Open Access
Access granted
Subscription Access
Vol 167, No 2 (2025)
ATOMS, MOLECULES, OPTICS
ZAKON DISPERSII EKSITON-POLYaRITONOV PRI UChETE MNOGOFOTONNYKh PEREKhODOV
Abstract
Изучены особенности законов дисперсии экситон-поляритонов, взаимодействующих с тремя импульсами когерентного лазерного излучения с частотами, находящимися в резонансе с оптически разрешенными однофотонными переходами между уровнями1 ⇆ 2, 2 ⇆ 3 и 3 ⇆ 4, которые возбуждают экситоны, биэкситоны и триэкситоны, двухфотонными переходами возбуждения биэкситонов 1 ⇆ 3 и триэкситонов 2 ⇆ 4, а также прямым трехфотонным переходом возбуждения триэкситонов 1 ⇆ 4. Используется приближение заданной плотности фотонов двух импульсов по сравнению с плотностями экситонов, биэкситонов и триэкситонов. Показано, что закон дисперсии состоит из четырех ветвей, положение и форма которых определяется частотами Раби указанных переходов и плотностями фотонов трех импульсов. Непосредственный учет всех шести оптических переходов приводит к зависимости закона дисперсии экситон-поляритонов от квантовых параметров — разностей фаз между частотами Раби рассматриваемых переходов. Найдены значения параметров, при которых возможны пересечения ветвей закона дисперсии.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):153-171
153-171
GENERATsIYa SVERKhSIL'NYKh MAGNITNYKh POLEY INTENSIVNYM TsIRKULYaRNO POLYaRIZOVANNYM LAZERNYM IMPUL'SOM V NANOSTRUKTURIROVANNYKh MIShENYaKh
Abstract
Проведено исследование и сравнение структурированных различным образом (кластеры, нанонити, нанотрубки, наноканалы) лазерных мишеней по амплитуде, занимаемому объему и времени жизни сверхсильного магнитного поля, генерируемого циркулярно поляризованным лазерным импульсом релятивистской интенсивности. C помощью аналитических оценок и численного моделирования мишеней с различным типом структур показано, что мишень, состоящая из пучка параллельных нанонитей обладает максимальными средним значением и временем жизни магнитного поля.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):172-184
172-184
UVELIChENIE EFFEKTIVNOSTI POGLOShchENIYa ShIROKOPOLOSNOGO SUBTERAGERTsOVOGO IZLUChENIYa V REZONANSNYKh GETEROSTRUKTURAKh GRAFEN–DIELEKTRIK
Abstract
Рассматривается возможность увеличения эффективности работы детекторов субтерагерцового диапазона частот. Предлагаемый метод основан на использовании резонансных гетероструктур из монослоев графена вместо привычных слоев металла или сильнолегированного полупроводника в качестве поглотителя электромагнитной энергии и слоя диэлектрика с подобранными параметрами, что, в частности, ведет к миниатюризации детектирующего устройства, а также позволяет сформировать широкие спектральные полосы эффективного (на уровне 90% и выше) поглощения сигнала.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):185-191
185-191
PLAZMON-POLYaRITON NA GRANITsE RAZDELA ODNOOSNYY KRISTALL–METALL: ORIENTATsII KRISTALLA, DOPUSKAYuShchIE RASPROSTRANENIE VOLNY
Abstract
Теоретически проанализированы условия существования плазмон-поляритонов на границе раздела одноосного кристалла произвольной ориентации и изотропного металла. Доказано, что при не слишком большой диэлектрической проницаемости|εm| металла и достаточно низкой анизотропии кристалла для распространения этой волны нет никаких геометрических запретов. Ограничения возникают, когда значение|εm| превышает определенные пороги, которые в явном виде найдены для оптически положительных и отрицательных кристаллов. Запретные зоны для ориентаций оптической осиcограничены контурами делокализации поляритонов в кристалле. Найдено их расположение на единичной сфереc2 = 1. Граничные конусы ориентации оптических осей в положительных и отрицательных кристаллах различаются: в первом случае они окружают нормаль к сагиттальной плоскости, а во втором — нормаль к интерфейсу.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):192-204
