Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki

ISSN (print): 0044-4510

Media registration certificate: PI No. FS 77 - 78167 dated 03/27/2020

Founder: Russian Academy of Sciences, Institute of Physical Problems named after. P.L. Kapitsa RAS

Editor-in-Chief: Smirnov Alexander Ivanovich

Number of issues per year: 6

Indexation: RISC, list of Higher Attestation Commissions, CrossRef, White List (level 2)

Articles are published that make a significant contribution to one of the areas of physics and are of interest to a wide physics audience.

The journal is peer-reviewed and included in the List of Higher Attestation Commissions for publishing works of applicants for academic degrees. Included in the RSCI and WoS systems.

Current Issue

Open Access Restricted Access

Access granted Restricted Access

Subscription Access

Vol 166, No 2(8) (2024)

Year: 2024
Articles: 13
URL: https://journals.rcsi.science/0044-4510/issue/view/16675

Full Issue

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Articles

SAMOSOGLASOVANNYY KVAZIKLASSIChESKIY PODKhOD K OPISANIYu DVIZhENIYa ChASTITsY V DISSIPATIVNOY SREDE

Sazonov S.V.

Abstract

Предложен приближенный самосогласованный подход, позволяющий описывать квазиклассическую поступательную динамику нерелятивистской частицы в диссипативной среде при произвольном характере зависимости соответствующих диссипативных сил от скорости. Показано, что диссипация подавляет квантовые свойства частицы. Это приводит к необходимости интерпретировать распространение в диссипативной среде как непрерывный процесс измерения состояния частицы. В качестве примеров рассмотрены нестационарные когерентные состояния частицы на трех стадиях ее торможения в среде за счет ионизационных потерь. Данные стадии соответствуют высокоэнергетическим потерям, потерям в окрестности брэгговского пика, а также низкоэнергетическим потерям на заключительной стадии распространения.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):153–161

153–161

(Rus)

(JATS XML)

KOGERENTNOE UPRAVLENIE NASELENNOSTYaMI SVYaZANNYKh SOSTOYaNIY V KVANTOVYKh YaMAKh PAROY POLUPERIODNYKh ATTOSEKUNDNYKh IMPUL'SOV

Arkhipov R.M., D'yachkova O.O., Belov P.A., Arkhipov M.V., Pakhomov A.V., Rozanov N.N.

Abstract

Изучение особенностей взаимодействия униполярных субцикловых импульсов с веществом показало необходимость как пересмотра стандартных теорий взаимодействия световых импульсов с веществом, так и введения новых понятий в оптику, таких как интерференция площадей импульсов. В настоящей работе на основании численного решения временного уравнения Шредингера изучены особенности нелинейной интерференции площадей импульсов при возбуждении частицы в прямоугольной потенциальной яме, возбуждаемой парой полуцикловых, аттосекундных импульсов. Показано, что при изменении задержки между импульсами зависимость населенности связанных состояний от задержки имеет характерный вид биений, в отличие от простой гармонической зависимости, которая получается в случае малой амплитуды поля. Проведенные исследования напрямую показывают возможность управления квантовыми системами с помощью последовательности полуцикловых импульсов, в частности возможность увеличения вероятности ионизации или ее полного подавления и возможность наведения решеток разности населенностей в многоуровневой среде.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):162–173

162–173

(Rus)

(JATS XML)

KOGERENTNOE RASPROSTRANENIE POLUTsIKLOVOGO SVETOVOGO IMPUL'SA V TREKhUROVNEVOY SREDE

Arkhipov R.M., Pakhomov A.V., Arkhipov M.V., Rozanov N.N.

Abstract

На основании численного решения системы уравнений Максвелла–Блоха изучается динамика когерентного распространения униполярного, полуциклового, светового импульса аттосекундной длительности в трехуровневой резонансно-поглощающей среде. Проведено сравнение с распространением такого импульса в двухуровневой среде. Показано, что импульс, который ведет себя подобно 4π-импульсу в двухуровневой среде, в трехуровневой среде подобен 6π-импульсу и расщепляется на три подымпульса, распространяющихся с разной скоростью в среде. Исследованное явление позволяет более детально понять до сих пор недостаточно изученную динамику когерентного распространения полуцикловых импульсов в резонансной среде.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):174–181

174–181

(Rus)

(JATS XML)

VACUUM BIREFRINGENCE AND DICHROISM IN A STRONG PLANE-WAVE BACKGROUND

Aleksandrov I.A., Shabaev V.M.

