Open Access
Access granted
Subscription Access
Vol 118, No 7-8 (10) (2023)
Articles
Vozmozhnyy metod poiska mayoranovskikh neytrino na budushchikh leptonnykh kollayderakh
Abstract
Исследуется процесс ℓ+ℓ- → NW ±ℓ∓, где N - тяжелое майорановское нейтрино, а ℓ = e, µ. Для данного процесса ожидается большое сечение при высоких энергиях пучков в системе центра масс, достижимых на будущих лептон-лептонных коллайдерах. Монте-Карло моделирование исследуемого процесса было выполнено в рамках модели seesaw type-I, в которой лептонный сектор стандартной модели расширяется майорановскими нейтрино (или тяжелыми нейтральными лептонами, HNL). Возможность поиска прямого рождения HNL недавно была изучена для канала ℓ+ℓ- → Nνℓ с последующим распадом N → W ±ℓ∓. В данной работе мы исследуем альтернативный процесс ℓ+ℓ- → NW ±ℓ∓ → W ±W ± ℓ∓ ℓ∓с нарушением лептонного числа на две единицы. Аналогичные процессы возможны при столкновении частиц одного знака заряда, e-e- → NW - e- → W - W - e+ e- или µ+µ+ → NW + µ+ → W + W + µ+ µ-. Рассматриваемые сечения усиливаются за счет обмена мягкими фотонами в t-канале. В работе вычислены сечения процессов для сигнала и изучены потенциальные фоны стандартной модели, возникающие в результате столкновений e+e- пучков при энергии в системе центра масс 1 ТэВ и µ+µ- пучков приэнергиях 3 и 10 ТэВ. Вследствие диаграмм с мягкими t-канальными фотонами первичные лептоны вылетают в направлении, близком к начальному пучку частиц соответствующего знака. Эти лептоны будут потеряны в вакуумной трубе коллайдера или плохо измерены передними детекторами. Тем не менее сигнальные события могут быть отделены от фоновых благодаря оставшимся детектируемым частицам W W ℓ. Установлены ожидаемые ограничения сверху для параметров смешивания |VℓN |2 в зависимости от массы HNL.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):473-482
473-482
Vozbuzhdenie elektronnoy obolochki atoma v dvoynom β-raspade
Abstract
Исследуется вопрос о переходе в безнейтринном двойном β-распаде электронной оболочки атома в возбужденные состояния. Для моделирования энергетического спектра β-электронов, чувствительного к массе и майорановской природе нейтрино, вопрос имеет принципиальное значение. Зависимость полученных результатов от атомного номера указывает на определяющую роль механизма Фейнберга-Mигдала в возбуждении атомов. Нами найдены амплитуды перекрытия волновых функций электронных оболочек родительского атома и дочернего иона для одиннадцати атомов, двухнейтринный двойной β-распад которых наблюдался экспериментально. Только приблизительно в 1/4 случаев ожидается переход в основное состояние или в возбужденное состояние с наименьшей энергией, структура электронной оболочки которого наследуется от родительского атома. Переход дочернего иона в основное состояние в таких случаях сопровождается излучением фотонов ультафиолетового диапазона, что может служить дополнительной сигнатурой двойного β-распада. Средняя энергия возбуждения электронной оболочки оказывается в пределах 300-800 эВ, причем дисперсия принимает еще большие значения: от 1.7 кэВ в кальции до 15 кэВ в уране.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):483-490
483-490
Bjorken sum rule with analytic coupling at low Q2 values
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):491-492
491-492
Vliyanie fazy nesushchey otnositel'no ogibayushchey na generatsiyu mul'tioktavnogo superkontinuuma i predel'no korotkikh impul'sov v polykh antirezonansnykh svetovodakh
Abstract
