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

АНТОНОВ Н.Н., ГАВРИКОВ А.В., ИВАНОВ А.С., ПЕТРОВ О.Ф., ТИМИРХАНОВ Р.А., ФОРТОВ В.Е. — 2012 г.

При помощи воздействия лазерного импульса в монослойной плазменно-пылевой структуре выполнено возбуждение вертикальных осцилляций отдельной частицы. Осцилляции происходили в автоколебательном режиме с характерной частотой колебаний v = 25 Гц. Показано, что эффекты, связанные с перезарядкой частицы и запаздыванием ее заряда по отношению к равновесному, в рамках известных значений параметров неоднородности плазменно-пылевых ловушек, не могут обеспечить поддержание автоколебательного режима осцилляций. Высказано предположение, что поддержание наблюдаемых в эксперименте автоколебаний отдельной пылевой частицы происходит за счет резонансной перекачки кинетической энергии хаотического движения пылевых частиц плазменно-пылевой структуры в энергию вертикальных колебаний.

СКОБЕЛЕВ В.В. — 2012 г.

Вычислены намагниченность и магнитная восприимчивость вырожденного электронного газа в сильном магнитном поле, в котором электроны находятся на основном уровне Ландау, причем электронный газ обладает свойствами нелинейного парамагнетика. Отмечены парадоксальные свойства электронного газа в этой ситуации - уменьшение намагниченности с ростом поля и ее увеличение с ростом температуры. Показано, что в соответствующих условиях нейтронных звезд вещество является парамагнетиком со значением магнитной восприимчивости % ~ 1СР3.

БУШ А.А., ВЕРХОВСКИЙ С.В., ГЕРАЩЕНКО А.П., ОГЛОБЛИЧЕВ В.В., ПИСКУНОВ Ю.В., САДЫКОВ А.Ф., СМОЛЬНИКОВ А.Г., ТИЩЕНКО Э.А., ЯКУБОВСКИЙ А.Ю. — 2012 г.

Выполнено комплексное ЯМР-исследование магнитной структуры мультиферроика ЫСщОг- Выяснено, что спиновые спирали в ЫСщОг не лежат ни в одной из кристаллографических плоскостей ab, be или ас. Внешнее магнитное поле, направленное вдоль оси с кристалла, не изменяет пространственной ориентации геликсов в цепочках Си2+. Магнитное поле Но = 94 кЭ, направленное вдоль осей а и Ъ, подворачивает плоскости спиновых спиралей в цепочках, стремясь сориентировать нормаль п геликсов вдоль внешнего магнитного поля. Наибольший поворот плоскостей поляризации магнитных моментов имеет место при Но || Ь.

ЗАЩИРИНСКИЙ Д.М., КОРОЛЕВА Л.И., МОРОЗОВ А.С., ШИМЧАК Р. — 2012 г.

Изучен магнитокалорический эффект (МКЭ) в соединениях Lai_xSrxMn03, SmcssSro^sMnCb и РгВаМпгОе- Обнаружено, что во втором и третьем составах и в Lao.gSro.iMnOs полученные прямым методом максимальные величины ДТтоох МКЭ много меньше рассчитанных из изменения магнитной части энтропии в районе температуры Кюри Тс или температуры Нееля Тдг. В системе Lai_xSrxMn03 при 0.1 < х < 0.3 отрицательный вклад от антиферромагнитной (АФМ) части образца уменьшает АТтах и видоизменяет форму зависимости МКЭ, смещая ее максимум на 20-40 К выше Тс- Заниженные значения ДТтоох в районе Тс = 130-142 К наблюдались в поликристаллическом и монокристаллическом образцах SmcssSro^sMnCb, если охлаждение последних происходило на воздухе. Если же охлаждение происходило в атмосфере кислорода, который восстанавливает разорванные связи Ми О Ми и тем самым увеличивает в нем объем кластеров с АФМ-упорядочением СЕ-типа, то максимум на температурной зависимости МКЭ располагается при Тдг для кластеров с АФМ-упорядочением СЕ-типа (243 К). Магнитное поле, прикладываемое к образцу при измерении МКЭ, переводит эти кластеры в ферромагнитное (ФМ) состояние и при Т = Ты разрушаются как те, так и другие. В составе РгВаМщОв, в котором происходит АФМ-ФМ-переход при 231 К, на температурной зависимости МКЭ наблюдается резкий минимум при Т = 234 К, в котором МКЭ отрицателен, и широкий максимум, захватывающий Тс- Абсолютная величина МКЭ в обоих экстремумах в несколько раз меньше рассчитанной из изменения магнитной энтропии. Эти явления объяснены существованием в указанных манганитах магнитно-неоднородного Ф М-АФ М -состоя н ия.