192-204
NUCLEI, PARTICLES, FIELDS, GRAVITY AND ASTROPHYSICS
METODY I PERSPEKTIVY NABLYuDATEL'NOGO POISKA KROTOVYKh NOR V ASTROFIZIChESKIKh SISTEMAKh
Abstract
Исследуется возможность доказательства существования кротовых нор (КН) методами наблюдательной астрономии в ходе современных и будущих экспериментов путем обнаружения дополнительного возмущающего ускорения компонента астрофизической системы. Для этого протестированы два типа таких систем. Первый тип систем: сверхмассивные черные дыры (СМЧД) в центрах галактик как кандидаты в КН и ряд звезд, обращающихся по эллиптическим орбитам вокруг СМЧД. В данной работе рассматривается СМЧД в центре нашей Галактики. Второй тип систем: пары, состоящие из черной дыры (ЧД), которая выполняет роль кандидата в КН, и звезды (другой ЧД, нейтронной звезды, звезды класса О или класса B). В данной работе исследуются наблюдаемые пары из звезды (класса О и В) и ЧД, трактуемой как кандидат в КН. Моделируются пары из нейтронной звезды и КН. Для обоих типов систем показано, что в простой модели проходимой шварцшильдовской КН возмущающий объект (звезда), находящийся по другую сторону от горловины КН, способен вызывать значимое возмущающее ускорение объекта (звезды) на стороне наблюдателя. Также показано, что для систем первого типа этот эффект преобладает над основными конкурирующими эффектами: возмущением от окружающих звезд и от гало темной материи. Величина возмущающего ускорения, оцененная для реальных объектов, варьируется от 10−4 до 10−2 см/с2, что в будущем при увеличении точности наблюдений позволит выявить искомый эффект. По состоянию на 2024 г. точность определения ускорения звезды в перицентре орбиты двойной системы в астрометрическом проекте Gaia, пересчитанная как функция ошибок наблюдения параметров двойной системы (масс каждой компоненты, эксцентриситета орбиты, периода), уже сопоставима с предсказываемой моделью расчетной величиной искомого эффекта. В синтетических системах, состоящих из проходимой КН, возмущающего объекта (звезды) по ту сторону от горловины КН и нейтронной звезды на стороне наблюдателя, при специальном подборе масс и параметров орбит эффект возмущающего ускорения достигает величин порядка1.5 см/с2, что делает исследуемый эффект критически значимым для поиска КН в нашей Галактике.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):205-219
205-219
KOMMENTARIY K STAT'E S. O. ALEKSEEVA I DR. «NELOKAL'NYE GRAVITATsIONNYE TEORII I IZOBRAZhENIYa TENEY ChERNYKh DYR», ZhETF 165, 508 (2024)
Abstract
В статье C. O. Алексеева и др. [1] обсуждается возможность оценки спинов из анализа восстановления теней черных дыр, теоретически рассмотренных с использованием модели нелокальной гравитации, предложенной ранее для описания «квантовых» черных дыр. Однако по сути дела в этой работе рассмотрены круговые фотонные орбиты, а то, что соответствующие параметры движения определяют форму и размер теней, аналогично черным дырам Керра, осталось недоказанным. Недоказанным в работе [1] осталось и утверждение о том, что для экваториального наблюдателя размер тени в направлении вращения «квантовых» черных дыр остается независимым от спина.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):220-223
220-223
224-225
SOLIDS AND LIQUIDS
MAGNITOFONONNYE OSTsILLYaTsII SOPROTIVLENIYa V STRUKTURAKh S KVANTOVOY YaMOY GaAs I BAR'ERAMI IZ SVERKhREShETOK AlAs/GaAs⟨δ-Si⟩
Abstract