В работе продемонстрировано влияние фазы несущей относительно огибающей на спектр суперконтинуума и характеристики предельно коротких импульсов, формируемых в результате нелинейно-оптического преобразования импульсов накачки в заполненном аргоном полом антирезонансном волноводе. Экспериментальный и теоретический анализ показывает, что в результате солитонной самокомпрессии излучения накачки с начальной центральной длиной волны около 2 мкм формируется импульс длительностью порядка одного оптического периода, спектр которого уширяется в область 400-800 нм, где наблюдается интерференция с генерируемой этим же импульсом широкополосной третьей гармоникой. Интерференционная картина оказывается чувствительной к изменению фазы несущей относительно огибающей лазерного импульса. Анализ интерференционной картины дает информацию о разности спектральных фаз солитона и третьей гармоники в спектральном диапазоне с шириной больше октавы, а также позволяет контролировать длительность формируемых в процессе солитонной самокомпрессии импульсов.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):493-501
493-501
Upravlenie uglovoy raskhodimost'yu teragertsovogo izlucheniya, generiruemogo pri odnotsvetnoy filamentatsii, s pomoshch'yu fazovykh opticheskikh elementov
Abstract
Приводятся экспериментально полученные двумерные распределения терагерцового излучения, генерация которого осуществляется одним и четырьмя филаментами, формируемыми фазовыми оптическими элементами. Продемонстрировано, что применение фазовой маски примерно в полтора раза уменьшает углы распространения терагерцового пучка, что обусловленно интерференцией терагерцового излучения от четырех источников. Применение решетки Дамманна эти углы несколько увеличивает.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):502-505
502-505
Gigantskiy planarnyy effekt Kholla v ul'trachistom monokristallicheskom obraztse selenida rtuti
Abstract
В халькогениде ртути HgSe при использовании в качестве объекта исследования ультрачистого монокристаллического образца с концентрацией электронов 5.5×1015 см-3 обнаружен гигантский планарный эффект Холла с амплитудой ≈ 50 мОм см при T = 80 К в магнитном поле 10 Тл. Приводится его осциллирующая зависимость от угла поворота образца в разных магнитных полях. Характерные признаки (период осцилляций, положение экстремумов, корреляция между амплитудой планарного холловского и планарного продольного магнитосопротивления) указывают на то, что в этом немагнитном бесщелевом полуметалле с изотропной поверхностью Ферми планарный эффект Холла индуцируется киральной аномалией. Тем самым получен весомый аргумент в пользу топологической природы электронного спектра HgSe.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):506-512
506-512
Svertochnye neyronnye seti dlya predskazaniya morfologicheskikh i nelineyno-opticheskikh svoystv tonkikh plenok kvazidvumernykh materialov
Abstract
Двумерные материалы являются перспективными кандидатами для создания планарных фотонных устройств. Основной проблемой использования таких материалов для прикладных применений является сложность создания пленок заданных геометрических параметров. Так, пленки двумерных материалов, изготовленные методами отщепления или химического осаждения, обычно распределяются случайным образом по большой площади и имеют большой разброс толщин. В данной работе мы используем сверточные нейронные сети для предсказания толщины пленки квазидвумерного материала на основе данных оптической микроскопии. В качестве тестового материала был выбран гексагональный нитрид бора, активно использующийся при создании плоских электронный и оптоэлектронных устройств. Благодаря высокому пространственному разрешению микроскопии удается добиться большой точности в предсказании толщин ровных областей образца, что позволяет проводить быструю характеризацию структур. Кроме того, на примере сигнала третьей оптической гармоники, мы показываем возможность предсказания величины нелинейно-оптического отклика пленки, что расширяет область применимости метода.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):513-518
513-518
Osobennosti skeylinga anomal'nogo effekta Kholla v nanokompozitnykh plenkakh (CoFeB)x(LiNbO3)100−x nizhe poroga perkolyatsii: proyavlenie so-tunnel'noy khollovskoy provodimosti?
