научный журнал по физике Журнал экспериментальной и теоретической физики ISSN: 0044-4510

Архив научных статейиз журнала «Журнал экспериментальной и теоретической физики»

  • POLARIZATION EFFECTS IN RADIATIVE DECAY OF A POLARIZED R LEPTON

    GAKH G.I., KONCHATNIJ M.I., KORCHIN A. YU., MERENKOV N.P. — 2015 г.

    The polarization effects in the one-meson radiative decay of a polarized r lepton, r” -*· w~~jv T, are investigated. The inner bremsstrahlung and structural amplitudes are taken into account. The asymmetry of the differential decay width caused by the r-lepton polarization and the Stokes parameters of the emitted photon itself are calculated depending on the polarization of the decaying т lepton. These physical quantities are estimated numerically for an arbitrary direction of the r lepton polarization 3-vector in the rest frame. The vector and axial-vector form factors describing the structure-dependent part of the decay amplitude are determined using the chiral effective theory with resonances (R\T).

  • RELATING QUANTUM DISCORD WITH THE QUANTUM DENSE CODING CAPACITY

    BIN YE, CHI ZHANG, LIANG QIU, SONG LI, XIN WANG — 2015 г.

    We establish the relations between quantum discord and the quantum dense coding capacity in (n + 1)-particle quantum states. A necessary condition for the vanishing discord monogamy score is given. We also find that the loss of quantum dense coding capacity due to decoherence is bounded below by the sum of quantum discord. When these results are restricted to three-particle quantum states, some complementarity relations are obtained.

  • RESURGENCE, OPERATOR PRODUCT EXPANSION, AND REMARKS ON RENORMALONS IN SUPERSYMMETRIC YANG-MILLS THEORY

    SHIFMAN M. — 2015 г.

    We discuss similarities and differences between the resurgence program in quantum mechanics and the operator product expansion in strongly coupled Yang-Mills theories. In „V = 1 super-Yang-Mills theories, renormalons are peculiar and are not quite similar to renormalons in QCD.

  • SCALARON PRODUCTION IN CONTRACTING ASTROPHYSICAL OBJECTS

    GORBUNOV D., TOKAREVA A. — 2015 г.

    We study the creation of high-energy SM particles in the Starobinsky model of dark energy (a variant of F(R)gravity) inside the regions contracting due to the Jeans instability. In this modification of gravity, the additional degree of freedom - a scalaron - behaves as a particle with the mass depending on matter density. Therefore, when the mass changes, light scalarons could be created at a nonadiabatic stage. Later, the scalaron mass grows and can reach large values, even the value 10 1J GeV, favored by early time inflation. Heavy scalarons decay contributing to the cosmic ray flux. We analytically calculate the number density of created particles for the exponential (Jeans) contraction and find it negligibly small for the phenomenologically viable and cosmologically interesting range of model parameters. We expect similar results for a generic model of F(R)-gravity mimicking the cosmological constant.

  • SIMULATIONS OF ULTRA-HIGH-ENERGY COSMIC RAYS PROPAGATION

    KALASHEV O.E., KIDO E. — 2015 г.

    We compare two techniques for simulation of the propagation of ultra-high-energy cosmic rays (UHECR) in intergalactic space: the Monte Carlo approach and a method based on solving transport equations in one dimension. For the former, we adopt the publicly available tool CRPropa and for the latter we use the code TransportCR, which has been developed by the first author and used in a number of applications, and is made available online with publishing this paper. While the CRPropa code is more universal, the transport equation solver has the advantage of a roughly 100 times higher calculation speed. We conclude that the methods give practically identical results for proton or neutron primaries if some accuracy improvements are introduced to the CRPropa code.

  • SOME EXACT ANISOTROPIC SOLUTIONS VIA NOETHER SYMMETRY IN F(R) GRAVITY

    NAWAZISH I., SHARIF M. — 2015 г.

    We attempt to find exact solutions of the Bianchi I model in f(R) gravity using the Noether symmetry approach. For this purpose, we take a perfect fluid and formulate conserved quantities for the power-law f(R) model. We discuss some cosmological parameters for the resulting solution which are responsible for expanding behavior of the universe. We also explore Noether gauge symmetry and the corresponding conserved quantity. It is concluded that symmetry generators as well as conserved quantities exist in all cases and the behavior of cosmological parameters shows consistency with recent

  • SPHERICAL COLLAPSE FOR A VISCOUS GENERALIZED CHAPLYGIN GAS MODEL

    LIXIN XU, WEI LI — 2015 г.

