Препринты / Preprints

Исследуются возможности измерений следовых концентраций NO2

в атмосфереметодом диодной лазерной спектроскопии. Измеряется поглощение света на электронных переходах в области 415нм. Разработанная установка и методики позволяют достигать при времени измерений 20мс чувствительности около 10-11 относительно концентрации частицвоздуха (0.02 ppbv). Воспроизводимость этого результата на масштабе временидо (5-10) минут составляет0.1 ppbv, связана с низкочастотными флуктуациями параметров оптической системы спектрометра, системы калибровки и соответствует значению, определяемому дисперсией Аллана.

---------------------------

Трековые детекторы широко используются в экспериментах по физике элементарных частиц на протяжении многих десятилетий. Столь продолжительная жизнь этой методики в первую очередь связана с ее уникальным пространственным разрешением. Метод трековых детекторов непрерывно развивается и совершенствуется, и в настоящее время используется во многих областях науки и техники.

Основным преимуществом экспериментов на трековых детектороах является возможность быстрого и качественного извлечения полезной информации. Однако, просмотр значительных площадей детекторов под микроскопом с большим увеличением представляет собой достаточно сложную техническую проблему. Обработка данных трековых детекторов, проводящаяся на оптических микроскопах вручную, требует огромных затрат труда и времени. Благодаря прогрессу, возможностям средств вычислительной техники и разработке необходимого программного математического обеспечения стала реальностью полная автоматизация труда микроскопистов. При измерениях в автоматическом режиме оцифрованные изображения следов заряженных частиц в трековых детекторах вводятся в компьютер, математическое обеспечение которого позволяет производить поиск, распознавание и изучение треков, восстанавливать их пространственное положение. Для обработки данных эмульсионных и твердотельных трековых детекторов в ФИАНе был создан единственный в России комплекс, удовлетворяющий современным мировым стандартам — высокотехнологичный Полностью АВтоматизированный Измерительный КОМплекс (ПАВИКОМ).

В ряду нескольких экспериментов, на установке ПАВИКОМ производится обработка данных эксперимента «БЕККЕРЕЛЬ», целью которого является изучение процессов фрагментации и кластеризации легких, промежуточных и тяжелых ядер с энергией более 1 ГэВ на нуклон. В связи с поставленной задачей был разработан специальный комплекс программ, позволяющий производить обработку треков заряженных частиц в эмульсии в автоматическом режиме. В представленной статье изложены основные этапы обработки экспериментального материала средствами разработанного программного обеспечения: распознавание треков заряженных частиц, автоматическая фокусировка треков, идущих под углом к плоскости эмульсии и определение основных характеристик частиц (заряд, импульс, углы вылета) по параметрам треков.

---------------------------

Проведено исследование лазерных треков в мыльной пленке под действием излучения импульсного полупроводникового лазера (680 нм). Оценена пороговая интенсивность и энергия накачки для образования треков. При длительности импульса 0.1 мкс пороговая мощность накачки составляет 0.2 мВт (энергия 2 10-11 Дж). Ранее наблюдавшаяся в треках пунктирная структура объяснена на основе имеющегося в пленках двойного лучепреломления. Намечен подход к более детальному теоретическому описанию механизма образования треков в пленках.

---------------------------

Распределение Парето, имеющее в области достаточно больших x плотность вероятности p(x) ~ x—?,

где ? >_ 2, является весьма важным с теоретической и практической точки зрения. Основной причиной этого является его качественное отличие от нормального (гауссова) распределения. А именно, вероятность больших отклонений оказывается для случаяПарето-распределения существенно выше. Представление о повсеместной применимости нормального закона распределения остается весьма распространенным, несмотря на отсутствие объективных подтверждений этого во многих прикладных областях. В работе рассмотрен вопрос о возникновенииПарето-распределения в динамических системах, находящихся в шумовом поле. Обсуждаются простейшие одномерные модели, в которых в достаточно широком диапазоне переменной отклик системы может быть с хорошей точностью аппроксимирован таким распределением.