Abstract
Изучен скейлинг в поведении сопротивления аномального эффекта Холла ρAHE от продольногоρ в нанокомпозитах (CoFeB)x (LiNbO3)100-x с низкой концентрацией диспергированных атомов Co и Fe (Nd ~ 4 · 1020 см-3) в аморфной матрице LiNbO3. Исследования выполнены ниже порога перколяции (xp ≈ 49 ат. %) в диапазоне x ≈ 40-48 ат. %, в котором наблюдается логарифмический закон в температурной зависимости проводимости σ ∝ ln T (x ≈ 44-48 ат. %), переходящий в закон “1/2” ln σ ∝ -(T0/T )1/2 при x ≈ 40-42 ат. %, характерный для со-туннельных процессов переноса в нанокомпозитах. Обнаружено, что в скейлинговой зависимости ρAHE/x ∝ [ρ(x)]n степень n ≈ 0.24 с точностью 5 % совпадает с n в аналогичной зависимости для НК на базе иной матрицы (CoFeB)x(Al2O3)100-x c высоким содержанием Nd ~ 1021-1022 см-3, а также с n в параметрической зависимости ρAHE ∝ [ρ(T )]n для образцов с наименьшими x ≈ 40 ат. %. Обнаруженные особенности связываются с коррелированным изменением вероятности со-туннельных переходов в совокупности из более 3-х центров под действием спин-орбитального взаимодействия. Не исключается также возможность проявления туннельного аномального эффекта Холла барьерного типа на интерфейсах гранул.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):519-525
519-525
Sravnenie shchelevoy struktury sverkhprovodyashchikh pniktidov BaFe2−xNixAs2 nedo- i peredopirovannogo sostava
Abstract
В работе проведено сравнение структуры сверхпроводящего параметра порядка передопированных BaFe1.88 Ni0.12As2 и недодопированных пниктидов BaFe1.92 Ni0.08As2 с близкими Tc ≈ 18.0-18.3 K. С помощью спектроскопии эффекта некогерентных многократных андреевских отражений напрямую определены величины двух микроскопических сверхпроводящих параметров порядка - малой сверхпроводящей щели и предположительно анизотропной большой щели, их характеристические отношения и температурные зависимости. Обсуждаются сходства и различия щелевой структуры и возможное влияние близости антиферромагнитной фазы на сверхпроводящие свойства.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):526-532
526-532
Magnitnaya spiral' v mnogosloynoy ferromagnitnoy nanochastitse i ee vrashchenie elektricheskim tokom
Abstract
Теоретически исследована динамика намагниченности, индуцированная электрическим током протекающим в многослойной наночастице. Аналитически найден диапазон параметров, в котором происходит когерентное вращение магнитной спирали, формирующейся в этой системе из-за магнитостатического взаимодействия ферромагнитных слоев. Сделанные оценки свидетельствуют о возможности экспериментального наблюдения предсказанной моды нелинейных колебаний намагниченности.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):533-537
533-537
Diffuzionnye mody dvukhzonnykh fermionov v usloviyakh dissipativnoy dinamiki, sokhranyayushchey chislo chastits
Abstract
Управляемые диссипативные системы интересны возможностью создания контролируемых нетривиальных квантово-коррелированных многочастичных состояний. Особняком стоят диссипативные модели, сохраняющие число частиц. Как известно, в квантовых системах с унитарной динамикой сохранение числа частиц и случайное рассеяние приводят к диффузионному поведению двухчастичных возбуждений (диффузонов и куперонов). Существование диффузионных мод в сохраняющей число частиц диссипативной динамике еще недостаточно изучено. В данной работе мы явно демонстрируем существование диффузонов в двухзонной модели с диссипативной динамикой, направленной на заполнение одной фермионной зоны за счет опустошения другой. Исследуемая модель является обобщением модели, предложенной в F. Tonielli, J. C. Budich, A. Altland, and S. Diehl, Phys. Rev. Lett. 124, 240404 (2020). В работе получена зависимость коэффициента диффузии от параметров модели и скорости диссипации. Существование диффузионных мод усложняет проектирование макроскопических многочастичных коррелированных состояний.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):538-545
538-545
Gravity through the prism of condensed matter physics
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):546-547
546-547
Eksperiment po vysokoeffektivnomu otkloneniyu protonnogo puchka s energiey 1 GeV izognutym kristallom na sinkhrotsiklotrone PIYaF
Abstract
В представленном эксперименте впервые наблюдалось отклонение протонного пучка с энергией 1 ГэВ изогнутым кристаллом кремния длиной 1 мм на угол (3.0 ± 0.1) мрад с эффективностью (32 ± 3) % при торцевом захвате в каналирование. Разработанный кристаллический дефлектор допускает увеличение угла отклонения пучка и может быть использован для получения малоинтенсивных пучков при промежуточных энергиях.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):551-556