Исследованы магнитофононные осцилляции сопротивления (MPR), связанные с резонансным рассеянием электронов на оптических фононах при температурах 77–240 K, а также и резонансным рассеянием электронов на акустических фононах (PIRO) при температурах 10–25 K на одних и тех же образцах с квантовой ямой GaAs и барьерами из сверхрешеток AlAs/GaAs, легированных Si. При исследованиях MPR было показано, что резонансное рассеяние электронов происходит на объемных продольных оптических фононах и не зависит от размерности системы, а также и от межподзонных переходов в системах с двумя подзонами пространственного квантования. Однако величина амплитуды осцилляции с номером N=1 в двумерных структурах зависит от соотношения механизмов рассеяния, т. е. от их строения. Что касается PIRO, то в образцах с двумя подзонами пространственного квантования резонансное рассеяние электронов на продольных акустических фононах наблюдается на фоне межподзонных переходов (MISO), что вызывает их интерференцию.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):226-232
226-232
ORDER, DISORDER AND PHASE TRANSITIONS IN CONDENSED MATTER
VLIYaNIE LOKAL'NOY MAGNITNOY ANIZOTROPII NA FERROMAGNITNYY REZONANS V PERPENDIKULYaRNO NAMAGNIChENNOY PLENKE
Abstract
Рассчитано влияние 1Dи 2D-неоднородностей величины и ориентации оси одноосной магнитной анизотропии на ферромагнитный резонанс в перпендикулярно намагниченных пленках в зависимости от нормированного волнового числа неоднородностейkcd, где kc = rc−1, rc — радиус корреляций и d — толщина пленки. Исследована применимость различных приближений к описанию функции Грина для волнового спектра, обусловленного магнитодипольными и обменными спиновыми волнами. Показано, что как первое приближение теории возмущений, так и широко используемое в физике стандартное самосогласованное приближение приводят к искажениям либо формы, либо величины линии ферромагнитного резонанса и могут использоваться только при малых размерах неоднородностей. Отличие от нуля исходного затухания приводит к расширению интервала применимости этих приближений. Новое самосогласованное приближение для вершинной функции хорошо описывает все параметры функции Грина для всех рассмотренных интервалов значенийkcd. Показано, что значительное влияние магнитодипольных волн на величину и форму линии ферромагнитного резонанса проявляется при малых радиусах корреляции. В этом случае их вклад превышает вклад обменных спиновых волн. Сформулирован и проверен принцип подобия для восприимчивости ферромагнитного резонанса: восприимчивость ферромагниного резонанса одинакова, если произведенияkcd разных пленок равны друг другу.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):233-248
233-248
DVIZhENIE DOMENNYKh GRANITs V PLANARNYKh MAGNETIKAKh POD DEYSTVIEM ELEKTRIChESKOGO POLYa
Abstract
Исследованы динамические свойства 180-градусных доменных границ под влиянием неоднородного магнитоэлектрического взаимодействия в ферромагнитных пленках с планарным распределением намагниченности (например, вследствие влияния сильной легкоплоскостной анизотропии материала). Показано, что при наличии распределения такого типа и анизотропном характере магнитоэлектрического взаимодействия движение доменных границ обуславливается уже не градиентом напряженности электрического поля, как в классическом случае, а второй производной напряженности по пространственной координате. Выявлено, что поведение доменной границы в поле заряженного проводника проявляет невзаимность относительно знака его заряда: если при одном знаке доменная граница заведомо притягивается к проводнику, то при противоположном знаке заряда она может как отталкиваться от проводника, так и притягиваться к нему в зависимости от ее начального положения. Доказано, что эти различия должны быть заметны при экспериментальном наблюдении динамических процессов в системе независимо от ее геометрических пропорций.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):249-258
249-258
VYSOKOChASTOTNAYa SPINOVAYa INZhEKTsIYa
Abstract
