Препринты / Preprints

Для выяснения объективной значимости терапевтических применений лазеров малой мощности выполнены экспериментальные исследования первичных механизмов рецепции видимого и ближнего инфракрасного излучения in vitro и in vivo. Спектр действия для красных клеток крови получен в пределах желтой, красной и двух инфракрасных абсорбционных полос кислорода с максимумами соответственно 587, 639, 762 и 1264 нм. Для первых двух полос спектр действия измерен при лечении кардиологических больных в условиях клиники. Зарегистрированные спектры действия идентичны спектру поглощения свободного кислорода, т.е. фоторецепторомявляется молекулярный кислород, растворенный в водной фазе внеклеточной среды. При непрерывном облучении суспензии эритроцитов за активацией клеток следуют нарушения в системе трансмембранного электронного транспорта, затем повышение проницаемости мембраны для ионов, заканчивающееся осмотическим набуханием и гемолизом. Полученные результаты могут быть применены к разработке методов использования света как лекарственного средства.

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

В работе дается интерпретация опытам, в которых наблюдалась увеличенная на 14 и более порядков вероятность спонтанного комбинационного рассеяния у молекулы, находящейся на поверхности наночастицы из серебра. Молекула находится в поле поверхностного плазмона, благодаря чему локальное поле и плотность состояний поля оказываются увеличенными в такой степени, что дают возрастание на 12-13 порядков. Дополнительное возрастание на 1-2 порядка объясняется эффектом антенны у пары наночастиц, одна из которых предельно мала, а другая достаточно велика, чтобы служить эффективной приемно-излучающей антенной.

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

В последние годы стала широко применяться спектральная техника для измерения слабого поглощения, основанная на измерении времени затухания излучения в ячейке (кювете) с двумя высокоотражающими зеркалами при многократном прохождении света между ними. В зарубежной литературе она известна как CRDS (Cavity Ring-down Spectroscopy). За короткое время после первой публикации [1], появились сотни работ с применением методики в различных вариантах (см., напр., обзор 2000 г. [2]). В качестве источников излучения используются практически все типы лазеров, в том числе и относительно маломощные 10-20 мВт диодные лазеры [3]. Столь быстрое распространение методики обусловлено относительной простотой ее реализации и независимостью результатов измерений от колебаний интенсивности лазерного излучения, что особенно важно при использовании импульсных лазеров. Ширина спектра излучения импульсных лазеров, как правило, превышает расстояние между аксиальными модами ячейки. Применение узкополосных непрерывных лазеров, обеспечивающих высокое спектральное разрешение, требует специальной подстройки длины ячейки для обеспечения лучшего ввода в нее излучения. При этом проявляются резонансные свойства ячейки. Один из вариантов такого согласования лазерного излучения с модами резонатора — это использование неаксиальной схемы (см., напр., [4]) с плотной сеткой собственных частот.

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

В работе представлены основные цели исследований дифференциальных зависимостей фоторождения нейтральных пионов на ядрах в околопороговой области энергий. Приведены характеристики высокоинтенсивной системы мечения фотонов, созданной на выведенном электронном пучке ускорителя ФИАН «ПАХРА», и характеристики экспериментальной установки.

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

Предлагается использовать специальную форму модуляции тока инжекции диодного лазера, при которой частотная модуляция излучения происходит при сильном подавлении амплитудной модуляции. Такой прием позволяет существенно уменьшить влияние нестабильностей спектра лазерной генерации на регистрируемые абсорбционные спектры. В приложении к газоанализу это позволяет проводить длительный контроль за содержанием малых примесей при сохранении высокой чувствительности. Длительные измерения возможны при относительном

поглощении ~7·10—7. В сочетании с многопро- ходной кюветой с оптической длиной 100 м это позволило регистрировать коэффициент поглощения на уровне 1,2·10—10 см—1. В качестве примера проведены измерения фоновых концентрации молекул NO2 в атмосфере.