551-556
Izmerenie energii 8.3-eV izomera 229Th s pomoshch'yu fotoeffekta
Abstract
Предлагается использовать фотоэффект на внутренних s-оболочках атома 229Th для уточнения энергии его 8.3-эВ изомера. Расчет выполнен по теории встряски Фейнберга-Мигдала, которая приводит к вероятности образования изомера вплоть до 0.5 × 10-3 на K-оболочке. В результате в спектре фотоэлектронов предсказываются две линии, измерение расстояния между которыми покажет энергию изомера. Обсуждаются и другие пути применения метода для изучения свойств изомера: через встряску при формировании радиоактивных пучков на накопительных кольцах и др. Более того, регистрация эффекта в эксперименте позволит уточнить его парциальное время жизни.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):557-561
557-561
GRB 221009A, ego predshestvennik i dva poslesvecheniya v dannykh Fermi
Abstract
Мы исследуем GRB 221009A, самый яркий гамма-всплеск в истории наблюдений, с использованием данных Ферми. Чтобы откалибровать данные для больших углов наклона, мы используем гамма-источник Vela X. Кривые блеска в различных спектральных диапазонах демонстрируют 300-секундное перекрытие послесвечения и запоздавших мягких эпизодов прямой стадии всплеска. Мы показываем, что относительно слабый предшественник (прекурсор) вспышки, происходящий за 3 мин до основного эпизода, имеет свое собственное послесвечение, т.е. предположительно, свой собственный внешний шок. Это первое наблюдение такого явления, которое исключает некоторые теоретические модели прекурсоров гамма-всплесков. Основное послесвечение является самым ярким и включает фотон с энергией 400 ГэВ через 9 ч после всплеска, мы показываем, что эмиссия прослеживается в данных LAT в течение двух суток.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):562-569
562-569
Evolyutsiya lyuminestsentnykh svoystv odinochnykh nanokristallov perovskita CsPbBr3 v protsesse fotodegradatsii
Abstract
Представлены результаты экспериментального исследования эволюции процесса мерцания люминесценции одиночных нанокристаллов перовскита CsPbBr3 с характерным размером ~ 25 нм в процессе фотодеградации. Продемонстрировано, что вместе со смещением пика люминесценции в коротковолновую область и уменьшением средней интенсивности люминесценции возрастает роль безызлучательных Оже-процессов, лежащих в основе зарядового механизма мерцания. Использован метод определения механизма мерцания, основанный на анализе антигруппировки фотонов g2(0), а также скоростей экситонной и биэкситонной рекомбинации. Полученные данные позволили выявить переход от ловушечного механизма мерцания к зарядовому при изменении размеров одиночного нанокристалла CsPbBr3 .
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):570-577
570-577
Eksperimental'noe issledovanie szhimaemosti plazmy geliya pri davlenii do 20 TPa
Abstract
В лабораторном эксперименте с использованием сферического двухкаскадного экспериментального устройства неидеальная плазма гелия сжата до плотности ρ ≈ 14 г/см3 давлением P ≈ 20 ТПа (200 Мбар). Приведена конструкция сферического экспериментального устройства, выполнены оценки термодинамических параметров плазмы гелия, достигаемые в разработанном устройстве. Данные о динамике движения наружных и внутренних каскадов экспериментального устройства, использованные при выборе методики расчетов, получены в предварительном эксперименте с полусферическим макетом. Эксперимент выполнен на рентгенографическом комплексе ВНИИЭФ, состоящем из бетатронов БИМ 234.3000 с граничной энергией 60 МэВ, используемых в мультиимпульсном режиме генерации тормозного излучения с многоканальной оптико-электронной системой регистрации рентгеновских изображений. Дополнительно с бетатронами для регистрации сжатой полости оболочки использован линейный сильноточный ускоритель ЛИУ-Р-Т и пакетный регистратор изображения, состоящий из фотохромных ADC-экранов.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):578-583
578-583
Prostranstvenno neodnorodnoe sverkhbystroe razmagnichivanie nikelevogo magnitoplazmonnogo kristalla
Abstract
В эксперименте по субпикосекундному лазерному размагничиванию одномерного полностью никелевого магнитоплазмонного кристалла наблюдается уменьшение величины сверхбыстрого магнитооптического эффекта Керра на 50 % при плотности энергии размагничивающего фемтосекундного импульса, сравнимой с величиной, необходимой для достижения аналогичных значений в тонких пленках. Расчеты показывают, что такое уменьшение не соответствует снижению намагниченности всей поверхности на 50 %, а является результатом появления размагниченных и не размагниченных участков поверхности.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):584-589
