Open Access
Access granted
Subscription Access
Vol 166, No 6 (2024)
ATOMS, MOLECULES, OPTICS
DISINTEGRATION DYNAMICS OF A WATER MOLECULE IN AN INTENSE HIGH-FREQUENCY FIELD
Abstract
As result of the development of sources of intense high-frequency radiation and the improvement of techniques for detecting charged fragments, experiments on multiple ionization of inner molecular shells with the momen- tum and charges of fragmentation products being registered in coincidence have become possible. In this paper, the dynamics of the disintegration of water molecule fragments resulting from interaction with intense X-ray radiation has been studied. The charge distribution of oxygen ions was calculated, Newton diagrams were con-structed for fragments — protons and the oxygen ion — at various charge states of the latter, and the kinetic energy release was determined. Calculations were performed using the original code [1] for parameters close to the experiment [2] conducted on EuXFEL in 2021.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):759-770
759-770
SVETOVOY KONTROL' RASPREDELENIYa NANOChASTITs V KOLLOIDAKh S USILENIEM I POGLOShchENIEM
Abstract
Изучается воздействие света на композитную систему, которая представляет собой сбалансированный по поглощению/усилению коллоидный раствор поглощающих наночастиц в усиливающей жидкости. Рассмотрена модель плоского слоя коллоида, на который по нормали падает плоская (TEM) электромагнитная волна. Совместное действие стрикции и силы увлечения (сила, возникающая вследствие передачи поглощающим частицам импульса фотонов) вызывает пространственное перераспределение концентрации частиц, в результате чего локальный баланс поглощения и усиления в слое нарушается, и выделяются пространственные области, в которых происходит усиление и поглощение света. Показано, что в зависимости от интенсивности падающего излучения могут реализоваться как плавные, так и почти ступенчатые профили концентрации наночастиц. Соответствующие распределения эффективной диэлектрической проницаемости коллоида обладают PT (Parity-Time)-симметрией (отвечает условию ε(z) = ε∗(−z)) при малой интенсивности поля накачки, но отличаются от PT-симметричных распределений при умеренных и высоких интенсивностях. Создание контролируемого профиля локального усиления и поглощения света может служить платформой для изучения специфических неэрмитовых оптических эффектов, а также расширяет возможности оптической диагностики распределения наночастиц в коллоидных растворах со скомпенсированным поглощением.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):771-780
771-780
NUCLEI, PARTICLES, FIELDS, GRAVITY AND ASTROPHYSICS
FAZOVYY PEREKhOD V TOChKE BOL'ShOGO VZRYVA V REShETOChNOY TEORII GRAVITATsII
Abstract
Решеточная регуляризация теории гравитации дает новые возможности для изучения физики Большого взрыва. Доказано, что в изучаемой здесь 40-решеточной модели гравитации существует высокотемпературная фаза, которая характеризуется обращением в нуль среднего тензора энергии-импульса материи и коллапсом пространства в точку. Показано также существование низкотемпературной фазы в длинноволновом пределе, геометрические свойства которой и динамика соответствуют известным представлениям: расширение Вселенной сначала идет по экспоненциальному закону, а затем плавно переходит на степенной режим.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):781-794
781-794
SOLIDS AND LIQUIDS
KVAZIDVUMERNYY ORGANIChESKIY PROVODNIK κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Cl. KONFORMATsIONNYY BESPORYaDOK I ZARYaDOVAYa STRUKTURA PROVODYaShchIKh SLOEV
Abstract
Методами рентгеноструктурного анализа (РСА), спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) и квантово-химического моделирования были исследованы особенности температурного поведения термоактивированного конформационного беспорядка концевых этиленовых групп −C2H4− молекул BEDT-TTF (или ET) в кристаллах квазидвумерного органического проводника κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Cl при температурах от 112 K до 289 K. При медленном охлаждении со скоростью −4K/ч и шагом в 10 K были измерены параметры кристаллической решетки и для характерных точек проведен полный структурный анализ. Параметры кристаллической структуры проявляют аномальное поведение по температуре в интервале 175 – 250 K, в этой же области наблюдается аномалия в поведении частот внутримолекулярных колебаний молекулы ET, что связывается с изменением степени конформационного беспорядка. На основе полученных структурных данных методами квантовохимического моделирования было проанализировано влияние наблюдаемого беспорядка на электронную структуру проводящего слоя. В частности, результаты расчетов полуэмпирическим расширенным методом Хюккеля с оптимизированным под заданную систему базисом позволили установить характер распределения электронной плотности как внутри димера, так и внутри слоя в зависимости от конфигурации концевых этиленовых групп. Были выявлены основные типы перераспределения заряда между молекулами в димере ET2. Показано, как заселенность конфигураций и степень поляризации димеров влияют на устойчивость того или иного типа зарядового упорядочения внутри проводящего слоя и, в конечном счете, на проводящие свойства кристалла.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):795-812