Abstract

In the present study, we consider the effects of vacuum birefringence and dichroism in strong electromagnetic fields. According to quantum electrodynamics, the vacuum state exhibits different refractive properties depending on the probe photon polarization and one also obtains different probabilities of the photon decay via production of electron-positron pairs. Here we investigate these two phenomena by means of several different approaches to computing the polarization operator. The external field is assumed to be a linearly polarized plane electromagnetic wave of arbitrary amplitude and frequency. Varying the probe-photon energy and the field parameters, we thoroughly examine the validity of the locally-constant field approximation (LCFA) and techniques involving perturbative expansions in terms of the external-field amplitude. Within the latter approach, we develop a numerical method based on a direct evaluation of the weak-field Feynman diagrams, which can be employed for investigating more complex external backgrounds. The polarization operator depends on two parameters: classical nonlinearity parameter ξ and the product η = ωq0/m2 of the laser field frequency ω and the photon energy q0 (m is the electron mass). The domains of validity of the approximate techniques in the ξη plane are explicitly identified.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):182–193

182–193

(Eng)

(JATS XML)

MODELIROVANIE PROTsESSOV POGLOShchENIYa ENERGII V VODE VBLIZI POVERKhNOSTI ZOLOTOY NANOChASTITsY PRI OBLUChENII FOTONAMI RENTGENOVSKOGO DIAPAZONA

Chaynikov A.P., Kochur A.G., Dudenko A.I.

Abstract

Методом Монте-Карло проведено моделирование процессов вторичной ионизации и поглощения энергии в воде вокруг золотых наночастиц диаметром от 2 до 100 нм после фотоионизации наночастиц фотонами с энергиями в диапазоне от 20 до 80 кэВ. Рассчитаны спектры испускаемых наночастицами вторичных фотонов и электронов, возникающих в процессе каскадных распадов внутренних вакансий в ионизированных атомах золота. Рассчитаны средние энергии, переизлучаемые наночастицами вместе с вторичными фотонами и электронами, в зависимости от диаметра наночастиц, а также радиальные зависимости локальной поглощенной дозы в воде вблизи поверхности наночастиц различного диаметра. Показано, что большую часть энергии поглощенных наночастицей первичных фотонов наночастица переизлучает вместе с фотоэлектронами и оже-электронами. При этом наибольший вклад в количество актов вторичной ионизации и поглощенную дозу вблизи поверхности наночастицы вносят оже-электроны, образующиеся в результате каскадной релаксации вакансий во внутренних электронных оболочках атомов золота.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):194–208

194–208

(Rus)

(JATS XML)

PROTsESS RASShchEPLENIYa FOTONA V SIL'NOM MAGNITNOM POLE S UChETOM VLIYaNIYa POZITRONIYa

Rumyantsev D.A., Shlenev D.M., Chistyakov M.V.

Abstract

Рассмотрен процесс расщепления фотона γ → γγ в сильном магнитном поле с учетом вклада позитрония в дисперсию фотона. Показано, что наличие таких условий приводит к открытию нового канала реакции и изменению правил отбора по поляризациям фотонов. Вычислены соответствующие парциальные вероятности для разрешенных каналов. Получена оценка эффективности рассматриваемого процесса.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):209–215

209–215

(Rus)

(JATS XML)

EFFECT OF COLOR RANDOMIZATION ON pT BROADENING OF FAST PARTONS IN TURBULENT QUARK-GLUON PLASMA

Zakharov B.G.

Abstract

We analyze the effect of the parton color randomization on pT broadening in the quark-gluon plasma with turbulent color fields. We calculate the transport coefficient for a simplified model of fluctuating color fields in the form of alternating sequential transverse layers with homogenous transverse chromomagnetic fields with random orientation in the SU(3) group and gaussian distribution in the magnitude. Our numerical results show that the color randomization can lead to a sizable reduction of the turbulent contribution to ˆq. The magnitude of the effect grows with increasing ratio of the electric and magnetic screening masses.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):216–231

216–231

(Eng)

(JATS XML)

ATOMNYY MEKhANIZM VLIYaNIYa UPRUGIKh DEFORMATsIY EPITAKSIAL'NYKh SLOEV Ge NA POVERKhNOSTI Si(111) NA DIFFUZIYu ADATOMOV Ge

Zhachuk R.A.

Abstract

С помощью расчетов на основе теории функционала плотности исследован атомный механизм влияния деформаций сжатия, образующихся на поверхности эпитаксиальных слоев Ge(111)-7×7, выращенных на подложке Si(111), на диффузию адатомов Ge. Было найдено, что энергетический барьер, ограничивающий миграцию адатомов Ge на большие расстояния, расположен вблизи угловых вакансий структуры 7 × 7 и вызван образованием ковалентной связи между адатомом Ge и атомом димера в составе структуры 7 × 7. Показано, что увеличение барьера на упруго-сжатой поверхности происходит из-за усиления связи в димере при сжатии поверхности, что ведет к ослаблению связи между адатомом Ge и атомом димера.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):232–237

232–237

(Rus)

(JATS XML)

VLIYaNIE AMPLITUDY MAGNITNOGO POLYa NA KINETIKU PEREMAGNIChIVANIYa MAGNITNYKh NANOChASTITs

Zubarev A.Y., Iskakova L.Y., Musikhin A.Y.