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

В Проекте рассматривается возможность создания распределенного во времени пучка электронов в линейном ускорителе Linac-800 и получения на его основе пучка меченых по

энергии ?Y-квантов. Оценивается возможность использования такого пучка меченых фотонов для проведения исследований в новой области ядерной физики ? физикеэта(?)-мезонных ядер.

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

In the preprint the events have been got in balloon experiments (FIAN, RUNJOB) with long duration exposition of X-ray emulsion chamber in stratosphere are presented. Using statistics of experimental data treatment from RUNJOB-VI-A and RUNJOB-XI-(A,B) we have 50% of events from proton group, for which primary track is absent in search circle with radius 3 ? , where ? is statistical error of primary particle location. Methodic reasons presented in this paper do not explain this experimental result.

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

В работе проанализированы особенности количественных характеристик периодических траекторий от показателя дискретности при компьютерной реализации кубического отображения в закритической области управляющего параметра. Целью исследования было рассмотрение возможностей использования характеристик периодичности в качестве информативных признаков описания состояния системы для случая медленно изменяющегося управляющего параметра.

Показано, что при заданных показателях дискретности и значениях управляющего параметра реализуется лишь несколько устойчивых циклов (в экспериментах не было обнаружено более 11 различных периодов циклов). Обнаружено отсутствие плавных зависимостей среднего периода цикла, среднего времени перехода к циклу и других статистических характеристик периодичности от значения управляющего параметра.

Изучены скейлинговые свойства характеристик периодичности траекторий. Показано их соответствие значению корреляционной размерности кубического отображения.

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

Проблема возникновения и исчезновения динамических окон в дискретных отображениях важна как в фундаментальном, так и в прикладном аспектах. Такие отображения часто используются в естественных и технических науках, а также в экономике и социологии. В хаотическом режиме горизонт прогнозирования поведения системы ограничен. В случае же образования «окна» горизонт прогнозирования бесконечен. Переход в окно и выход из него зависит от характера изменения управляющего параметра, от начальных условий и, что особенно важно, от деталей расчетной схемы. Вообще говоря, любая реальная система погружена в шумовое поле, влияние которого и определяет достоверность последней значащей цифры. Это означает, что в реальных задачах точность исходной информации (например, временного ряда) всегда ограничена, и мы имеем дело с округленными величинами. Поэтому и точность расчета должна быть адекватна целям задачи. Обработка данных в рамках модели с большей точностью не только не целесообразна, но может привести к артефактам.

В настоящей работе проведено аналитическое исследование возникновения динамических окон и их структурной (параметрической) устойчивости. Обсуждается проблема влияния вариантов округления (динамического или стохастического) на характеристики отображения. Представленные результаты могут быть полезны, когда наблюдаемый временной ряд в действительности порожден каким-либо сравнительно простым дискретным отображением, а входные величины определены с некоторой фиксированной точностью.

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

В работе обсуждается проблема насыщения нейтронного выхода мегаджоульных установок типа плазменный фокус в рамках электротехнического подхода без рассмотрения физических процессов генерации нейтронов. Аналитически расчеты и компьютерное моделирование динамики плазмы выявили зависимость нейтронного выхода от энергетики установки, отличную от общепринятой, но хорошо объясняющую экспериментальные данные.

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

Исследуются основные процессы начальной стадии электрического разряда через металлические проволочки («холодный старт»). Дается классификация типов разряда, рассматриваются задачи о нагреве металла в твердом состоянии и его плавлении, на основе их решения изучаются механизмы возникновения метастабильных фаз, приводящие к резкому расширению вещества и формированию структур типа

«керн-корона».Полученные результаты используются для анализа состояния и свойств вещества продуктов взрыва проволочных нагрузок в быстрых импульсных установках типа «Z-пинч».