795-812
ORDER, DISORDER AND PHASE TRANSITIONS IN CONDENSED MATTER
NABLYuDENIE VOZVRATNOY ZAVISIMOSTI KRITIChESKOGO TOKA DZhOZEFSONOVSKIKh PEREKhODOV Nb–PdFe–Nb OT TOLShchINY PdFe-BAR'ERA I TEMPERATURY
Abstract
Представлены результаты изучения многослойных джозефсоновских контактов сверхпроводник– ферромагнетик–сверхпроводник (SFS) на основе сверхпроводящего ниобия и слабоферромагнитного сплава Pd0.99Fe0.01. Обнаружен минимум в зависимости критической плотности тока от толщины F-слоя, который является одним из признаков реализации π-состояния с отрицательным знаком ток-фазовые соотношения. Наличие 0–π-перехода, т. е. перехода из πв 0-состояние с ростом толщины F-слоя, подтверждается также наблюдением возвратной температурной зависимости критического тока при толщине ферромагнетика около 43 нм. Моделирование предсказывает второй порядковый номер обнаруженного 0–π-перехода. Статья представлена в рамках публикации материалов 39-го Совещания по физике низких температур (НТ-2024), Черноголовка, июнь 2023 г.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):813-821
813-821
ROL' MAGNITOUPRUGIKh VZAIMODEYSTVIY V SPLAVE FeRh PRI ANTIFERRO-FERROMAGNITNOM FAZOVOM PEREKhODE
Abstract
Для объяснения особенностей магнитных фазовых переходов в сплаве FeRh предложена эффективная теория среднего поля, учитывающая взаимодействие упругих и магнитных степеней свободы. Параметром порядка теории наряду с намагниченностями подрешеток атомов железа и средних значений деформаций всестороннего сжатия и одноосного растяжения выступает также внутреннее магнитное поле, вызывающее появление ненулевой намагниченности атомов родия при антиферро-ферромагнитном фазовом переходе. В рамках этой теории удается рассчитать температурные зависимости полной намагниченности и относительного изменения объема, согласующиеся с экспериментальными данными, и показать, что антиферро-ферромагнитный переход является фазовым переходом первого рода. Выбор констант обменного взаимодействия, согласующийся с расчетами ab initio электронной структуры, позволяет выявить ведущий механизм этого перехода — перенормировку обменного взаимодействия между ближайшими соседями подсистемы атомов железа, возникающей при учете двухионного магнитоупругого взаимодействия. Показано, что тепловое возбуждение спиновых волн способствует усилению одноосных деформаций, понижающих кубическую симметрию решетки до тетрогональной.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):822-833
822-833
TUNNEL'NAYa SPEKTROSKOPIYa BaFe2−xNixAs2 S VARIATsIEY STEPENI DOPIROVANIYa V SVERKhPROVODYaShchEM I NORMAL'NOM SOSTOYaNIYaKh
Abstract
Методами туннельной спектроскопии исследованы монокристаллы пниктидов BaFe2−xNixAs2 недодопированного состава (x = 0.08) и передопированных составов (x = 0.12, 0.14) в сверхпроводящем и нормальном состояниях. На полученных I(V )и dI(V )/dV -характеристиках туннельных контактов воспроизводимо наблюдалась сильная нелинейность как ниже, так и выше критической температуры Tc, не связанная напрямую со сверхпроводящими свойствами. Исследована ее эволюция с температурой и Tc вдоль фазовой диаграммы допирования, обсуждаются возможные причины возникновения этой нелинейности. Статья представлена в рамках публикации материалов 39-го Совещания по физике низких температур (НТ-2024), Черноголовка, июнь 2023 г.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):834-845
834-845
PROTsESS POLNOGO NAMAGNIChIVANIYa I MAGNITNAYa FAZOVAYa DIAGRAMMA REDKOZEMEL'NYKh FERRIMAGNETIKOV R2Fe14B
Abstract
На примере интерметаллида Ho2Fe14B и его гидрида Ho2Fe14BH1.7 исследован процесс полного намагничивания редкоземельных ферримагнетиков системы R–Fe–B. Показано, что во внешнем магнитном поле мегагауссного диапазона в данных соединениях происходят индуцированные ориентационные переходы из ферримагнитного состояния в ферромагнитное. На основе экспериментальных данных определены величины критических полей указанных переходов. Теоретически получены магнитные фазовые диаграммы в переменных «магнитное поле – температура», рассчитаны значения констант обменного R–Fe-взаимодействия.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):846-857
846-857
ELECTRONIC PROPERTIES OF SOLIDS
ChASTOTNAYa ZAVISIMOST' GISTEREZISA DVIZhENIYa VAKANSIY V ZAKRYTOM MEMRISTORE NA OSNOVE TOChNO REShAEMOY MODELI UPRAVLYaEMOY NELINEYNOY DIFFUZII
