Open Access
Access granted
Subscription Access
Vol 120, No 5-6 (2024)
Articles
K voprosu o plazmenno-pylevykh protsessakh v fizike komet
Abstract
Рассмотрены плазменно-пылевые процессы в физике комет. На основе физико-математической модели для самосогласованного описания концентраций фотоэлектронов и пылевых частиц над поверхностью освещенной части ядра кометы определены функции распределения фотоэлектронов, высотные зависимости зарядов и размеров пылевых частиц, а также электрических полей. Показано, что плазменнопылевые процессы имеют существенные проявления в ситуациях, когда комета находится достаточно далеко от Солнца. Для кометы, характеризуемой параметрами ядра, близкими к параметрам ядра кометы Галлея, пылевая плазма в окрестности ядра кометы формируется за счет электростатических взаимодействий, т.е. аналогично формированию пылевой плазмы вблизи других безатмосферных тел (таких, например, как Луна, спутники Марса, астероиды), если расстояние от кометы до Солнца не меньше ∼ (2.5−3.5) а.е. Если же комета находится на более близких расстояниях от Солнца, то динамику пылевых частиц определяет газовый поток от ядра кометы.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):317-325
317-325
Sluchaynaya lazernaya generatsiya v usloviyakh dissipativnogo tunnelirovaniya v setevom kvantovom materiale
Abstract
В работе выявлен новый механизм генерации случайного лазера, выполненного на основе случайной фотонной сети с диссипативным туннелированием фотонов между микрорезонаторами, помещенными в узлы такой сети и содержащими идентичные квантовые двухуровневые системы. Показано, что дополнительный источник фотонных потерь при туннелировании способствует выделению отдельных мод случайного лазера и достижению ими порога генерации даже при исчезающе малой инверсии населенностей. Усиление мод лазера в данном случае имеет интерференционную природу и связано с перераспределением энергии между узлами фотонной сети, соответствующими разным знакам отстройки частоты стационарных колебаний мод случайного лазера от частоты перехода двухуровневых систем. Показано, что для области нулевой этой отстройки присутствует традиционный механизм лазерной генерации, который демонстрирует особенности спектра одиночных микрорезонаторов, т.е. практически не зависит от топологических свойств сети и параметра туннелирования.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):326-332
326-332
Indutsirovannoe fononami ushirenie spektral'noy linii v primesnom stekle v ramkakh modeli rezonansnykh kolebatel'nykh mod: tetra-tret-butilterrilen v poliizobutilene
Abstract
Ранее мы показали [PRB 110, 045430 (2024)], что уширение бесфононных линий одиночных молекул тетра-трет-бутилтеррилена, внедренных в матрицу аморфного полиизобутилена, является результатом взаимодействия с резонансными колебательными модами, которые возникают в результате влияния примеси на нормальные моды матрицы. Однако оставался вопрос, способен ли данный подход успешно описать многочисленные экспериментальные данные по спектроскопии одиночных молекул и фотонного эха, полученные ранее для той же системы примесь/матрица. В настоящей работе мы демонстрируем высокую предсказательную силу модели резонансных мод, рассматриваемой в рамках общей теории электрон-фононного взаимодействия, а также демонстрируем хорошее согласие со всеми экспериментальными данными. Проанализировав данные по спектроскопии одиночных молекул, мы обнаружили неожиданно большую дисперсию силовых констант для примесных молекул. Чтобы объяснить данный эффект, мы предлагаем простую микроскопическую модель, предполагающую флуктуации расстояния между примесной молекулой и ее ближайшим окружением.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):333-339
333-339
Gibridnoe fotovozbuzhdenie sverkhchistogo almaza femtosekundnymi lazernymi impul'sami srednego IK-diapazona
Abstract