БЕЗМАТЕРНЫХ Л.П., ВОРОБЬЕВ Г.П., ГУДИМ И.А., ЗВЕЗДИН А.К., ИВАНОВ B.Ю., КАДОМЦЕВА A.М., МУХИН А.А., ПОПОВ Ю.Ф., ПЯТАКОВ А.П., ТЕМЕРОВ В.Л. — 2012 г.

Проведено комплексное исследование магнитных, магнитоэлектрических и магнитоупругих свойств фер-роборатов 11Рез(ВОз)4. Измерение полевых зависимостей магнитоэлектрической поляризации вдоль оси а кристалла для наименее изученного ферробората гольмия, а также для смешанного состава Ноо.58п1о.5Рез(ВОз)4 позволило для легкоплоскостных ферроборатов установить следующие закономерности: а) продольный и поперечный магнитоэлектрические эффекты имеют противоположные знаки; б) в поле, близком к полю обмена между редкоземельными ионами и ионами железа, магнитоиндуцирован-ная поляризация меняет знак. Данные закономерности хорошо согласуются с предсказаниями теории на основе анализа симметрии соединений. Относительно небольшое значение поля /-d-обмена в ферробора-те гольмия (примерно 20 кЭ), подмагничивающего редкоземельную подсистему, обусловливает меньшие по величине скачки поляризации (около 30 мкКл/м2), наблюдаемые в полях менее 10 кЭ, по сравнению с теми, которые проявляются в других легкоплоскостных ферроборатах (R = Sm, Nd). Индуцированный в НоРез(ВОз)4 в магнитных полях более 100 кЭ рост электрической поляризации до 200-300 мкКл/м2 оказался заметно меньше, чем в неодимовом ферроборате, что указывает на существенную зависимость магнитоэлектрических эффектов от электронной структуры редкоземельных ионов.

ЧУЕВ М.А. — 2012 г.

Разработана теория мессбауэровских спектров поглощения ансамбля однодоменных частиц в магнитном поле на основе обобщения многоуровневой релаксационной модели с квантово-механическим описанием стационарных состояний частицы и формализма лиувиллевских операторов для описания сверхтонкого взаимодействия в условиях меняющегося как по величине, так и по направлению сверхтонкого поля для разных стационарных состояний. Общая схема для расчета релаксационных мессбауэровских спектров в рамках стандартного стохастического подхода в существенной степени оптимизирована на основе эффективного использования в вычислительной процедуре операций с блочными матрицами и оригинальной трехдиагонализации неэрмитовых матриц большого ранга с помощью простого неортогонального преобразования. Результирующая модель легко реализуется на персональном компьютере, включает в рассмотрение физические механизмы формирования сверхтонкой структуры спектров наночастиц в реальной ситуации и самосогласованно описывает качественные особенности нетривиальной трансформации спектров в зависимости от температуры, направления и напряженности внешнего поля, которая в течение полувека наблюдается в экспериментах на ядрах 5,Fe в магнитных наночастицах.

ШВЕЙГЕРТ И.В. — 2012 г.

