Том 117, № 5-6 (3) (2023)

После фиксации максимальной абелевой калибровки в решеточной SU (3) глюодинамике мы раскладываем неабелево калибровочное поле на абелево поле, созданное абелевыми монополями, и модифицированное неабелево поле с удаленными монополями. Затем мы вычисляем соответствующие статические потенциалы в фундаментальном представлении и показываем, что сумма этих потенциалов аппроксимирует неабелевый статический потенциал с хорошей точностью на всех рассматриваемых расстояниях. Проводится сравнение с другими способами разложения.

Исследованы особенности нелинейного распространения высокоинтенсивных импульсов коротковолнового инфракрасного диапазона в протяженных одномерных массивах волноводов с различными пространственными периодами, сформированных в плавленом кварце методом лазерной записи. Экспериментально зарегистрирована более чем десятикратная самокомпрессия фемтосекундных импульсов до длительности в несколько периодов светового поля.

Произведен расчет распределения электронов по уровням Ландау в режиме квантового эффекта Холла при сильном кулоновском взаимодействии. Для этого разработана модифицированная схема точной диагонализации со значительно сокращенным базисом многочастичных конфигураций, позволяющая адекватный учет смешивания состояний на нескольких уровнях Ландау. Изучено поведение функции распределения электронов по уровням Ландау в зависимости от фактора заполнения и параметра Вигнера-Зейтса rs. Показано, что при фиксированной электронной концентрации квантование Ландау существенно подавляет размытие функции распределения электронов относительно случая с нулевым магнитным полем. Так при rs < 1 и малых факторах заполнения квазичастичный вклад в величину скачка Мигдала (1 - Z) зависит окололинейно от ν и квадратично от rs, одновременно при уменьшении ν хвосты функции распределения удлиняются. Механизм перестройки функции распределения в режиме квантового эффекта Холла описан в терминах рождения магнитоплазменных флуктуаций в структуре основного состояния системы.

В данной работе был изучен процесс совместной интеркаляции атомов кобальта и железа под буферный слой графена, синтезированный на монокристалле карбида кремния SiC(0001). Интеркаляция проводилась посредством поочередного напыления ультратонких пленок металлов Fe и Co на нагретую до 450 ◦С подложку c последующим прогревом до 600 ◦С в течение 15 мин. Показано, что при данных условиях атомы кобальта и железа интеркалируются под графен, формируя соединения с кремнием и друг с другом. С помощью сверхпроводящего квантового интерферометра было показано наличие магнитного порядка в системе вплоть до комнатной температуры. Основываясь на форме и величине петельгистерезиса, был проведен анализ возможных стехиометрий формируемых сплавов. Кроме того, было выявлено, что при экспозиции системы на атмосфере, Fe и Co оказываются не окисленными. Таким образом, графен также выполняет защитную фунцию для сформированной системы. Результаты данной работы вносят вклад в исследования графена при контакте с магнитными металлами и способствуют его использованию в устройствах спинтроники и наноэлектроники.

Для многослойной биоткани, моделирующей голову человека, рассчитана интенсивность обратного рассеяния лазерного излучения ближнего инфракрасного диапазона, как функция расстояния между источником и приемником излучения, расположенными на голове. Итерационное решение уравнения Бете-Солпитера представлено в виде ряда по кратностям рассеяния. Предложена модификация известной процедуры MCML (Monte Carlo Multi-Layered), приводящая к ускорению расчетов. Показано, что полученные зависимости интенсивности обратного рассеяния существенно меняются при изменении оптических свойств слоев биоткани, в первую очередь при попадании крови в слой спинномозговой жидкости. Это может быть использовано при развитии оптических методов диагностики травматических повреждений биотканей.

Квантовомеханические расчеты нелинейного отклика одномерной квантовой системы, воспроизводящей энергетическую структуру ксенона, на ультрафиолетовый фемтосекундный импульс с интенсивностью 1-100 ТВт/см2 показали дисперсию коэффициента кубической нелинейности в диапазоне 266- 400 нм и его зависимость от интенсивности, исключающую описание отклика связанных электронов в виде χ(3)E3. Вычисление поляризации на базе одномерной квантовой модели может быть использовано при моделировании распространения ультрафиолетового фемтосекундного излучения в газе.