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

Сообщается об обнаружении свечения глобулярных фотонных кристаллов — искусственных опалов — при их облучении ультрафиолетовыми источниками света (?=363,5 и 381,5 нм).Показано, что спектр свечения искусственных опалов находится в диапазоне 425-600 нм.При этом обнаруживается максимум интенсивности свечения вблизи возбуждающей линии (низкочастотное свечение) и дополнительные максимумы интенсивности в стоксовой области. Установлено, что форма спектра свечения зависит от длины волны возбуждающего излучения и толщины образца. Наблюдаемое вторичное излучение вблизи частоты возбуждающей линии может быть объяснено как проявление комбинационного рассеяния света, эффективность которого возрастает вследствие возрастания плотности фотонных состояний вблизи края запрещённой фотонной зоны. Наблюдаемое свечение в стоксовой области вдали от возбуждающей линии объясняется как проявление параметрических процессов рассеяния: распада кванта возбуждающего излучения на два других кванта.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проекты N 04-02-16237 и N 05-02-16205)

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

Несколько новых идей, стремящихся прояснить природу тёмной энергии Вселенной, кратко обсуждаются. Эти идеи связаны с комплексными скалярными полями, со звёздами из тёмной энергии, с голографическим принципом и т.д. Все возможные варианты определения тёмной энергии (космологическая константа, квинтэссенция, фантомная энергия и квинтом) в зависимости от её уравнения состояния приводятся. Наблюдательные ограничению на уравнение состояния также даны.

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

Сообщаются результаты теоретических и экспериментальных исследований нагрева плазмы лазерным излучением с неоднородной пространственной структурой и исследованием симметризующего (сглаживающего) воздействия лазерного предимпульса на однородность нагрева тонких фольг, моделирующих тонкостенные

ЛТС — мишени.Продемонстрирована высокая эффективность метода сглаживания абляционного давления предимпульсом.

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

Представлен Проект эксперимента по исследованию эта(?)-мезонных ядер на электронном синхротроне ФИАН ?ПАХРА?. Целью исследований является измерение

?-зависимости энергетического сдвига ?? в положении S11(1535)?нуклонного резонанса вследствие влияния ядерной среды и исследование процесса взаимодействия S11(1535)?резонанса с нуклонами ядра в процессе S11N??>NN.

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

Исследована температурная зависимость скорости роста пленок ZnSe, ZnS, CdSe и CdS при парофазной эпитаксии из металлоорганических соединений на подложку GaAs. Предложена модель расчета данной зависимости, учитывающая температурную зависимость реакции разложения металлоорганических молекул, транспорт молекул к поверхности подложки через малоподвижный приповерхностный слой и термодинамические соотношения на поверхности подложки. Расчеты, выполненные на основе данной модели, хорошо описывают экспериментальные результаты.

PACS: 81.15.Gh, 81.05.Dz, 81.10.Aj

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

Обсуждаются вопросы, связанные с постановкой эксперимента по поиску

ета(?)-мезонныхядерв pA- иdA-реакциях,методом идентификацииэта(?)-ядер,составом эксперимен- тальной установки, выбором триггера событий. Рассматриваются возможные экспериментальные результаты, проводится их сравнение с возможными теоретическими оценками. Эксперимент предполагается осуществить навнутренних p- иd-пучкахнуклотрона ЛВЭ ОИЯИ.

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

Представлен обзор работ по непрерывным столкновительным лазерам на переходах в атомах и атомарных ионах. Приводятся характеристики лазеров, рассматриваемых как столкновительные. Обсуждаются имеющиеся данные по релаксации и перемешиванию уровней при столкновениях с тяжелыми частицами. Более подробно обсуждаются данные по релаксации метастабильных уровней. Рассмотрены основные трудности, возникающие при осуществлении эффективных непрерывных столкновительных лазеров, в том числе трудности реализации разрядов, пригодных для возбуждения столкновительных лазеров. Рассматриваются не реализованные пока возможности улучшения условий осуществления столкновительных лазеров.