Плазменный слой у поверхности гиперзвукового летательного аппарата, образованный при ассоциативной ионизации за фронтом ударной волны, экранирует передачу и прием радиосигналов. С использованием двумерного кинетического моделирования методом частиц в ячейках рассматривается изменение параметров плазменного слоя у плоской поверхности в гиперзвуковом потоке под воздействием электрического и магнитного полей. Интегральное воздействие высокочастотного (2 МГц) емкостного разряда, постоянного напряжения и магнитного поля на плазменный слой позволяет многократно уменьшить локальную концентрацию электронов.

АКСЕНОВА Е.В., КОКОРИН Д.И., РОМАНОВ В.П. — 2012 г.

Рассмотрено многократное рассеяние света на флуктуациях директора в ориентированном магнитным полем нематическом жидком кристалле. Путем численного моделирования рассчитан пик когерентного обратного рассеяния. Поскольку для жидкого кристалла точно известна индикатриса однократного рассеяния, вычисления удалось провести без использования каких-либо упрощающих предположений о его параметрах. Процесс многократного рассеяния моделировался как случайные блуждания фотонов в среде. Пик когерентного обратного рассеяния в такой системе чрезвычайно узкий, поэтому применялся так называемый полуаналитический подход. Параметры пика обратного рассеяния, найденные путем численного моделирования, сравнивались с известными экспериментальными данными и результатами аналитических приближений. Оказалось, что экспериментальные данные и результаты моделирования хорошо согласуются между собой. Результаты численного моделирования адекватно описывают анизотропию и ширину пика обратного рассеяния.

САНДИТОВ Д.С. — 2012 г.

Предлагается развитие модели делокализованных атомов жидкостей и стекол. Показано, что основное уравнение модели для вероятности делокализации (возбуждения) атома можно получить не только на основе соотношения Клаузиуса, но и с помощью других методов статистической физики. Разработаны способы расчета параметров модели. Критическое смещение атома из равновесного положения, соответствующее максимуму силы межатомного притяжения, можно рассматривать как его делокализацию (локальное возбуждение) в упругой сплошной среде. Расчет энергии критического смещения атома как работы предельной упругой деформации межатомной связи в упругом континууме находится в согласии с результатами расчета по модели делокализации атома. Эту энергию можно вычислить также из данных о поверхностном натяжении и атомном объеме. В силикатных стеклах «процесс делокализации атома» представляет собой критическое смещение мостикового атома кислорода в структурном фрагменте крем некислородной сетки Si-0-Si перед переключением валентной связи, а в аморфных органических полимерах делокализации атома соответствует предельное смещение участка основной цепи макромолекулы (группы атомов в соединительном звене).

БУНКИН А.Ф., ГОЛО В.Л., ПЕРШИН С.М. — 2012 г.

Рассматривается динамика мономеров НгО в каналах льдоподобных структур. Используется модель одномерного ротатора, т.е. частицы с одной поступательной и одной вращательной степенями свободы. Влияние стенок канала на движение частицы моделируется взаимодействием дипольного момента частицы с периодическим электрическим полем. В рамках предложенной модели имеются четыре возможных режима движения: 1) отражения частицы от входа в канал; 2) однократное прохождение через канал с фиксированной фазой; 3) прохождение частицы через канал после многократного отражения внутри канала от входа и выхода; 4) возвратное движение частицы после пребывания в канале и многократного отражения от входа и выхода. Указанные режимы указывают на возможность существования мономеров НгО в виде частиц, захваченных в каналах льдоподобных образований.

АНТИПОВ А.Е., ЗИЦЕРМАН В.Ю., МАХНОВСКИЙ Ю.А. — 2012 г.

Рассмотрена задача о движении броуновской частицы в периодически сужающейся трубке, обусловленном периодически меняющейся со временем продольной силой, в среднем равной нулю. Показано, что под действием этой силы частица дрейфует в направлении, обратном приложенной к ней постоянной силе нагрузки. При большой амплитуде движущей силы, когда обсуждаемый эффект максимален, получены аналитические решения для скорости дрейфа, силы остановки (величины нагрузки, приводящей к исчезновению эффекта) и эффективности преобразования энергии вносимых возмущений в направленное движение. В области своей применимости, простирающейся от нуля до асимптотически больших частот переключения силы (пропорциональных амплитуде движущей силы), эти решения находятся в хорошем согласии с результатами компьютерного моделирования, выполненного методом броуновской динамики.