Прямое межзонное и внутрищелевое фотовозбуждение фемтосекундными лазерными импульсами среднего ИК-диапазона (длина волны λ = 4.0, 4.7 мкм) исследовано в сверхчистом химическиосажденном алмазе, используя характеристическую УФ фотолюминесценцию свободных экситонов и А-полосы электронов, захваченных внутри диэлектрической щели на глубоких донорно-акцепторных или дислокационных ловушках. При низких интенсивностях лазерного излучения (I < 10 ТВт/см2) экситонная фотолюминесценция демонстрирует нелинейную зависимость от Iλ2 с показателями степени N ≈ 17 (4.0 мкм) и 14 (4.7 мкм), недостаточными для прямого межзонного перехода через прямую щель (≥ 6.5 эВ) на величину ≈ 1.2 и 2.8 эВ соответственно. Аналогично, показатель степени N ≈ 9 (4.7 мкм) для внутрищелевого (≈ 3.5 эВ) фотовозбуждения люминесценции А-полосы указывает на недостаток ≈1 эВ. В данном режиме, при промежуточной величине параметра Келдыша γ ∼ 1, зависящей от величины Iλ2, такое незавершенное многофотонное возбуждение предполагает гибридный межзонный переход “многофотонное возбуждение + туннелирование”, предсказываемый теорией Келдыша, но никогда однозначно экспериментально не наблюдавшийся. При высоких интенсивностях лазерного излучения (I > 10 ТВт/см2) интенсивность фотолюминесценции экситонов и А-полосы показывает (суб)линейный характер зависимостей, по-видимому, отражающий формирование более сильно поглощающей электрон-дырочной плазмы. Наблюдаемые эффекты проливают свет на гибридный характер фотовозбуждения в сильных полях при промежуточных величинах γ и открывают возможности для управления нелинейно-оптическими свойствами полупроводников и диэлектриков с помощью внутрищелевых примесно-дефектных состояний.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):340-345
340-345
Samozakhvat lazernogo sveta dlya ul'trarelyativistskikh intensivnostey
Abstract
Отсутствие теории, способной обосновать условие согласования лазерно-плазменных параметров для реализации режима релятивистского самозахвата лазерного света в плазме, наиболее эффективного для ускорения электронов, до сих пор не позволяет снять сомнения в необходимости соответствующих широкомасштабных экспериментальных исследований, особенно имея в виду необоснованность или незавершенность предшествующих теорий. Представленный теоретико-аналитический подход, учитывающий релятивистскую нелинейность массы электрона и электронную кавитацию в плазме, преодолевает эту проблему и дает аналитическое обоснование условия такого согласования для ультрарелятивистских лазерных пучков на количественном уровне, которое согласуется с многомерным численным моделированием.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):346-353
346-353
Odnoelektronnyy spektr korotkoperiodnoy InAs/GaSb sverkhreshetki s interfeysnoy kompensatsiey napryazheniy
Abstract
Впервые для диапазона температур 77-300 К экспериментально восстановлена частотная зависимость комплексного показателя преломления InAs/GaSb сверхрешетки, край фундаментального поглощения которой расположен в дальнем инфракрасном диапазоне, а пластическая релаксация подавлена интерфейсной компенсацией напряжений. Обсуждается энергетическая структура минизон сверхрешетки и ее перестройка с температурой.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):354-358
354-358
Vklad ostsillyatsiy urovnya Fermi v shubnikovskie i magnito-mezhpodzonnye ostsillyatsii v odinochnykh kvantovykh yamakh HgTe
Abstract
Экспериментально исследованы осцилляции Шубникова-де Гааза и магнито-межподзонные осцилляции магнитосопротивления структур с одиночными квантовыми ямами HgTe шириной 10-18 нм. Спектр зоны проводимости в этих структурах расщеплен спин-орбитальным взаимодействием. Это приводит к биениям осцилляций Шубникова-де Гааза и появлению низкочастотных магнито-межподзонных осцилляций. Необычным является взаимное положение пучностей осцилляций Шубникова-де Гааза и максимумов магнито-межподзонных осцилляций в малых магнитных полях оно прямо противоположно предсказаниям теории. Измерения в больших магнитных полях, в которых относительная амплитуда осцилляций Шубникова-де Гааза становиться больше 0.2-0.3, показывают смену взаимного положения пучностей осцилляций Шубникова-де Гааза и максимумов низкочастотных осцилляций. Численные расчеты и дополнительные измерения при различных температурах показывают, что наблюдаемые эффекты обусловлены осцилляциями уровня Ферми в магнитном поле.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):359-366
359-366
Lokal'naya diagnostika spinovykh defektov v obluchennykh SiC-diodakh Shottki
Abstract
Впервые зарегистрированы спектры антипересечения спиновых подуровней и идентифицированы центры окраски со спином S = 3/2 в коммерчески доступных диодах Шоттки на основе 4H-SiC, подвергнутых облучению электронами с энергией 0.9 МэВ или протонами с энергией 15 МэВ. Показано влияние дозы облучения на процесс дефектообразования. Продемонстрировано, что повышение температуры, при которой проводилось облучение протонами, играет роль краткосрочного отжига, приводящего к уменьшению концентрации точечных дефектов.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):367-373