Abstract
Рассмотрена частотная зависимость гистерезиса движения вакансий в закрытом с обеих сторон мемристоре под действием протекающего через мемристор периодического электрического тока. На основе точно решаемой нелинейной модели получено уравнение для петель гистерезиса при прохождении прямоугольных импульсов тока со скважностью 2. Оценена эффективность перемещения заряда вакансий током в сравнении с их свободной диффузией. Показано, что максимальная эффективность достигается при определенном, зависящем от амплитуды подаваемого тока, периоде переключений мемристора. Получены аналитические асимптотики этой зависимости и сопротивления мемристора в зависимости от амплитуды и периода пропускаемого через мемристор тока.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):858-867
858-867
VIGNEROVSKAYa KRISTALLIZATsIYa V DVUMERNYKh STRUKTURAKh V MAGNITNOM POLE. AKUSTIChESKIE ISSLEDOVANIYa
Abstract
Представлен обзор исследований вигнеровской кристаллизации в двумерных структурах акустическими методами. Эти методы позволили определять зависимости от частоты действительной σ1 и мнимой σ2 компонент высокочастотной проводимости σhf = σ1 − iσ2. Кристаллизация носителей заряда наблюдалась при низких температурах T < 0.3K в сильных магнитных полях вблизи чисел заполнения ν ≤ 2. Частотные зависимости действительной σ1 и мнимой σ2 компонент проводимости дают возможность установить факт образования доменов вигнеровского кристалла в структурах, вычислить их средние размеры и определить температуру плавления. Статья представлена в рамках публикации материалов 39-го Совещания по физике низких температур (НТ-2024), Черноголовка, июнь 2023 г.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):868-877
868-877
STATISTICAL AND NONLINEAR PHYSICS, PHYSICS OF "SOFT" MATTER
EFFEKTY DLINNOY PAMYaTI PRI RAZVITII NEUSTOYChIVOSTI V SLUChAYNOY SREDE
Abstract
При изучении развития неустойчивостей в случайной среде часто предполагается, что память в среде теряется мгновенно в предписанные моменты времени, тогда как естественно предполагать, что потеря памяти происходит постепенно. В работе изучаются эффекты, возникающие в результате постепенной потери памяти. Оказывается, что длинная память может повышать скорость развития неустойчивости (увеличивать показатель Ляпунова). Устанавливается связь этого эффекта с эффектами перемежаемости, возникающими при развитии неустойчивостей в случайной среде. Исследование проводится в рамках простой модели, предложенной Я. Б. Зельдовичем для описания развития неустойчивости, возникающей под действием флуктуаций кривизны при распространении света во Вселенной, однородной и изотропной лишь в среднем.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):878-887
878-887
FRAKTAL'NAYa STRUKTURA ELOVOY LAPY
Abstract
Методом численного фурье-анализа исследованы фрактальные свойства структуры еловой ветви. Изучены изображения еловых лап взрослой 26-летней ели, длиной около 13 м, на различной высоте дерева. Для различных лап, сфотографированных в разных проекциях, наблюдается степенная зависимость спектральной интенсивности I(q) = Aq-N, где N = 2 в диапазоне импульсов q от 0.07 до 2 см-1. Такой степенной закон определяет характерную структуру еловой лапы, описывающуюся логарифмическим фракталом в двумерном пространстве в диапазоне размеров от 5 до 100 см. Обнаруженная структура представляет собой распределение хвои на еловой ветви и связана с ее функцией фотосинтеза. Транспортные функции ветви обеспечиваются ветвящейся структурой прутьев, которая описывается классическим фракталом с размерностью 1 < Df < 2 в том же диапазоне импульсов от 0.07 до 2 см-1.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):888-899
888-899
REShETOChNAYa UPRUGOST' GOLUBYKh FAZ KhOLESTERIChESKIKh ZhIDKIKh KRISTALLOV
Abstract
Развиты новые теоретические подходы для изучения и количественного описания упругих свойств кубических голубых фаз холестерических жидких кристаллов. В рамках теории Ландау-де Жена на примере простейшей голубой фазы O5 с пространственной группой симметрии 1432 проведены вычисления модуля всестороннего сжатия и двух модулей сдвига в зависимости от силы хиральности и температуры ниже точки кристаллизации из изотропной жидкости. Показано, что используемые приближения жестких тензоров и свободных геликоидов дают качественно похожие результаты, но заметно отличаются количественно, поэтому необходимы дальнейшие экспериментальные исследования и численное моделирование упругости голубых фаз.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):900-909
900-909
ALFAVITNYY UKAZATEL' TOMA 166 ZA 2024 g.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):910-917
910-917
PREDMETNYY UKAZATEL' TOMA 166 ZA 2024 g.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;166(6):918-923
918-923