ГОЛУБКОВ А.А., МАКАРОВ В.А. — 2012 г.

Доказана возможность и предложена методика однозначного нахождения координатных зависимостей всех компонент комплексного тензора квадратичной восприимчивости х^2\г, 2w; ш,ш), ответственной за генерацию второй гармоники в одномерно неоднородной пластинке, линейные диэлектрические свойства которой также неоднородны и характеризуются тензором диэлектрической проницаемости диагонального вида. Для ее осуществления необходимо в некотором диапазоне углов падения плоской волны основного излучения измерить комплексный коэффициент преобразования пластинкой падающей на нее волны в отраженную волну второй гармоники. Меняя плоскость падения волны и (или) ее поляризацию, а также измеряя коэффициенты преобразования в s- и р-поляризованные волны удвоенной частоты, можно однозначно определить пространственные зависимости всех компонент тензора квадратичной восприимчивости. Предложенная методика включает измерения интенсивностей волн второй гармоники, генерируемых в специальных условиях с использованием двух вспомогательных эталонных пластинок, что позволяет обойтись без сложных фазовых измерений.

ТАТАРСКИЙ Д.А., УДАЛОВ О.Г., ФРАЕРМАН А.А. — 2012 г.

Показано, что упругое рассеяние неполяризованных нейтронов на системах с некомпланарным пространственным распределением магнитной индукции невзаимно. Предложены и рассчитаны две системы, имеющие некомпланарное распределение магнитного поля: наночастица с намагниченностью типа «вихрь» и система трех плоских магнитных зеркал. Показано, что при определенных условиях величина невзаимности достаточно велика и может наблюдаться экспериментально.

КАРЕЛЬСКИЙ К.В., ПЕТРОСЯН А.С., ЧЕРНЯК А.В. — 2012 г.

Исследована система уравнений движения сжимаемого газа в приближении мелкой воды в поле силы тяжести над ровной подстилающей поверхностью. Получены все автомодельные непрерывные центрированные решения и автомодельные разрывные решения. В явном виде решена задача распада произвольного разрыва для уравнений движения сжимаемого газа в приближении мелкой воды. Показано существование четырех различных конфигураций, реализующих решение задачи распада произвольного разрыва. Для каждой конфигурации найдены необходимые и достаточные условия для ее реализации.

ЗЕМСКОВ Е.П. — 2012 г.

Рассматривается система типа реакция-диффузия с нелинейным диффузионным членом. В рамках нелинейного анализа получены амплитудные уравнения для случаев, когда система обнаруживает неустойчивости Хопфа и Тьюринга. Определены области структур Тьюринга при сверх- и подкритической видах неустойчивости для двухкомпонентной системы реакция-диффузия.

ЕРМИЛОВ А.С., ЗОБОВ В.Е. — 2012 г.

Рассматривается выполнение адиабатического квантового алгоритма факторизации на двух кудитах с числом уровней di и d.2- Предложен способ получения изменяющегося во времени эффективного гамильтониана с помощью последовательности операторов поворота, селективных по переходам между соседними уровнями кудита. Найдена последовательность импульсов радиочастотного магнитного поля и выполнено численное моделирование факторизации чисел 35, 21 и 15 на двух квадрупольных ядрах со спинами 3/2 (di = 4) и 1 (сЬ = 3).

ПАШИЦКИЙ Э.А., ПЕНТЕГОВ В.И. — 2012 г.