Теоретически рассматривается спиновая инжекция из ферромагнетика в немагнитный материал, обусловленная протеканием переменного электрического тока. Показано, что в немагнитном материале возбуждаются сильно затухающие волны электронной намагниченности. Еслиωτs ≪ 1, где ω — частота, τs — время спиновой релаксации, координатная зависимость намагниченности имеет экспоненциальный характер, а еслиωτs ≫ 1, волновой вектор имеет такую зависимость от частоты, как и в случае обычного скин-эффекта, т. е. имеет место спиновый скин-эффект. Увеличение частоты ведет к снижению эффективности спиновой инжекции. При отключении высокочастотного тока намагниченность электронов внутри немагнитного материала вблизи интерфейса меняется быстрее, чем при отключении постоянного тока. Показано, что при высокой подвижности электронов (например, в GaAs) высокочастотный электрический ток может индуцировать колебания не только на частотеω, но и на кратных частотах.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):259-266
259-266
TERMOTROPNYY PEREKhOD TVERDOE TELO–ZhIDKOST' NA MEZhFAZNOY GRANITsE MASLO–VODA
Abstract
Cистематизированы данные измерений межфазного натяжения и рентгеновского рассеяния с использованием синхротронного излучения в окрестности термотропного фазового перехода твердое тело–жидкость в растворимой адсорбционной пленке триаконтановой кислоты на границе н-гексан–вода. С повышением температуры перестройка структуры пленки толщиной от 200 до 400 Å происходит в два этапа. Сперва при температуреTc резко плавится твердый монослой Гиббса (площадь на молекулу A = 18.8±0.5 Å2), а последующее уменьшение толщины пленки до величины36±3Å в один жидкий монослой (Å = 23±1 Å2) происходит в широком температурном интервале≥ 20 К. Наблюдаемая в твердой фазе монослоя избыточная электронная концентрация, по-нашему мнению, связана с присоединением ионов электролита и молекул воды к полярной группе липида. Согласно экспериментальным данным температура перехода Tc, энтальпия перехода и структура адсорбционной пленки карбоновой кислоты зависят от состава фонового электролита в водной субфазе.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):267-278
267-278
ELECTRONIC PROPERTIES OF SOLIDS
VLIYaNIE KULONOVSKOGO VZAIMODEYSTVIYa NA MEZhZONNYY FOTOGAL'VANIChESKIY EFFEKT V POLUPROVODNIKAKh
Abstract
В рамках одной модели зонной структуры нецентросимметричного полупроводника рассчитаны баллистический и сдвиговый вклады в межзонный линейный фотогальванический эффект. В расчете использован двухзонный обобщенный дираковский эффективный гамильтониан с недиагональными компонентами, содержащими слагаемые первого и второго порядков по волновому вектору. Развитая теория учитывает кулоновское взаимодействие между фотовозбужденными электроном и дыркой. Показано, что в типичных полупроводниках баллистический фототок j(bal) существенно превышает сдвиговый ток j(sh): отношение j(sh)/j(bal) имеет порядок aB/ℓ, где aB — боровский радиус, ℓ — длина свободного пробега фотоносителей, обусловленная их рассеянием по квазиимпульсу.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):279-290
279-290
STATISTICAL AND NONLINEAR PHYSICS, PHYSICS OF "SOFT" MATTER
ELEKTROTERMOKONVEKTsIYa V PEREMENNOM ELEKTRIChESKOM POLE PRI UMERENNOY AVTONOMNOY INZhEKTsII ZARYaDA V ZhIDKIY DIELEKTRIK
Abstract
Проанализированы электротермоконвективные течения вязкой несжимаемой диэлектрической жидкости, помещенной в модулированное электрическое поле плоского конденсатора. Жидкость нагревается со стороны верхнего электрода (катода), с которого происходит умеренная инжекция отрицательного заряда. На плоскости амплитуда модуляции — обратная частота построена карта режимов поведения жидкости. Продемонстрирована возможность подавления электротермоконвекции в модулированном поле. Обнаружены различные типы отклика на переменное внешнее воздействие — модулированные бегущие и стоячие волны. Получены характеристики модулированных волн.
Žurnal èksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2025;167(2):291-299
291-299