---------------------------

Измерены скорости переноса энергии в подкритической плазме из полимерного аэрогеля с наночастицами меди и без них. На мишенях разной толщины в виде микронных трехмерных полимерных сеток с плотностью ниже

критической (0.13÷0.52Ncr) для длины волны лазерного излучения 0.438 мкм и интенсивности (3 ÷ 7)·1014 Вт/см2 при длительности импульса 0.32 нс на полувысоте измерено пропускание греющего излучения от уровня 0.5% для толщины малоплотного вещества 400 мкм и плотности 9 мг/см3 (погонной массы 0.32 мг/см2) до 50% ? 60% при толщине 100 мкм и плотности 2.25 мг/см3 (погонной массы 0.02 мг/см2). Измерены временные зависимости интенсивности свечения тыльной стороны мишеней, свидетельствующие о динамике плазмы в двухслойных мишенях (полимерная»пена» — Al фольга)и позволяющие оценить глубину ослабления лазерного излучения в подкритической плазме.

---------------------------

Рассмотрены некоторые методы (калориметрический и по времени пролета) измерения энергии

компонент TTN?пар, применяемые при исследовании эта(?)-мезонных ядер на пучках p- и d-частиц и ?Y-квантов. Обсуждаются рекомендации по выбору конкретной TTN?пары из 4-х зарядовых комбинаций (TT0 ,p), (TT0 ,n), (TT? ,p), (TT+ ,n), возникающих при распаде S11(1535)?резонансав эта-ядре, в зависимости от используемого в эксперименте метода измерения энергии частиц.

---------------------------

Данная работа является попыткой объяснить механизм длительного свечения глобулярных кристаллов охлаждённых до температуры жидкого азота после воздействия на них лазерного излучения, и разобраться в стоксовых сдвигах в них при вынужденном рассеянии.

---------------------------

Для лазерного локатора, в котором в качестве лазера подсветки используется йодный фотодиссоционный лазер (ФДЛ), а в качестве основного элемента лазерного приемного устройства ? йодный активный квантовый фильтр (АКФ), с учетом конкретных конструктивных параметров ФДЛ и АКФ рассчитано несколько вариантов осветительных отражателей. Показано, что эффективность отражателя цилиндрической формы при определенных условиях всего на 1,5% меньше, чем у наиболее эффективного, но гораздо более сложного в изготовлении эллиптического отражателя, и почти в 3 раза выше по сравнению с используемыми в настоящее время отражателями. Проанализирован вопрос сопряжения приемного телескопа с однопроходовым и пятипроходовым АКФ, а также вопрос оптимизации конструктивных параметров телескопа и АКФ с точки зрения максимизации энергии принимаемого сигнала на фотоприемной матрице. Показано, что использование пятипроходовой схемы позволит повысить КПД АКФ в 5 раз при сохранении поля зрения лазерного локатора.

---------------------------

Впервые, в рамках представлений полуклассической теории лазера, публикуется (полученное автором) решение основной проблемы лазерной физики — установления физического содержания процесса формирования когерентного лазерного излучения с уровня спонтанного шума в резонаторе с активной средой.

---------------------------

В 50-х годах 20-го столетия академик С.Н. Вернов предложил проводить измерения потоков космических лучей в атмосфере Земли методом регулярного зондирования. Основными задачами эксперимента были исследования модуляционных эффектов галактических космических лучей, механизмов ускорения частиц во вспышечных процессах на Солнце и распространения солнечных космических лучей в межпланетной среде. В середине 1957 года С.Н. Вернов вместе с профессором А.Н. Чарахчьяном воплотил эту идею в жизнь, и с тех пор регулярные измерения потоков заряженных частиц в атмосфере полярных и средних широт проводятся вплоть до настоящего времени. За весь период измерений выпущено около 80 тысяч радиозондов.

In the 50ies of the 20th century academician S.N. Vernov suggested to perform the regular measurements of cosmic ray (CR) fluxes in the Earth’s atmosphere by means of regular radio sound launching. The main goals of this experiment included study of galactic CR modulation processes, acceleration mechanism of charged particles in powerful solar flares and their propagation in the interplanetary space. In the middle of 1957, S.N. Vernov, together with professor A.N. Charakhchyan, started this experiment. Since then till the present time the regular measurements of charged particle fluxes in the atmosphere of polar and middle latitudes have been carried out. At present about 80 thousands of radio sounds have been launched.

