помощью упрощённого симулятора и полного симулятора, учитывающего основные приводящие к ошибкам факторы процессов напыления и контроля толщин слоев покрытия. Для рассматриваемых симуляторов найдены распределения норм векторов ошибок в толщинах слоев покрытий, коэффициенты корреляции ошибок в толщинах слоев и коэффициенты самокомпенсации ошибок. Показано, что упрощенный симулятор позволяет получать адекватные результаты оценки процесса напыления реальных многослойных оптических покрытий и, тем самым, может быть использован для более быстрого моделирования большого числа покрытий с последующим анализом их устойчивости относительно производственных ошибок.

Neutron and Gamma Flux Distributions of an Americium-Beryllium Facility: Modelling and Simulation

A. Didi$^{1,2}$, H. Amsil$^1$, H. Bounouira$^1$, K. Laraki$^1$, H. Marah$^1$, H. Dekhissi$^2$, A. Dadouch$^3$

This study aims to enhance and advance the technique of analysis by neutron activation, which is widely utilized in various industries. The use of alternative neutron sources, rather than nuclear reactors, is a crucial approach to prevent incidents. The primary objective of this research was to assess the neutron flux profile, lateral gamma flux, and axial gamma flux to determine the optimal location of a sample for efficient neutron irradiation. Furthermore, the feasibility of using an $^{241}$Am–Be neutron source facility as an alternative to a nuclear reactor for irradiation was evaluated through simulations conducted with the MCNP6 code.

В. С. Черныш, Д. К. Миннебаев, Д. С. Киреев

В работе сообщаются результаты экспериментального исследования распыления поликристаллического сплава CuPt, облучаемого ионами Ar$^+$ с энергиями 20 кэВ и 80 кэВ. Коэффициент распыления сплава измеряли с помощью обратного резерфордовского рассеяния ионов He$^+$ с энергией 2 МэВ. Установлено, что коэффициент распыления сплава меньше соответствующего значения для Cu, но выше значения для Pt. Результаты обсуждаются в рамках современных представлений о преимущественном распылении многокомпонентных материалов.

Е. Ю. Зыкова, А. Е. Иешкин, К. Ф. Миннебаев, К. Е. Озерова, Н. Г. Орликовская, Э. И. Рау, А. А. Татаринцев

Для определения влияния потенциала поверхности диэлектрических образцов на выход положительных ионов при ионном облучении проведено исследование зависимости тока вторичных частиц от толщины диэлектрических плёнок. Показано, что выход положительных вторичных частиц значительно увеличивается с ростом толщины, если потенциал зарядки плёнки не превышает пробойного значения, определяемого электрической прочностью плёнки. Косвенным подтверждением зарядки плёнки в этих экспериментах служит зависимость от времени тока с держателя образца. Проведена экспериментальная оценка аппаратного эффекта, вызванного эмиссией вторичных электронов из полусферического коллектора. Обсуждаются возможные механизмы наблюдаемых явлений.

М. И. Шарипова, Т. Г. Балуян, А. С. Сверчков, Д. А. Шилкин, В. О. Бессонов, А. А. Федянин

Перспективным способом изготовления рентгеновских линз является трехмерная микропечать методом двухфотонной лазерной литографии. Однако при приближении радиуса кривизны к размеру вокселя преломляющая поверхность линзы отклоняется от заданной формы, что приводит к ухудшению фокусировки рентгеновского излучения и астигматизму. В работе предложен способ коррекции параболической рентгеновской линзы с учетом конечного размера вокселя.

Д. А. Шилкин, К. Р. Сафронов, А. Д. Розанов, В. О. Бессонов, А. А. Федянин

Одномерные фотонные кристаллы, поддерживающие распространение блоховских поверхностных электромагнитных волн, привлекают интерес исследователей как альтернативная платформа интегральной оптики с потенциальными применениями в нанофотонике, сенсорике и оптическом управлении микро- и наночастицами. В настоящей работе численно исследованы свойства мод поверхностных волн в изогнутых волноводах на поверхности одномерного фотонного кристалла. Показано, что при изгибе волновода возникает дополнительный канал излучательных потерь, связанный с утечкой света из моды поверхностной волны в объемные моды фотонного кристалла, при этом профиль моды волновода становится асимметричным относительно его середины. Определены условия минимизации переходных потерь, которые возникают на стыках волноводов с разной кривизной, путем поперечного смещения торцов волноводов друг относительно друга.

М. В. Синяков$^{1,2}$, А. А. Засыпкина$^1$, В. В. Тишкин$^1$, Н. А. Иванова$^1$, Е. А. Воробьева$^{1,3}$, О. К. Алексеева$^1$

В процессе работы электрохимических устройств с протонообменной мембраной под действием кислорода происходит постепенное разрушение и деградация электрода со стороны анода. Повысить производительность и срок эксплуатации электродов электрохимических устройств возможно путем нанесения защитных покрытий на основе Ti на поверхность коллекторов тока. В работе получены наноструктурные пленки составов Ti, TiO$_x$, ТiN$_y$, TiO$_x$N$_y$ методом магнетронного распыления мишени титана в различных условиях. Структура и состав образцов исследовались методами сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии и рентгеноструктурного фазового анализа. Установлено влияние различных режимов и условий магнетронного распыления на состав и структуру титановых покрытий. Ресурс работы электрода с покрытием состава ТiNy в режиме электролизера в 2 раза превышает ресурс анода без покрытия в аналогичных условиях при сравнимой эффективности работы.

