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

МОЛОТКОВ С.Н. — 2012 г.

Фундаментальные запреты квантовой механики на измеримость квантовых состояний позволяют реализовать секретное распределение ключей между пространственно-удаленными пользователями. Однако экспериментальные и коммерческие реализации систем квантовой криптографии используют компоненты, которые существуют на сегодняшнем технологическом уровне, в частности, однофотонные лавинные фотодетекторы. Данные детекторы подвержены эффекту ослепления. Ранее было показано, что все известные базовые протоколы квантового распределения ключей и системы на их основе уязвимы по отношению к атакам с ослеплением фотодетекторов. При таких атаках подслушиватель знает весь передаваемый ключ, не производит ошибок на приемной стороне и остается необнаруженным. Приведены три протокола квантового распределения ключей, которые устойчивы относительно данных атак. Секретность ключей и детектирование попыток подслушивания гарантируется самой внутренней структурой протоколов, а не дополнительными техническими усовершенствованиями.

ШКИЛЕВ В.П. — 2012 г.

Рассматривается прыжковый перенос заряда в неупорядоченных полупроводниках. С использованием концепции транспортного энергетического уровня выводятся макроскопические уравнения, являющиеся обобщением модели многократного захвата на тот случай, когда в полупроводнике присутствуют как энергетическая, так и пространственная неупорядоченности. Показано, что хотя оба вида неупорядоченности могут быть причиной дисперсионного переноса, частотная зависимость проводимости обусловливается исключительно пространственной неупорядоченностью.

ГРАНОВСКИЙ А.Б., ДУБЕНКО И.С., ЖУКОВ А.П., КАЗАКОВ А.П., ПРУДНИКОВ В.Н. — 2012 г.

При Т = 80-320 К исследованы намагниченность, сопротивление, магнитосопротивление и сопротивление Холла сплавов Гейслера NisoMneslnis-^Sij; с х = 1.0, 3.0, 4.0, для которых мартенситное превращение происходит при Т = 220-250 К из высокотемпературной ферромагнитной аустенитной фазы в низкотемпературную мартенситную фазу с существенно меньшей намагниченностью. Предложен метод определения коэффициентов нормального и аномального эффектов Холла при наличии магнитосопротивления и возможной зависимости этих коэффициентов от намагниченности. Получено, что сопротивление образцов скачкообразно увеличивается при мартенситном переходе, в мартенситной фазе достигает значения 150-200 мкОм-см и практически не зависит от температуры. Коэффициент нормального эффекта Холла отрицателен, при Т = 80 К на порядок больше чем у никеля, монотонно уменьшается при повышении температуры, приближаясь к нулевому значению в аустенитной фазе, не испытывая резких изменений в окрестности мартенситного превращения. При х = 3 в непосредственной окрестности мартенситного перехода обнаружен нелинейный по намагниченности нормальный эффект Холла. Температурная зависимость коэффициента аномального эффекта Холла как в мартенситной, так и в аустенитной фазе и особенно в окрестности мартенситного превращения не может быть описана в рамках механизмов асимметричного рассеяния, бокового смещения и механизма Карплюса-Латтинжера теории аномального эффекта Холла. Обсуждаются возможные причины такого поведения магнитотранспортных свойств в сплавах Гейслера.

ДЯТКО Н.А., ПАЛЬ А.Ф., РЯБИНКИН А.Н., СЕРОВ А.О., СТАРОСТИН А.Н., ФИЛИППОВ А.В. — 2012 г.

Осуществлено удержание микрочастиц размерами до 130 мкм и проведены одновременные измерения скорости и диаметра частиц в плазменно-пылевой ловушке магнетронного высокочастотного разряда с магнитным полем арочного типа. Проведено численное моделирование движения газа на основе уравнения Навье-Стокса под действием циклотронных токов электронов и ионов. Полученные экспериментальные и численные результаты подтвердили механизм орбитального движения пылевых частиц в плазме магнетронного разряда, связанный с орбитальным движением нейтрального газа, ускоренного дрейфовыми потоками электронов и ионов в скрещенных электрическом и магнитном полях.

ЕШМШ С. В. ЛЕПЕШКИН, МАКСИМОВ Е.Г., МАЦКО Н.Л. — 2012 г.