    The nonlinear collapse for a viscous generalized Chaplygin gas model (VGCG) is analyzed in the framework of spherical top-hat collapse. Because the VGCG and baryons are essential to form the large-scale structure, we focuse on their nonlinear collapse in this paper. We discuss the influence of model parameters a and Co on the spherical collapse by varying their values and compare with the ЛCDM model. The results show that for the VGCG model, smaller Co and larger a make the structure formation earlier and faster, and the collapse curves of the VGCG model are almost coincident with those of the ЛCDM model when the model parameter a is less than 10 -2.

  • TAMING THE OFF-SHELL HIGGS BOSON

    AZATOV A., GROJEAN C., PAUL A., SALVIONI E. — 2015 г.

    We study the off-shell Higgs data in the process pp → h*→Z*Z* → 4l, to constrain deviations of the Higgs couplings. We point out that this channel can be used to resolve the long- and short-distance contributions to Higgs production by gluon fusion and can thus be complementary to pp → htt in measuring the top Yukawa coupling. Our analysis, performed in the context of effective field theory, shows that current data do not allow drawing any model-independent conclusions. We study the prospects at future hadron colliders, including the high-luminosity LHC and accelerators with higher energy, up to 100 TeV. The available QCD calculations and the theoretical uncertainties affecting our analysis are also briefly discussed.

  • THE ELECTROWEAK AXION, DARK ENERGY, INFLATION AND BARYONIC MATTER

    MCLERRAN L. — 2015 г.

    In a previous paper [1], the standard model was generalized to include an electroweak axion which carries baryon plus lepton number, В + L. It was shown that such a model naturally gives the observed value of the dark energy, if the scale of explicit baryon number violation Л was chosen to be of the order of the Planck mass. In this paper, we consider the effect of the modulus of the axion field. Such a field must condense in order to generate the standard Goldstone boson associated with the phase of the axion field. This condensation breaks baryon number. We argue that this modulus might be associated with inflation. If an additional B - L violating scalar is introduced with a mass similar to that of the modulus of the axion field, we argue that decays of particles associated with this field might generate an acceptable baryon asymmetry.

  • THERMAL TRANSPORT IN A NONCOMMUTATIVE HYDRODYNAMICS

    GERACIE, SON D.T. — 2015 г.

    We find the hydrodynamic equations of a system of particles constrained to be in the lowest Landau level. We interpret the hydrodynamic theory as a Hamiltonian system with the Poisson brackets between the hydrodynamic variables determined from the noncommutativity of space. We argue that the most general hydrodynamic theory can be obtained from this Hamiltonian system by allowing the Righi-Leduc coefficient to be an arbitrary function of thermodynamic variables. We compute the Righi-Leduc coefficient at high temperatures and show that it satisfies the requirements of particle-hole symmetry, which we outline.

  • TUNNELLING WITH WORMHOLE CREATION

    ANSOLDI S., TANAKA T. — 2015 г.

    The description of quantum tunnelling in the presence of gravity shows subtleties in some cases. We discuss wormhole production in the context of the spherically symmetric thin-shell approximation. By presenting a fully consistent treatment based on canonical quantization, we solve a controversy present in the literature.

  • WALL-CROSSING INVARIANTS: FROM QUANTUM MECHANICS TO KNOTS

    GALAKHOV D., MIRONOV A., MOROZOV A. — 2015 г.

    We offer a pedestrian-level review of the wall-crossing invariants. The story begins from the scattering theory in quantum mechanics where the spectrum reshuffling can be related to permutations of S-matrices. In nontrivial situations, starting from spin chains and matrix models, the S-matrices are operator-valued and their algebra is described in terms of R- and mixing (Racah) U-matrices. Then the Kontsevich-Soibelman (KS) invariants are nothing but the standard knot invariants made out of these data within the Reshetikhin-Turaev-Witten approach. The R and Racah matrices acquire a relatively universal form in the semiclassical limit, where the basic reshufflings with the change of moduli are those of the Stokes line. Natural from this standpoint are matrices provided by the modular transformations of conformal blocks (with the usual identification R = T and U = S), and in the simplest case of the first degenerate field (2.1), when the conformal blocks satisfy a second-order Shrodinger-like equation, the invariants coincide with the Jones (N = 2) invariants of the associated knots. Another possibility to construct knot invariants is to realize the cluster coordinates associated with reshufflings of the Stokes lines immediately in terms of check-operators acting on solutions of the Knizhnik-Zamolodchikov equations. Then the R-matrices are realized as products of successive mutations in the cluster algebra and are manifestly described in terms of quantum dilogarithms, ultimately leading to the Hikami construction of knot invariants.

  • WHY SHOULD WE CARE ABOUT THE TOP QUARK YUKAWA COUPLING?

    BEZRUKOV F., SHAPOSHNIKOV M. — 2015 г.