А. Г. Хунджуа, Е. А. Бровкина

Целью работы является анализ взаимосвязи архитектуры самоаккомодационных комплексов (СК) с сингонией решетки мартенситных кристаллов. Самоаккомодационные комплексы состоят из множества попарно сдвойникованных доменов – кристаллов мартенситов, относящихся к кристаллографически эквивалентным вариантам ориентационного соотношения между решетками аустенита и мартенсита. Рассчитаны простейшие СК для тетрагональной, орторомбической, ромбоэдрической и моноклинной дисторсии кубической решетки аустенита. Показано, что полная самоаккомодация возможна лишь в комплексах, содержащих одновременно все варианты ориентационного соотношения. Обсуждается вопрос внешней огранки комплексов. Причиной формирования СК является минимизация упругой энергии, т.е. огранка регулируется энергией межфазной границы. С другой стороны, если внешняя поверхность СК является многогранником, то его симметрия должна "вписываться" в анизотропию упругих свойств аустенита. Из соображений симметрии понятно, что многогранник должен быть правильным и обладать теми же элементами симметрии, что и кубическая решетка аустенита, при этом оси симметрии кубической решетки аустенита должны совпадать с осями симметрии многогранника. Подобными многогранниками и являются некоторые из тел Платона и Архимеда, обладающие осями симметрии 2-го, 3-го и 4-го порядка. Ряд рассчитанных в работе примеров подтверждает возможность существования комплексов в виде указанных многогранников.

Т. Т. Муратов

в работе рассматривается регуляризация

А. А. Иванова, И. В. Мурсенкова

Экспериментально исследовано движение квазиплоских ударных волн с числами Маха М = 2.20–3.50 в плазме наносекундного комбинированного объемного разряда в воздухе при начальном давлении 10–100 торр на основе высокоскоростной теневой регистрации поля течения. Изучена динамика ударно-волновых конфигураций после инициирования разряда на различных стадиях нестационарного сверхзвукового течения, формирующегося после дифракции плоской ударной волны на прямоугольном препятствии. Обнаружено увеличение скорости фронта ударной волны на временном интервале до 15 мкс в плазменной области протяженностью 9–40 мм и ее зависимость от параметров плазмы. Анализ релаксационных процессов в плазме показал, что к ускорению фронта ударной волны может приводить нагрев воздуха за счет тушения электронно-возбужденных молекул азота, при котором внутренняя энергия переходит в тепловую на временах до 30 мкс.

И. И. Циняйкин$^1$, Г. В. Преснова$^2$, И. В. Божьев$^1$, А. А. Скорик$^1$, М. Ю. Рубцова$^2$, А. С. Трифонов$^1$, О. В. Снигирев$^1$, В. А. Крупенин$^1$, Д. Е. Преснов$^{1,3}$

В данной работе представлен КМОП совместимый метод изготовления сенсорной системы на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом, в которую интегрированы терморегулирующие устройства. Предлагаемая система позволяет поддерживать необходимые температурные режимы в биоаналитических исследованиях. Полевые транзисторы с каналом-нанопроводом изготавливались с использованием процесса реактивно-ионного травления верхнего слоя пластины кремния на изоляторе через маску, сформированную с помощью электронно-лучевой литографии. Терморезистивные датчики для контроля температуры располагались на поверхности чипа рядом с транзисторами. Они представляли собой титановые полоски, изготовление которых производилось одновременно с формированием контактных площадок к кремниевым электродам транзисторов, что позволило избежать выполнения дополнительных технологических процессов. Демонстрация системы со встроенным терморегулятором для определения нуклеиновых кислот была проведена на модельных олигонуклеотидах. Повышение рабочей температуры устройства до диапазонов, при которых гибридизация ДНК происходит наиболее эффективно, позволяет повысить специфичность и избежать ложноположительных результатов, а также сократить время анализа. Возможность нагревания до 85-90°С позволяет многократно использовать такие устройства.

А. М. Татарников$^{1,2}$, А. А. Татарников$^{1,2}$

В работе рассмотрен метод определения коэффициентов уравнений связи между разными фотометрическими системами, основанный на фотометрировании всех звезд поля, регистрируемых при наблюдениях первичных стандартов одной из фотометрических систем. С использованием этого метода получены уравнения связи между фотометрической системой камеры ASTRONIRCAM 2.5-метрового телескопа КГО ГАИШ МГУ и системой каталога обзора всего неба 2MASS.

П. А. Будникова$^1$, Н. В. Емельянов$^2$, Б. С. Сафонов$^2$

В настоящей работе выполнен анализ динамики спутника Линус астероида (22) Каллиопа. Получены и публикуются новые результаты. Проведены новые наблюдения спутника на Кавказской Горной обсерватории ГАИШ в период с октября 2021 по март 2022 года. Полученные астрометрические результаты представлены в статье. На основе обновленного состава наблюдений заново определены параметры орбиты спутника. Показано повышение точности эфемерид при добавлении новых наблюдений. Сделана новая попытка определения прецессии орбиты спутника, вызванной сжатием быстро вращающегося астероида. Целью было определение динамического сжатия центрального тела. Весь интервал наблюдений разделен на группы по времени. Из наблюдений каждой группы найдено положение оси орбиты спутника. Изменение положения оси дает искомую прецессию. Исследования на нескольких примерах показывают, что положение оси из таких групп наблюдений определяется весьма ненадежно. Причина заключается в сильной корреляции между определяемыми параметрами при ограниченной точности наблюдений. Намечены пути изучения прецессии путем совместного определения динамических параметров на основе всех имеющихся наблюдений.