584-589
Vliyanie kontsentratsii Gd na sverkhprovodyashchie svoystva v VTSP lentakh 2-go pokoleniya
Abstract
В данной работе представлены систематические исследования высокотемпературных сверхпроводящих лент 2-го поколения с избытком по Gd относительно стехиометрического состава пленок GdBa2Cu3O7. Выявлено, что при росте пленки образуются нитевидные дефекты в виде несверхпроводящей фазы Gd2CuO4, расположенные вдоль плоскости ab. Эти включения приводят к изменению механизма пиннинга вихревой структуры, благодаря чему отчетливо наблюдается пик критического тока при +15 % Gd.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):590-595
590-595
Generatsiya kvantovykh vikhrey volnami na poverkhnosti sverkhtekuchego geliya
Abstract
Наблюдалось формирование квантовых вихрей двумя взаимно перпендикулярными волнами, возбужденными на поверхности сверхтекучего гелия. В экспериментах исследовали взаимодействие инжектированных под поверхность He-II отрицательных зарядов с вихревым течением жидкости, формируемым поверхностными волнами частотой от 20 до 49.9 Гц в интервале температур от 1.5 до 2.17 K. О взаимодействии зарядов с вихревыми течениями судили по распределению токов, регистрируемых вертикально ориентированными сегментами приемного коллектора. При температуре T = 1.5 К наблюдается эффективный захват инжектированных зарядов квантовыми вихрями, что приводит к существенному перераспределению токов между сегментами приемного коллектора. При температурах около T = 1.7 К заряды уходят из ловушек на квантовых вихрях. При дальнейшем повышении температуры инжектированные заряды рассеиваются на вихревых течениях нормальной компоненты, создаваемых поверхностными волнами.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):596-601
596-601
Termoindutsirovannoe pereklyuchenie namagnichennosti submikronnykh Ni chastits, sformirovannykh na monokristallicheskom triborate litiya
Abstract
В работе изучалось влияние термоиндуцированного магнитоупругого эффекта на поле переключения намагниченности субмикронных Ni частиц. Для этого частицы размерами 0.9 × 0.3 × 0.03 мкм были сформированы на поверхности подложки, изготовленной из монокристаллического трибората лития(LiB3O5). Было экспериментально показано, что за счет данной подложки можно существенно (более чем в полтора раза) снизить значение поля переключения частиц при изменении температуры образца с 30 до 45 ◦C. Наблюдаемое снижение поля переключения связано с наводимой в частицах магнитоупругой анизотропией за счет разности в термических коэффициентах расширения подложки по разным кристаллическим осям.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):602-608
602-608
Strukturnye i diffuzionnye svoystva degidratirovannogo dvoynogo sloistogo gidroksida alyuminiya i litiya na osnove metoda molekulyarnoy dinamiki
Abstract
Построена атомистическая модель дегидратированного хлорсодержащего двойного слоистого гидроксида алюминия и лития Li · Al2(OH)6Cl, ДГАЛ-Cl, перспективного вещества для сорбции лития из бедных рассолов. Найдены эффективные заряды атомов системы методом DDEC6 (Density DerivedElectrostatic and Chemical approach). Проведен молекулярно-динамический анализ ДГАЛ-Cl на основе построенной модели. Рассчитаны структурные характеристики трех пар атомов в металлических слоях ДГАЛ-Cl и распределение плотности вероятности атомов в направлении перпендикулярном к этимслоям. Получена температурная зависимость коэффициента диффузии атомов лития в пространстве между металлическими слоями в диапазоне 325-450 К.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):609-614
609-614
Vzaimodeystvie magnonnykh Boze kondensatov v plenkakh zhelezo-ittrievogo granata cherez akusticheskuyu svyaz'
Abstract
Экспериментально исследовано возбуждение магнонного Бозэ конденсата в пленке железо-иттриевого граната через акустическую связь с конденсатом во втором образце. Показана нелинейная природа этого возбуждения. Предположено образование фононного Бозе конденсата в подложке. Данный эксперимент открывает возможности для создания кубитов на основе Бозэ конденсатов, которые взаимодействуют акустически.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):615-619
615-619
Kommentariy k stat'e “K voprosu ob elektricheskoy ploshchadi elektromagnitnogo impul'sa” (Pis'ma v ZhETF 118(4), 291 (2023))
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2023;118(7-8 (10)):620-621
620-621