На основе молекулярно-динамического (MD) моделирования проведены расчеты статических и динамических корреляционных функций в кристалле ВаТЮз. С помощью статических корреляционных функций изучены особенности диффузного рассеяния в титанате бария, демонстрирующие наблюдаемые в эксперименте аномальные плоскости. На основе зависящих от времени парных корреляционных функций рассчитаны фононные спектры ВаТЮз и изучен центральный пик неупругого рассеяния. Фононные частоты, вычисленные методом MD, хорошо согласуются с полученными нами ранее в квазигармоническом приближении. Показано, что центральный пик неупругого рассеяния связан, в основном, с мягкой оптической модой и обладает той же симметрией. Большая анизотропия смещений атомов в составе мягкой моды позволяет объяснить наличие особенностей как в рассеянии рентгеновских лучей, так и в EXAFS-спектроскопии. Продемонстрировано, что характерный вид EXAFS-спектров объясняется квазиодномерным характером движения ионов кислорода в кубической решетке ВаТЮз. Расчет тройных корреляционных функций показывает, что в описанной модели атом титана совершает колебания относительно центра кубической ячейки. Объяснение с помощью развитой модели экспериментальных данных, вызывавших разногласия относительно природы фазового перехода в ВаТЮз, дает основания трактовать фазовый переход в титанате бария как переход типа смещения.

ГУДИМ И.А., ДЕМИДОВА А.А., ЕРЕМИН Е.В. — 2012 г.

Исследованы магнитные свойства монокристалла ферробората замещенного состава Sm0,7Ho0,3Fe3(BO3)4 с конкурирующими обменными Sm-Fe- и Ho-Fe-взаимодействиями. Измеренные свойства и эффекты интерпретированы в рамках единого теоретического подхода, который базируется на приближении молекулярного поля и расчетах в модели кристаллического поля для редкоземельного иона. Описаны экспериментальные температурные зависимости начальной магнитной восприимчивости от 2 до 300 К, аномалии на кривых намагничивания при В || с и В 1 с в полях менее 1.2 Тл, а также полевые и температурные зависимости намагниченности в полях менее 9 Тл. При интерпретации экспериментальных данных определены параметры кристаллического поля и параметры обменных И 1-V- и Fe-Fe-взаимодействий.

ВАУЛИНА О.С. — 2012 г.

Предлагается новая полуэмпирическая модель для описания пространственной корреляции между взаимодействующими частицами в неидеальных системах. Разработанная модель описывает основные особенности поведения парной корреляционной функции для кристаллических структур, а также может использоваться для качественного и количественного описания пространственной корреляции частиц в сильно неидеальных жидкостных системах. Представлено сравнение предлагаемой модели с результатами моделирования парной корреляционной функции

МАТВЕЕВ Л.В. — 2012 г.

Развита нестационарная модель переноса в двухпористой (трещиновато-пористой) среде, способной сорбировать примесь. Показано, что в течение большого промежутка времени отсутствие равновесия между растворенной и адсорбированной фазами приводит к возникновению неклассических режимов переноса. Указаны значения параметров, при которых поведение системы не описывается общепринятой моделью равновесной сорбции даже на больших временах, когда равновесие между растворенной и адсорбированной компонентами можно считать установившимся.

ШАЛЫБКОВ Д.А. — 2012 г.

Рассмотрена линейная устойчивость несжимаемой неидеальной жидкости, находящейся между двумя вращающимися соосными бесконечными цилиндрами, по отношению к осесимметричным возмущениям при наличии неоднородного осевого магнитного поля. Для проводящих цилиндров результаты для однородного и неоднородного магнитных полей качественно совпадают. Это же имеет место для непроводящих цилиндров при наличии магнитного поля неизменного направления. Для непроводящих цилиндров и магнитного поля переменного направления с величиной, превосходящей некоторое критическое значение, возникает неустойчивость. Эта новая неустойчивость существует и в отсутствие вращения и, следовательно, не зависит от его параметров. Кроме того, величина критического магнитного поля не зависит от магнитного числа Прандтля, что является благоприятным фактором для экспериментального наблюдения новой неустойчивости.

ЛЕПЕШКИН С.В., МАГНИЦКАЯ М.В., МАКСИМОВ Е.Г., МАЦКО Н.Л. — 2012 г.