---------------------------

Дана новая теоретико-полевая формулировка проблемы распространения пучка лазерного излучения в оптически линейной среде. В отличие от прежней формулировки она имеет нелинейный характер. Новая точка зрения на предмет исследования позволила увидеть в нем неизвестные ранее интересные физические закономерности. Новая введенная концепция составной волновой структуры пучка лазерного излучения позволила обнаружить признак эффекта самофокусировки его продольной волновой составляющей при распространении пучка в оптически линейной среде. В отличие от известного эффекта самофокусировки пучка в оптически нелинейной среде этот признак не критичен к исходному уровню плотности энергии поля лазерного излучения.

---------------------------

Обнаружено, что при высоком содержании кислорода в рабочей смеси импульсного электроионизационного (ЭИ) СО-лазера в лазерной среде увеличивается пиковое значение коэффициента усиления слабого сигнала (КУСС) на основных колебательных переходах V+1??>V для V от 6 до 13. Показано, что такое увеличение КУСС связано с увеличением населенности колебательных уровней. На высоких колебательных переходах V>17 добавление O2 только уменьшало КУСС. Временные параметры динамики КУСС на всех переходах уменьшались при увеличении содержания O2 Наблюдаемые изменения временной динамики КУСС объясняются на основе кинетических процессов VV-обмена между молекулами CO и O2 Продемонстрировано, что при увеличении содержания O2 уменьшается пороговый энерговклад для импульсного ЭИ CO-лазера, действующего, как на основных, так и на обертонных переходах. Кроме того, при этом увеличивается максимальное значение КПД такого CO-лазера, а максимум КПД достигается при меньших значениях энерговклада, причем этот лазер может эффективно действовать на воздушной рабочей смеси.

---------------------------

Представлены личные впечатления автора о роли В.И. Векслера в развитии исследований по физике электромагнитных взаимодействий и мезон-ядерной физике на 250 -МэВ -ном синхротроне ФИАН в 50-е годы прошлого столетия.

---------------------------

Описаны методы измерения спектральной чувствительности ПЗС-матрицы цифрового фотоаппарата, основанные на измерении светового потока источника с известным спектральным распределением интенсивности излучения и последующей его регистрацией на ПЗС-матрицу на заданных длинах волн.

---------------------------

В настоящей статье описан новый (квазинакопительный) режим ускорения синхротрона «Пахра»

с частотой 2 гц,со временем ускорения электронов до максимальной энергии 8.5 мсеки длительностью цикла ускорения (длительностью плато магнитного поля) 500 мсек.В течение практически 500 мсеквеличина магнитного поля и, следовательно, энергия частиц в синхротроне остаются постоянными. Приведены результаты испытаний новой системы питания магнита синхротрона, работающей с частотой 2 гц.

Для повышения стабильности работы синхротрона была увеличена энергия электронов, инжектируемых в синхротрон. Для этого микротрон-инжектор был переведен во второй режим ускорения, при котором его энергия возросла от 7.4 Мэв до 11.5 Мэв.

При новом режиме работы необходимы дополнительные исследования динамики пучка при ускорении и при работе в накопительном режиме. Для этой цели была создана и испытана новая система оптической диагностики параметров ускоряемого пучка.

Представлены результаты работы микротрона во втором режиме ускорения и результаты измерений параметров пучка новой системой диагностики

---------------------------

Экспериментально исследовано взаимодействие светового пучка с нематическими жидкими кристаллами (НЖК), легированными стильбеновым красителем.

Для гомеотропно ориентированного образца наблюдалась кольцевая аберрационная картина, характерная для самовоздействия световых пучков в НЖК. При достаточно длительном облучении (~ 10 мин) имел место эффект памяти ? запоминаемая деформация поля директора, обусловленная светоиндуцированным изменением ориентирующих свойств поверхности.