367-373
Crossover from relativistic to non-relativistic net magnetization for MnTe altermagnet candidate
Abstract
We experimentally study magnetization reversal curves for MnTe single crystals, which is the altermagnetic candidate. Above 85 K temperature, we confirm the antiferromagnetic behavior of magnetization M, which is known for α-MnTe. Below 85 K, we observe anomalous low-field magnetization behavior, which is accompanied by the sophisticated M(α) angle dependence with beating pattern as the interplay between M(α) maxima and minima: in low fields, M(α) shows ferromagnetic-like 180° periodicity, while at high magnetic fields, the periodicity is changed to the 90° one. This angle dependence is the most striking result of our experiment, while it can not be expected for standard magnetic systems. In contrast, in altermagnets, symmetry allows ferromagnetic behavior only due to the spin-orbit coupling. Thus, we claim that our experiment shows the effect of weak spin-orbit coupling in MnTe, with crossover from relativistic to non-relativistic net magnetization, and, therefore, we experimentally confirm altermagnetism in MnTe.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):374-376
374-376
Novye vozmozhnosti dlya analiza deformatsiy koleblyushchikhsya kristallov s pomoshch'yu rentgenovskoy vizualizatsii krivoy kachaniya
Abstract
В работе предложен новый подход к проведению исследований динамики деформаций структуры кристаллов в условиях внешних воздействий, основанный на методе рентгеновской визуализации кривой качания. С помощью данного подхода были проведены исследования пространственного распределения, типа и величины деформаций кристаллической структуры перспективного для промышленного применения кристалла лангасита в условиях динамической ультразвуковой нагрузки (возбуждения стоячей ультразвуковой волны).
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):377-381
377-381
Izmerenie secheniya deleniya yader 237Np neytronami s energiyami 0.3–500 MeV
Abstract
В настоящей работе представлены результаты измерений сечения деления ядер 237Np нейтронами с энергиями 0.3–500 МэВ, выполненных на времяпролетном спектрометре нейтронного комплекса ГНЕЙС в НИЦ “Курчатовский институт” – ПИЯФ. Сечение деления 237Np(n,f) измерялось относительно сечения деления 235U(n, f), осколки деления регистрировались при помощи позиционно-чувствительных многопроволочных пропорциональных счетчиков низкого давления. Проведено сравнение полученных данных с результатами выполненных ранее экспериментальных работ, а также оценок из различных библиотек оцененных данных.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):385-392
385-392
Nablyudenie polyarizatsii Λ-giperonov, obrazovannykh pri vzaimodeystvii K−-mezonov s yadrami
Abstract
Получены первые результаты по поляризации инклюзивно рожденных Λ-гиперонов на K−-и π−−пучках с импульсом 26.5 ГэВ/c в измерениях на установке СПАСЧАРМ на ускорительном комплексе У-70 в Протвино. Измерения выполнены на ядерных мишенях, в сеансах 2021 и 2022 гг. Поляризация Λ-гиперонов на π−-пучке не превышает нескольких процентов в большей части исследованной кинематической области. Для данных на пучке K−-мезонов наблюдается заметная положительная поляризация в области больших значений фейнмановской переменной xF и поперечного импульса pT, впервые измеренная на ядрах.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):393-399
393-399
Pole tyagoteniya sploshnoy samogravitiruyushchey sredy i “temnaya materiya”
Abstract
В работе предлагается способ описания эффекта скрытой массы или “темной материи”. Подход основан на новом общем решении уравнения Пуассона для напряженности поля тяготения в самогравитирующей сплошной среде. Это решение является следствием теории пространства и материи, альтернативной Общей теории относительности. Выведены условия, позволяющие установить, в каких случаях полученное решение описывает классическое поле тяготения ньютоновской теории, а в каких приводит к появлению эффекта скрытой массы. Полученное представление для напряженности гравитационного поля анализируется в рамках модели динамического равновесия дисковых галактик, на основе чего обсуждается вопрос возможности описания наблюдаемых свойств эффекта скрытой массы в рамках такого подхода.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):400-408
400-408