Abstract

Теоретически исследовано влияние амплитуды магнитного поля на кинетику перемагничивания, а также магнитогипертермический эффект, продуцируемый однодоменной ферромагнитной частицей, иммобилизованной в немагнитной среде. Результаты расчетов, основанные на математически регулярной теории Крамерса, показывают, что в частице диссипация W энергии переменного магнитного поля может расти с амплитудой поля H0 быстрее, чем по квадратичному закону W ∼ H20 . Этот вывод, по крайней мере, в принципиальном отношении объясняет недавние эксперименты по магнитной гипертермии в системах обездвиженных частиц, где была обнаружена зависимость W ∼ Hγ0 , γ > 2.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):238–245

238–245

(Rus)

(JATS XML)

MAGNITNYE I SVERKhPROVODYaShchIE SVOYSTVA DOPIROVANNYKh Fe VYSOKOTEMPERATURNYKh SVERKhPROVODNIKOV YBaCuO, SINTEZIROVANNYKh ZOL'–GEL'-METODOM

Pigal'skiy K.S., Vishnev A.A., Efimov N.N., Vasil'ev P.N., Shabatin A.V., Trakhtenberg L.I.

Abstract

Для серии допированных железом поликристаллических высокотемпературных сверхпроводников Y1–xFexBa2CuOy (0 ⩽ x ⩽ 0.05), синтезированных с использованием нитратно-цитратного варианта золь–гель-методики, проведены исследования структу3рных (рентгеновским и электронно-микроскопическим методами) и магнитных (в переменных и постоянных магнитных полях) свойств. Для этих образцов определены зависимости от степени допирования кристаллографических параметров, размеров кристаллитов, температур перехода в сверхпроводящее состояние, а также вид и размах гистерезиса намагниченности в полях до 6Тл. Рассчитаны полевые зависимости плотности внутрикристаллического критического тока Jc. Показано, что однородное распределение допанта по объему кристаллитов вследствие применения золь–гель-методики приводит к существенному улучшению функциональных параметров по сравнению с образцами, полученными твердофазным методом. Улучшается микроструктура, что проявляется в увеличении размеров и более четкой огранке кристаллитов, а также сужается температурный интервал перехода в сверхпроводящее состояние, увеличиваются размах магнитополевого гистерезиса намагниченности и критический ток. В результате, в золь–гель-образцах при степени допирования железом x ≈ 0.03 реализуется эффект увеличения Jc, превышающий порядок величины.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):246–254

246–254

(Rus)

(JATS XML)

FABRICATION AND STUDY OF THE p − Si/α − Si/Ag MEMRISTOR CROSSBAR ARRAY

Samsonova A., Yegiyan S., Klimenko O., Antonov V.N., Paradezhenko G., Prodan D., Pervishko A., Yudin D., Brilliantov N.

Abstract

We study the formation of the conductive channels in α-Si memristors and demonstrate their operation in the crossbar array. The latter can be utilised as the basic component of the neuromorphic chip tailored for edge computing. The conductive channels in α-Si are formed by the migration of Ag along with Cu ions. Such a channel has switching current-voltage characteristics at high bias, Vbias > 2V, and highly non-linear that at low bias, Vbias < 0.5V. Memristor can be re-programmed to different resistance states with short voltage pulses of amplitude above 2 V. We demonstrate the programming of the memristor crossbar array and its operation in vector-by-matrix multiplication with an 87% accuracy.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):255–260

255–260

(Eng)

(JATS XML)

UNTANGLING THE VALLEY STRUCTURE OF STATES FOR INTRAVALLEY EXCHANGE ANISOTROPY IN LEAD CHALCOGENIDES QUANTUM DOTS

Avdeev I.D., Nestoklon M.O.

Abstract

We put forward a generalized procedure which allows to restore the bulk-like electron and hole wave functions localized in certain valleys from the wave functions of quantum confined electron/hole states obtained in atomistic calculations of nanostructures. The procedure is applied to the lead chalcogenide quantum dots to accurately extract the intravalley velocity matrix elements and the constants of the effective intravalley Hamiltonian of the exchange interaction for the ground exciton state in PbS and PbSe quantum dots. Our results suggest that intravalley parameters in PbS quantum dots are much more anisotropic than the ones in PbSe. Renormalization of the velocity matrix elements, forbidden band gap, valley and exchange splittings of exciton and exciton binding energy are also calculated.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):261–276

261–276

(Eng)

(JATS XML)

BKT TRANSITION IN PHYLLOTAXIS

Nechaev S.K.

Abstract

We explore a two-parameter renormalization group (RG) within the framework of the «energetic approach» introduced by L. Levitov, for the phyllotaxis model. Our focus lies on an equilibrium distribution of strongly repulsive particles situated on the surface of a finite cylinder. We investigate how these particles redistribute as the cylinder undergoes compression along its axis. Specifically, we construct the modular-invariant β-function for the system, which is explicitly expressed in terms of the Dedekind η-function. Utilizing this β-function, we derive equations that describe the RG flow near the bifurcation points, which mark the boundaries between different lattice configurations. By analyzing the structure of these RG equations, we assert the emergence of Berezinskii – Kosterlitz – Thouless transitions under significant cylinder compression.

Show

Hide

Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(2(8)):277–289

277–289