Плавление и динамика решетки натрия исследованы при давлениях до 1 Мбар и температурах до 1000 К методом квантовой молекулярной динамики, т.е. с полным учетом энгармонизма. Результаты моделирования хорошо согласуются с экспериментом и с расчетом ab initio в квазигармоническом приближении, выполненным нами ранее. Расчеты показывают, что ангармонические взаимодействия оказывают малое влияние на кривую плавления и фононные частоты в Na вплоть до температур вблизи плавления.

ГАЦКЕВИЧ Е.И., ДВУРЕЧЕНСКИЙ А.В., ЗИНОВЬЕВ В.А., ИВЛЕВ Г.Д., МАЛЕВИЧ В.Л., СМАГИНА Ж.В. — 2012 г.

Рассмотрена кинетика фазовых превращений нанокристаллов в кристаллической матрице в нестационарных условиях нагрева при импульсном лазерном воздействии. Описана кинетика плавления и кристаллизации нанокристаллов с учетом их размеров, формы, элементного состава, а также упругих деформаций, возникающих вследствие различия постоянных решеток нанокристаллов и матрицы. Предсказана возможность уменьшения дисперсии нанокристаллов по размерам в гетероструктурах с квантовыми точками. В качестве примера рассмотрено плавление нанокристаллов Ge в Si-матрице

ПАВЛИЧЕНКОВ И.М. — 2012 г.

В рамках полуклассической теории неадиабатических переходов рассчитана вероятность безызлучатель-ного перехода 25i/2 -> 2Pi/2 при скользящем рассеянии атома водорода с энергией порядка 1 кэВ на поверхности Аи и LiF. Переходы вызваны взаимодействием атома с полями соответственно поверхностных плазмонов и оптических фононов. Развит формализм, позволяющий выйти за рамки приближения, основанного на методе зеркального изображения зарядов. Значение вероятности для рассеяния на LiF достаточно велико для экспериментального наблюдения эффекта. Найдена вероятность этого перехода при движении атома параллельно поверхности металла

ГУЛЯЕВ А.В., ТИХОНОВА О.В. — 2012 г.

Исследована динамика и квантовые корреляции в системе двух взаимодействующих атомов в резонансном лазерном поле фемтосекундной длительности. Проанализирован поляризационный отклик среды, состоящей из таких попарно взаимодействующих атомов. Обнаружены режимы, при которых поляризационный отклик исследуемой среды содержит интенсивную компоненту на перестраиваемой низкой частоте. Продемонстрирована возможность подавления возникающего дипольного отклика среды, основанного на эффекте перепутанности и симметрийных свойствах коллективных атомных состояний.

АЛЕКСЕЕВ П.С., АНДРИАНОВ А.В., ЗАХАРЬИН А.О., КАГАН М.С. — 2012 г.

Представлены результаты спектральных и поляризационных исследований спонтанного терагерцевого излучения в условиях электрического пробоя мелких акцепторов (галлий) в кристаллах германия. Спектры излучения кристаллов, одноосно-сжатых в направлении [111] под давлением Р ~ 3 кбар, а также недеформированных, измерены при Т = 5 К с помощью фурье-спектрометра с шаговым сканированием. Выполнены оценки поляризации излучения для переходов дырок между различными состояниями мелкого акцептора в одноосно-сжатом германии. Для идентификации наблюдаемых линий излучения экспериментальные значения их энергий и поляризаций сопоставлены с расчетными. Обнаружены спектральные линии, соответствующие переходам дырок из резонансного состояния на возбужденные состояния акцепторов.

КЮРЕГЯН А.С. — 2012 г.