При взаимодействии светового пучка с планарным образцом впервые наблюдалась аберрационная картина, характеризуемая сложным асимметричным распределением интенсивности, качественно отличная от системы концентрических колец. Изучение свойств картины позволило предположить, что она обусловлена объёмным фоторефрактивным эффектом.

Light interaction with nematic liquid crystals (NLCs) doped with stilbene dye has been studied experimentally.

For homeotropically aligned sample, a ring-shaped aberrational pattern was observed that is typical of light-beam self-action in NLCs. Under rather long irradiation, the memory effect was manifested ? the memorized deformation of the director field caused by light-induced change in the alignment properties of the surface.

In the light-beam interaction with the planar aligned sample, an aberrational pattern characterized by a complex intensity distribution, qualitatively different from a system of concentric rings, was observed for the first time. The study of the pattern properties made it possible to assume that it is due to the bulk photorefractivity.

---------------------------

Экспериментально и теоретически исследовано влияние добавок окислов азота NO и NO2 в кислородосодержащую газовую смесь, возбуждаемую импульсным электроиони- зационным разрядом, на величину удельного энерговклада и временную динамику люминесценции синглетного кислорода в состоянии O2(a1?g). Теоретически показано, что добавка NO немного увеличивает удельный энерговклад, а добавка NO2 приводит к его уменьшению. Путём обработки экспериментальных данных по временной динамике люминесценции O2(a1?g) получена оценка температурной зависимости константы релаксации O2(a1?g) на невозбужденном О2. Численные расчёты показали, что небольшая добавка окисловазота (~0.2%) приводит к полному устранению атомарного кислорода, который образуется во время электрического разряда в результате диссоциации молекул кислорода под действием электронного удара.

Abstract

Experimental and theoretical study of influence of nitrogen oxides NO and NO2 admixtures in oxygen contained gas mixture excited by pulsed electron-beam sustained discharge on input energy and time behavior of singlet delta oxygen O2(a1?g) luminescence was carried out. It was theoretically dciteonstrated that NO addition results in a little input energy increase and NO2 addition results in its decrease. Tciteperature dependence of constant of O2(a1?g) relaxation by unexcited О2was estimated with experimental data processed. The calculations showed that a little admixture of nitrogen

oxides (~0.2%)results in total atomic oxygen rciteoval which produced with oxygen molecule dissociation by electron impact during the electric discharge.

---------------------------

The effect of short-circuit across the final anode-cathode gap of the powerful Z-Accelerator could hamper effective power delivery to the Z-pinch plasma. The objec-tive of this work is to develop EUV diagnostics for low-temperature plasmas created in the final transmission line (AK gap near the load) of the Z-Accelerator at Sandia National Laboratories (SNL). The work includes developing EUV grazing incidence spectrometers, investigation of the EUV spectra of highly charged ions in well diag-nosed laser-produced plasmas, and the comparison of these laser plasma spectra with the spectra of plasmas created in the inner transmission line. Spectra of highly-charged Fe ions were investigated using EUV spectroscopy methods in a spectral range of 2-80 nm. Experiments at SNL have shown that the most stripped ion observed in the spectra is FeXVII. Comparison the experimental spectra of FeIII and FeXVII ions with theo-retical calculations gives an electron temperature ?e of ~ 200 eV.

---------------------------

В данной статье изложены результаты исследования научного сервиса в сети Интернет для автоматизации эксперимента в физике элементарных частиц за рубежом и в России.

Показаны основные технические и программные средства, предлагаемые фирмами, работающими в области научного сервиса.

Приведён список из 264 фирм.

---------------------------

Предложен метод и приведена принципиальная оптическая схема системы для исследования рассеяния излучения в широких угловом и спектральном диапазонах. В зависимости от конструкции системы и размещения используемых световодов исследования распределения рассеянного излучения могут проводиться в больших телесных углах, вплоть до 4TT. Реализованный спектральный диапазон

составил ?? ~~ 400-1900 нм. Показано, что данный метод, в зависимости от типа регистрирующего элемента и длины волны излучения, позволяет регистрировать распределённую равномерно по площади торца световода энергию рассеянного излучения порядка 10-12 Дж.

---------------------------