В экспериментах по изучению поглощения электромагнитных (ЭМ) волн сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона в сверхтекучем (СТ) гелии [1-3] на фоне широкой полосы поглощения шириной (30-40) ГГц наблюдалась узкая линия поглощения ЭМ-поля шириной порядка (20-200) кГц на частотах /о к (110-180) ГГц, которые соответствуют энергии ротонной щели ДГ(Т) в интервале температур (1.4-2.2) К. В данной работе на основе так называемого флексоэлектрического механизма поляризации атомов гелия (4Не) при наличии в СТ-гелии (Не II) градиентов плотности показано, что нерезонансное СВЧ-поглощение в интервале частот (170-200) ГГц может быть обусловлено существованием переменных во времени локальных градиентов плотности, которые создаются ротонными возбуждениями в объеме Не П. При этом ширина полосы поглощения определяется временем ротон-ротонного рассеяния в равновесном больцмановском газе ротонов, которое при Т = 1.4 К равно tT-T ~ 3.4 Ю-11 с и убывает с повышением температуры. Высказывается предположение о том, что существование аномально узкой линии резонансного СВЧ-поглощения в Не II на ротонной частоте /о(Т) = Ат(Т)/2ттП обусловлено двумя факторами: 1) дискретной структурой спектра поверхностных ЭМ-мод резонатора в виде периодической последовательности узких пиков и 2) наличием в Не II вблизи поверхности резонатора стационарного дипольного слоя, который возникает за счет поляризации атомов 4Не под действием градиента плотности, связанного с обращением в нуль плотности СТ-компоненты на твердой стенке. Благодаря этому процесс релаксации неравновесных ротонов, рождающихся внутри такого приповерхностного дипольного слоя, сильно подавлен, а форма и ширина резонансной линии СВЧ-поглощения определяются ротонной плотностью состояний, которая при слабой диссипации имеет острый максимум на краю ротонной щели. Эффективные дипольные моменты ротонов внутри дипольного слоя с равной вероятностью могут быть направлены как вдоль, так и против нормали к поверхности резонатора, чем объясняется наблюдавшееся в экспериментах симметричное дублетное расщепление резонансной линии поглощения во внешнем постоянном электрическом поле, перпендикулярном поверхности резонатора. Показано, что отрицательное поглощение (индуцированное излучение) квантов ЭМ-поля, наблюдавшееся при включении «тепловой пушки» Капицы, происходит в том случае, когда числа заполнения ротонных состояний за счет «накачки» ротонов превышают числа заполнения фотонов ЭМ-поля резонатора.

ПОЛЯЧЕНКО В.Л., ПОЛЯЧЕНКО Е.В., ШУХМАН И.Г. — 2012 г.

В анизотропных бесстолкновительных звездных системах с преобладанием радиальных движений над трансверсальными, как правило, возникает неустойчивость радиальных орбит. На примере простейшего анизотропного обобщения политропных моделей сферических скоплений мы показываем, что инкременты неустойчивости при приближении к изотропному пределу становятся экспоненциально малыми. Учитывая конечность времени жизни реальных астрономических объектов, следует считать, что эти системы становятся устойчивыми при некотором конечном значении радиальной анизотропии.

БАТЫРШИН Э.С., ДЕЛЕВ В.А., КРЕХОВ А.П., СКАЛДИН О.А. — 2012 г.

Исследована динамика зиг-заг-осцилляций в системе конвективных роллов в нематическом жидком кристалле выше порога электроконвекции при воздействии переменного напряжения со смещенным положением среднего значения. Обнаружено, что увеличение вклада постоянной составляющей приводит к значительному росту пространственно-временной упорядоченности зиг-заг-роллов и их синхронизации с однородной твист-модой. Полученные данные свидетельствуют в пользу флексоэлектрического механизма синхронизации.

БЫКОВ Д.А., ДОСКОЛОВИЧ Л.Л., СОЙФЕР В.А. — 2012 г.

Рассмотрено прохождение оптического импульса через резонансную дифракционную решетку. Получены условия, при которых резонансная дифракционная решетка будет выполнять дифференцирование огибающей падающего импульса. Показано, что для вычисления производной fc-ro порядка необходимым условием является наличие к резонансов в спектре пропускания решетки в окрестности центральной частоты падающего импульса. Описан метод построения составной структуры для вычисления производной fc-ro порядка на основе повторения структуры для вычисления первой производной. Представлены результаты математического моделирования дифракции импульса на рассчитанных структурах для вычисления первой, второй и третьей производных.