Проведен теоретический анализ поперечной неустойчивости плоского фронта быстрых волн ударной ионизации (ВУИ) в полупроводниковых структурах р+-п-п+ с конечной концентрацией iV доноров в п-слое. Предполагалось, что высокая скорость и ВУИ обеспечивается за счет лавинного размножения однородного фона электронов и дырок, концентрация аь которых перед фронтом достаточно велика для применимости континуального приближения. Проблема вычисления инкремента s нарастания малого гармонического возмущения с волновым числом к сведена к задаче на собственные значения своеобразного однородного уравнения типа Вольтерра второго рода, содержащего сумму двукратных и трехкратного интегралов от неизвестной собственной функции. Эта задача решалась методом последовательных приближений. Показано, что при малых к функция s(k) монотонно возрастает в соответствии с аналитической теорией [12], достигает максимума ,$м при к = км, после чего уменьшается и становится отрицательной при к > koi- Такой характер зависимости s(k) коротковолновых возмущений обусловлен ослаблением искажения поля из-за конечной толщины области пространственного заряда фронта и «размазыванием» возмущения концентраций за счет поперечного переноса носителей заряда. Установлены законы подобия для возмущений с к > км' при фиксированных значениях аь и максимальной напряженности поля на фронте Еом инкремент s зависит только от отношения k/N, а граничное волновое число fcoi ос N. Приведены зависимости от Еом параметров SM, км и fcoi, определяющих динамику нарастания возмущений и верхнюю границу области неустойчивости ВУИ. Эти зависимости указывают на то, что модель плоской ВУИ оказывается недостаточной для описания работы лавинных обостри-телей напряжения и что в рамках континуального приближения фронты быстрых стримеров должны быть устойчивыми по отношению к поперечным возмущениям в соответствии с опубликованными ранее результатами численного моделирования. Полученные результаты подтверждены путем численного моделирования эволюции малых гармонических возмущений плоской стационарной ВУИ.

2012

2012

НЕРОНОВ Ю.И., СЕРЁГИН Н.Н. — 2012 г.

Исследованы ЯМР-спектры от образцов, содержащих смесь дейтероводорода HD с давлением приблизительно 80 атм и гелия-3 с парциальным давлением около 1 атм. Определено отношение частот резонанса ядер F(3He)/F(H2) = 0.761786594(2), которое равно магнитному моменту ядра гелия-3 (связанного в атоме гелия) в единицах магнитного момента протона (связанного в молекулярном водороде). Неопределенность в две единицы для последней цифры соответствует погрешности в относительных единицах: £[F(3He)/F(H-2)} = 2.6 Ю-9. При использовании известных расчетных данных об экранировании ядер в атоме гелия-3 ст(3Не) = 59924(2) Ю-9 и об экранировании протонов в водороде a (Hi) = 26288(2) Ю-9 для свободного магнитного момента ядра гелия-3 в единицах магнитного момента протона следует величина ц(3Не)/цр = -0.761812217(3).

СУСЛОВ И.М. — 2012 г.

Полная проводимость (кондактанс) конечной системы играет центральную роль в скейлинговой теории локализации [1]. Обычно она определяется формулами Ландауэра, в которых остаются непроясненными вопросы: а) об исключении контактного сопротивления в многоканальном случае; б) о соответствии ландауэровской проводимости внутренним свойствам системы; в) о связи с коэффициентом диффузии D(u,q) бесконечной системы. Ответ на эти вопросы получен ниже в рамках двух подходов: (1) самосогласованной теории локализации Вольхардта-Вольфле и (2) квантовомеханического анализа, основанного на модели оболочек. Оба подхода приводят к одинаковому определению проводимости конечной системы, тесно связанному с определением Таулеса. В рамках самосогласованной теории получены соотношения конечно-размерного скейлинга и вычислены функции Гелл-Манна-Лоу f)(g) для размерностей пространства d = 1, 2, 3. В отличие от ранних попыток такого рода [24], металлическая и локализованная фазы рассматриваются единым образом, так что кондактанс конечной системы не имеет сингулярности в критической точке. В двумерном случае разложение /3(g) по 1/д согласуется с результатами а-моделей в двухпетлевом приближении и зависит от ренормировочной схемы в высших петлях; использование же размерной регуляризации для перехода к d = 2 + е, по-видимому, несовместимо с физической сутью проблемы. Проведено сопоставление с результатами численного моделирования и физическим экспериментом. Обсуждаются условия наблюдения локализационного закона ст(«) ос -ш для проводимости и ситуация в высших размерностях.

АНИКИН Р.А., МИХЕЕВ Н.В. — 2012 г.

Исследован процесс радиационного «распада» нейтрино относительно высоких энергий Е 3> те в сильном магнитном поле с учетом влияния связанной электронпозитронной пары (позитрония) на дисперсию фотона. Учет вклада позитрония в поляризационный оператор фотона приводит к существенному изменению закона дисперсии фотона и амплитуды процесса в окрестности циклотронного резонанса. Показано, что вероятность процесса си^с учетом вклада позитрония значительно увеличивается.