Построена теория оптических мод в эллиптическом микрорезонаторе при помощи функций Матье в эллиптических координатах. Ключевым отличием от цилиндрического случая является расщепление двукратно вырожденных мод. Проведен численный расчет расщепленных оптических мод и определена их симметрия. Предложен метод подбора параметров резонатора для выделенной длины волны. Энергия оптических мод в резонаторе с металлическими стенками и в диэлектрическом резонаторе не отличается больше чем на ~ 20 %. Дисперсионные зависимости оптических мод показывают возможность вырождения мод различной симметрии, что позволяет провести спектральную и поляризационную фильтрацию излучения источников одиночных фотонов и создать источники многократно запутанных состояний.

Рассмотрены процессы многократной ионизации электронами ионов, находящихся в плазме, и ионов в пучке, проходящего сквозь плазму. На основе экспериментальных данных и теоретических расчетов сечений n-электронной ионизации σn исследован вклад скоростей многоэлектронной ионизации (vσn(v)) в полную скорость ионизации как функции электронной температуры плазмы T . Показано,что в случае прохождения ионных пучков сквозь плазму, суммарный вклад скоростей многоэлектронной ионизации в полную скорость определяется соотношением между скоростью ионного пучка vP и термальной скоростью электронов в плазме vth. Численные расчеты скоростей многоэлектронной ионизации+(vσn(v)) выполнены для ионов W при температурах плазмы T = 1 эВ-10 кэВ и скоростях ионногопучка vP = 0-20 а.е., где атомная единица скорости 1 а.е. = 2.2 · 108 см/с.

Методом химического осаждения из газовой фазы в разряде постоянного тока были получены пленки углеродных наностенок разной толщины. Впервые проведено измерение теплопроводности полученных структур с использованием метода третьей гармоники (3-омега) в диапазоне температур от 280 до 310 К. Показана зависимость теплопроводности стенок от их толщины. При толщине пленки 1 мкм значение теплопроводности углеродных наностенок составляет 6.9 Вт м-1 К-1. Полученные результаты необходимы для конструирования электрооптических приборов на основе углеродных наностенок.

В рамках неортогональной модели сильной связи исследован процесс радиационного формирования межслоевых перемычек в двухслойном графене. Показано, что большинство (~ 85 %) образовавшихся перемычек обладают низкой термической устойчивостью, не допускающей возможности их применения в элементах графеновой электроники, работающих при комнатной температуре. Обнаружены три типа устойчивых перемычек, энергии активации их отжига составили 1.50, 1.52 и 2.44 эВ. Оценки по формуле Аррениуса показали, что эти типы перемычек имеют макроскопические времена жизни при комнатной температуре. Установлено, что процесс радиационного образования перемычек в двухслойном графене имеет существенные отличия от аналогичного процесса в графите.

Технология квантовой криптографии позволяет распределять ключи на отдельных сегментах сети в конфигурации точка-точка, далее ключи на отдельных сегментах используются для защиты трафика между любыми узлами сети, напрямую не связанных квантовым каналом. В этой связи возникает вопрос о согласовании (продвижении) ключей по отдельным сегментам сети. В работе рассматривается вопрос о переносе независимого ключа через доверенные узлы квантовой сети, между которыми имеются ключи, полученные в результате квантового распределения ключей. Квантовые ключи используются для шифрования переносимого ключа. Шифрование переносимого ключа возможно как блочным шифром, так и одноразовым блокнотом. Показано, что трудоемкость (сложность перебора) по поиску продвигаемого по сети ключа зависит от неидеальности внешнего ключа и квантовых ключей, а также от неидеальности - средней вероятности коллизий блочного шифра. В случае шифрования переносимого ключа одноразовым блокнотом трудоемкость зависит только от неидеальности переносимого ключа и ключей шифрования. При идеальных ключах сохраняется идеальность переносимого ключа. В случае блочного шифра даже при идеальных ключах переносимый ключ перестает быть идеальным в меру отличия блочного шифра от одноразового блокнота. Показано также, что чем больше коллизий имеет блочный шифр, соответственно, накрывает меньшее множество шифр-текстов, тем меньшее число шагов перебора требуется для нахождения ключа.