Otsenka sostava kosmicheskikh luchey sverkhvysokikh energiy metodom myuonnoy korrelyatsii po dannym Yakutskoy ustanovki ShAL
Abstract
В этой статье предложен к рассмотрению новый метод оценки массового состава космических лучей в отдельно взятых событиях с энергией выше 1.25 × 1019 эВ. Этот метод основан на совместном анализе экспериментально измеренных и вычисленных по модели QGSjet-II.04 данных мюонов с пороговой энергией Eµ = 1.0 × cos θ ГэВ в ливнях с зенитными углами меньше 60 градусов. Были использованы данные наземных и подземных сцинтилляционных детекторов Якутской установки ШАЛ. Обнаружены отдельные группы ядер и других первичных частиц.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):409-416
409-416
Interferentsionnye rezonansy fotona i nelineynosti v angarmonicheskom ostsillyatore
Abstract
Резонансные взаимодействия когерентного поля с ангармоническим осциллятором классифицированы на основе установленной аналогии с многофотонными взаимодействиями света с атомами. Показано, что интерференционные взаимодействия, при которых поглощение одного кванта когерентного поля вызывает многоквантовый переход в ангармоническом осцилляторе, есть суперпозиция резонансов типа “каскад” и типа “лямбда-V”, которым дано общее описание. Для нелинейности третьего и четвертого порядков общие формулы применены к резонансному процессу с поглощением одного фотона и двухкратным возбуждением осциллятора. Предсказаны и описаны резонансные процессы генерации второй гармоники и “выпрямления” излучения, экспериментальное изучение которых позволит судить о параметрах ангармонизма рассмотренной модели.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):417-423
417-423
O fleksoelektrichestve v mnogodomennom segnetoelektrike
Abstract
Рассмотрено флексоэлектричество в макроскопически неполяризованном многодоменном сегнетоэлектрике. Показано, что флексоэлектрические модули модифицируются за счет пьезоэффекта в отдельных доменах. Построена теория возмущений, согласно которой эффект возникает в третьем порядке. Оценка эффекта для титаната свинца в изотропном приближении показала, что поправки к флексоэлектрическим модулям f1111 и f1122 сравнимы по величине с их исходными значениями и зависят лишь от исходной величины f1212 . Поправка же к f1212 мала, что позволяет использовать теорию возмущений.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):424-429
424-429
Obobshchennaya teorema Blokha i topologiya zonnoy struktury
Abstract
В рамках однои двумерных моделей сильной связи обсуждаются дисперсионные зависимости в металле с геликоидальным соизмеримым магнитным порядком. Обобщенная теорема Блоха для трансляций с поворотом спиновой системы вместе с периодическими граничными условиями Борна-Кармана формирует многолистные дисперсионные кривые (поверхности). Доказано, что возникающая зонная структура является топологически нетривиальной, что может приводить к спиновой текстуре поверхности Ферми и быть причиной транспортных аномалий.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):430-435
430-435
Magnonnyy sverkhtok i sbros fazy v plenke zhelezo-ittrievogo granata
Abstract
Ровно 40 лет назад была открыта спиновая сверхтекучесть и Бозе-Эйнштейновская конденсация магнонов в сверхтекучем антиферромагнитном 3Не-В. В данной статье мы демонстрируем спиновую сверхтекучесть и сброс фазы в пленке железо – иттриевого граната при комнатной температуре. Это наблюдение сделано при помощи оптического эффекта Фарадея. Исследовано пространственное распределение фазы и амплитуды спиновой прецессии в условиях магнонного Бозе-Эйнштейновского конденсата при изменении разности фаз накачки между двумя полосковыми линиями, возбуждающими магноны.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):436-443
436-443
Transport elektronov v fotokatodakh kak otklik na indutsiruyushchiy fotoeffekt lazernyy impul's
Abstract
В работе развита аналитическая модель для описания транспорта электронов в полупроводниковых фотокатодах под внешними воздействиями в сверхвысокочастотных фотопушках. Рассмотренная модель, рамки которой обозначены, позволяет получить аналитическое выражение для профиля фототока, что потенциально приводит к более корректному моделированию режима работы сверхвысокочастотных фотопушек в качестве генераторов сверхкоротких (пикои субпикосекундных) электронных сгустков. Отдельно рассматривается и обсуждается зависимость фронтов фототока от модельных параметров. Намечены основные направления развития модели.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):444-450