    In the cosmological context, for the Standard Model to be valid up to the scale of inflation, the top quark Yukawa coupling y t should not exceed the critical value y t crit coinciding with good precision (about 0.2 %o) with the requirement of the stability of the electroweak vacuum. So, the exact measurements of y t may give an insight on the possible existence and the energy scale of new physics above 100 GeV, which is extremely sensitive to y t. We overview the most recent theoretical computations of y t crit and the experimental measurements of mental measurements of y,. Within the theoretical and experimental uncertainties in. Within the theoretical and experimental uncertainties in y t, the required scale of new physics varies from 10 7 GeV to the Planck scale, urging for precise determination of the top quark Yukawa coupling.

  • «ПРАВИЛО ЛЬДА» ДЛЯ ФЕРРОМАГНИТНОЙ СЕТИ НАНОУЗЛОВ НА ГРАНЕЦЕНТРИРОВАННОЙ КУБИЧЕСКОЙ РЕШЕТКЕ

    ГРИГОРЬЕВ С.В., ГРИГОРЬЕВА Н.А., ДУБИЦКИЙ И.С., ЕККЕРЛЕБЕ Х., МИСТОНОВ А.А., ШИШКИН И.С. — 2015 г.

    Исследовались магнитные свойства инвертированных опалоподобных структур на основе кобальта, обладающих симметрией гранецентрированной кубической решетки. Процесс перемагничивания структуры в поле, приложенном вдоль оси [110], был описан при помощи феноменологической модели, использующей «правило льда» для локальной намагниченности элементов наноструктуры. Такое описание предсказывает отсутствие дальнего магнитного порядка в двух направлениях типа (111), перпендикулярных магнитному полю. Экспериментальное изучение магнитной структуры проводилось методом малоугловой дифракции нейтронов. Дифракционные картины измерялись во внешнем магнитном поле в диапазоне от -1.2 Тл до 1.2 Тл, приложенном вдоль кристаллографического направления [110]. Был выделен магнитный вклад в интенсивность нейтронного рассеяния. Показано, что для рассеивающих плоскостей, перпендикулярных полю, он близок к нулю во всем измеренном диапазоне значений внешнего магнитного поля, что хорошо согласуется с предложенной моделью.

  • БИЛИНЕЙНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ЗАДАЧЕ О ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫХ СВОЙСТВАХ КОМПОЗИТОВ

    БАЛАГУРОВ Б.Я. — 2015 г.

    Рассмотрены некоторые общие свойства тензора эффективной проводимости σ ϵ композита, помещенного в магнитное поле напряженности Н. Показано, что производные от составляющих тензора σ ϵ по их аргументам могут быть выражены через различные билинейные характеристики - средние значения произведений напряженностей электрического поля в исходной и «транспонированной» (отличающейся от исходной заменой Н → -Н) системах. При H → 0 из полученных общих формул следуют известные выражения для коэффициента Холла и магнитосопротивления, справедливые для случая слабых магнитных полей.

  • ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОПТИЧЕСКИХ И ИНТЕРФЕЙСНЫХ ФОНОНОВ И ИХ АНИЗОТРОПИЯ В СВЕРХРЕШЕТКАХ GAAS/ALAS: ЭКСПЕРИМЕНТ И РАСЧЕТЫ

    ВОЛОДИН В.А., САЧКОВ В.А., СИНЮКОВ М.П. — 2015 г.

    Рассчитаны и экспериментально исследованы угловая анизотропия интерфейсных фононов и их взаимодействие с оптическими фононами в сверхрешетках GaAs/AlAs (001). В эксперименте применялся метод спектроскопии комбинационного рассеяния света в различных геометриях рассеяния, для фононов с волновым вектором, направленным как по нормали к сверхрешетке, так и вдоль ее слоев. Для расчетов частот фононов применялся расширенный метод Борна с учетом кулоновского взаимодействия в приближении жестких ионов. Спектры комбинационного рассеяния света были рассчитаны в приближении поляризуемости связей Волькенштейна. Расчеты подтвердили, что экспериментально наблюдаемая угловая анизотропия фононов возникает вследствие взаимодействия (смешивания) оптических фононов, в которых атомы смещаются в основном по нормали к сверхрешетке, с интерфейсными фононами (TO-IF-моды). В геометрии рассеяния, когда волновой вектор лежит в плоскости слоев сверхрешеток, смешанные TO-IF-моды наблюдаются в нерезонансных условиях. Спектры комбинационного рассеяния света TO-IF-мод зависят от перемешивания атомов на гетерограницах.

  • ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОВЕРХНОСТНОЙ И ОБЪЕМНОЙ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН С ДВУМЕРНЫМ ПОЛУМЕТАЛЛОМ

    КОВАЛЕВ В.М., ЧАПЛИК А.В. — 2015 г.

    Изучается взаимодействие поверхностной упругой волны Рэлея с электрон-дырочной плазмой двумерного полуметалла, обусловленное двумя механизмами взаимодействия - деформационного потенциала и пьезоэффекта. Получены дисперсионные уравнения, описывающие связанные плазмон-акустические моды для обоих типов взаимодействия. Вычислено затухание рэлеевской волны. Рассчитано затухание акустической и оптической плазменных мод, обусловленное излучением звука плазменными колебаниями в объем подложки. Показано, что излучение звука в основном обусловлено акустической плазменной модой в случае деформационного механизма, и оптической - в случае пьезомеханизма.

  • ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСИ ЕИ 3+ НА АНТИФЕРРОДИСТОРСИОННУЮ И СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ НЕУСТОЙЧИВОСТИ В ОБЪЕМНОМ КРИСТАЛЛЕ И ТОНКИХ ПЛЕНКАХ EUTIO 3

    ЖАНДУН В.С., ЗАМКОВА Н.Г., ЗИНЕНКО В.И. — 2015 г.

    В литературе имеются некоторые разногласия по поводу существования антиферродисторсионного перехода в ЕuТiO 3. которые требуют объяснения. Одной из возможных причин является наличие примеси Eu 3+ в образцах. В данной работе в рамках неэмпирической модели поляризуемого иона проведено исследование влияния примеси трехвалентного иона Еи 3+ на антиферродисторсионную и сегнетоэлектрическую неустойчивости кристалла ЕuТiO 3 в объемном и тонкопленочном состояниях. Расчет динамики решетки показал, что в объемном беспримесном кристалле ЕuТiO 3отсутствуют неустойчивые моды во всем объеме фазового пространства. Добавление примеси Eu 3+ приводит к значительному смягчению поворотной моды, искажение по которой делает выгодным существование тетрагональной фазы I4/mcm, наблюдаемой экспериментально. При переходе от объемного кристалла к тонкой пленке в спектре колебаний пленки без примеси появляются нестабильные антиферродисторсионные и поворотные моды. Добавление примеси Eu 3+ приводит к усилению антиферродисторсионной нестабильности, которая частично или полностью подавляет сегнетоэлектричество.

  • ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ НА СПИНОВОЕ СОСТОЯНИЕ И ОБМЕН В КВАНТОВЫХ ТОЧКАХ. АНАЛИЗ МЕТОДОМ ИНТЕГРАЛОВ ПО ТРАЕКТОРИЯМ ФЕЙНМАНА

    ШЕВКУНОВ С.В. — 2015 г.

    Методом интегралов по траекториям, из первых принципов выполнено компьютерное моделирование смешанных квантовых состояний модельных квантовых точек размером 1-5 нм эллипсоидальной формы с «мягкими» стенками, содержащих два и три квантово-неразличимых нерелятивистских электрона. Расчет свободен от одноэлектронного приближения и приближений теории среднего поля, проведен с принципиально точным учетом кулоновских, обменных корреляций всех порядков и спиновой переменной. Получены распределения по собственным функциям оператора квадрата спина и равновесные значения спинового числа в зависимости от формы квантовой точки и температуры. Полный набор симметризованных по перестановкам базисных функций в соответствии со спином системы получен действием операторов симметрии Юнга. Зависимость энергии от формы квантовой точки соответствует отрицательному знаку поверхностного натяжения на ее границе. Расчет показывает, что спиновая магнитная восприимчивость в системе двух электронов сильно убывает для квантовых точек сферической формы («спаривание» спинов), а температурные зависимости имеют ярко выраженный максимум, положение которого зависит от формы квантовой точки. Для трех электронов в области сплюснутой формы квантовой точки наблюдается инверсия энергетических уровней спиновых состояний, которая отражается на спиновой магнитной восприимчивости. Результаты свидетельствуют о сильной зависимости энергии коллективных спиновых состояний электронов от детального учета обменных и кулоновских пространственных корреляций.

  • ВРЕМЯ ФОТОИНДУЦИРОВАННОГО СПИН-ПАЙЕРЛСОВСКОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА

    СЕМЕНОВ А.Л. — 2015 г.

    Проведено теоретическое исследование зависимости времени спин-пайерлсовского фазового перехода т от длительности т р возбуждающего светового импульса и среднего числа х и поглощенных фотонов на магнитный ион после прохождения импульса. Показано, что фазовый переход происходит при х и > х с. Найдена зависимость критического значения х с от длительности т р светового импульса. Вычислено фотоиндуцированное изменение коэффициента оптического отражения R в зависимости от времени t. Проведено сравнение с экспериментом по сверхбыстрому фотоиндуцированному плавлению низкотемпературной спин-пайерлсовской фазы в калий-тетрацианхинодиметан (К-ТСNQ).