444-450
Sverkhdolgozhivushchie neytral'nye vozbuzhdeniya laflinovskoy zhidkosti 1/3
Abstract
Исследована долговременная динамика релаксации нейтральных возбуждений со спином 1 в лафлиновской жидкости при факторе заполнения электронов 1/3. Обнаружено, что существуют два типа возбуждений с одинаковыми энергиями, времена релаксации которых в основное состояние отличаются по крайней мере на два порядка величины. Высказаны предположения о природе этих возбуждений.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):451-456
451-456
Optically controlled fine-tuning phase shift cell based on thin-film Ge2Sb2Te5 for light beam phase modulation
Abstract
Presented the experimental study of free-space optical control of the optical beam phase shift caused by the formation of a layered structure in an elementary controllable cell made of phase-change material Ge2Sb2Te5 sub jected to the controlling effect of pulsed laser radiation. The phase change of the signal optical beam passing through the controlled cell from phase-change material relative to the control beam in the Jamin interferometer is demonstrated.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):457-458
457-458
Issledovanie prostranstvennogo raspredeleniya izlucheniya plazmy Kh-pinchey s pomoshch'yu kodiruyushchey apertury novogo tipa
Abstract
Для исследования пространственного распределения интенсивности источника рентгеновского излучения электроразрядной плазмы была применена кодирующая апертура нового типа, представляющая собой структуру пересекающихся взаимно-перпендикулярных прозрачных и непрозрачных полос, ширины которых подобраны с использованием генератора случайных чисел. Излучение, прошедшее сквозь кодирующую апертуру, давало сложную картину кодированного изображения, которая регистрировалась на флуоресцентную запоминающую пластину Fuji TR без защитного покрытия. Для восстановления из этой картины пространственного распределения интенсивности излучения плазмы была применена математическая процедура, основанная на итерационном методе решения некорректно поставленной задачи интегрального уравнения Фредгольма 1-го рода. Было показано, что использование кодирующей апертуры не только многократно увеличивает светосилу системы регистрации по сравнению с камерой-обскурой, но и позволяет получить пространственное разрешение по плазме разряда не хуже, чем разрешение камеры-обскуры. Продемонстрирована применимость разработанного итерационного метода как для источников, близких к точечным, так и для протяженных излучающих объектов.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):459-464
459-464
Spektr neuprugikh stolknoveniy medlennykh protonov v oblasti molekulyarnykh vozbuzhdeniy vody
Abstract
Спектр неупругих столкновений медленных протонов в области молекулярных возбуждений воды построен на основе комплексного показателя преломления воды, определяемого из оптических измерений в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах. В области атомных частот (энергий) спектр неупругих столкновений определялся по интегральному сечению поглощения рентгеновского и гамма излучений. Полученные спектры позволят расширить интервал применимости модели фотоионизации, что представляет интерес для улучшения дозиметрического планирования облучения пациентов при протонной (ионной) терапии.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):465-469
465-469
Subteragertsovyy otklik planarnykh fosfolipidnykh membran v neuprugom rasseyanii sveta
Abstract
Методом низкочастотного комбинационного рассеяния света исследованы гидратированные планарные образцы фосфолипидных бислоев при комнатной температуре. Показано, что в субтерагерцовом диапазоне проявляется релаксационный отклик, спектральная форма которого соответствует широкому распределению времени релаксации в пикосекундном диапазоне. Спектральная восприимчивость релаксационного отклика описывается степенной функцией с показателем степени 0.25, одинакова для гелевой и флюидной фаз фосфолипидных бислоев, и не зависит от степени насыщенности углеводородных хвостов различных фосфолипидов. Субтерагерцовый релаксационный отклик может рассматриваться как элементарный акт релаксации, предшествующий более медленным релаксационным движениям, таким как латеральная диффузия, изменения толщины или кривизны фосфолипидного бислоя.
Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki. 2024;120(5-6):470-474
470-474