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

Экспериментально исследовано взаимодействие света с нематическими жидкими кристаллами (НЖК), содержащими примесь гребнеобразного полимера с боковыми азофрагментами и с НЖК, содержащими свободные азофрагменты. Установлено, что в НЖК с примесью полимера воздействие света вызывает переориентацию директора перепендикулярно направлению электрического поля. В НЖК с примесью свободных азофрагментов направление светоиндуцированной переориентации директора зависит от геометрии взаимодействия светового поля и директора. При этом эффективность ориентирующего воздействия света — отношение фактора усиления нелинейности (по сравнению со случаем прозрачной матрицы) к величине поглощения — для жидкокристаллической (ЖК) системы с полимером превышает эффективность для ЖК системы со свободными азофрагментами и для ранее исследованных ЖК систем с низкомолекулярными красителями. Рассмотрены возможные причины различия нелинейнооптических свойств ЖК систем с полимерами и свободными азофрагментами.

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

В проекте РАДИОАСТРОН угол между направлением на наблюдаемый источник и и направлением на Солнце должен превышать

90 градусов.При этом должна обеспечиваться связь с наземной станцией. Эти условия лучше всего выполняются у орбит, апогей которых вращается под влиянием Луны и постоянно находится в стороне, противоположной Солнцу. Кроме того требуется либо интенсивное вращение плоскости орбиты, либо реализация малых значений перигея(не более 40 тыс. км).Вопрос о существовании таких орбит решается в рамках плоской круговой ограниченной задачи трех тел для системыЗемля-Луна.Строятся семейства периодических решений с периодами от 7 до 13 суток. Для этих семейств расчитываются зависимости периода и угла поворота за год линии апсид от минимального апогея орбиты и приводятся соответствующие графики. Проведенный анализ позволяет утверждать, что требуемый поворот на 360 градусов (то есть гелиостационарность орбиты) достигается только для перигеев, лежащих в диапазоне70-120 тыс.км.При перигеях, меньших40 тыс. км,угол поворота не превышает97 градусов.

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

Экспериментально исследована эффективность преобразования излучения мощного неодимового лазера с управляемой степенью когерентности лазерного пучка во вторую гармонику в зависимости от типа нелинейного кристалла, его длины, степени поляризации излучения, а также степени временной и пространственной когерентности излучения в диапазоне лазерных

нагрузок 0.5 — 10 ГВт/см2. Показано, что коэффициент преобразования частично когерентного излучения во вторую гармонику может превышатьзначение 30 %

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

С целью выяснения соотношения между вероятностями излучательного спонтанного перехода в свободном пространстве и в неоднородном пространстве с наносфероидом рассчитаны

поле ???? и плотность состояний ?? в моде n???10 свободного пространства и в моде ??0 наноцилиндра. Наноцилиндр приближенно моделирует наносфероид. Вероятность спонтанного перехода в каждом из 2-х случаев пропорциональна ????2??. Излучение в моду наносфероида на многие порядки превышает вероятность спонтанного излучения в свободном пространстве.

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

Рассмотрены два варианта устройств субволновой фокусировки света. Первое устройство представляет собой тонкую пленку хорошо отражающего свет металла, на которой возбуждается сходящийся пучок поверхностных плазмонов с волновым

числом h >> ?0 / c. Перетяжка этого пучка имеет сечение много меньше ?20. Второе устройство представляет собой линейную антенну наноразмеров с разрезом посередине. В антенне возбуждается резонансный поверхностный плазмон. Поле в разрезе концентрируется на площадке много меньше ?20. Как в первом, так и во 2-м случае эффект интенсификации поля в пятне субволновой фокусировки значительно ослабляется в 1-м случае в силу потерь распространения, во 2-м случае в силу малого сечения возбуждения наноантенны. Предложено улучшить эффект возбуждения пленки и наноантенны посредством возбуждения прилегающего атома или квантовой точки.

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

В работе описана методика получения тормозного пучка фотонов малых

энергий (40-100 МэВ)на 1.2 ГэВэлектронном синхротроне «Пахра» Физического институтаим. П.Н. Лебедева РАН.Генерация фотонов малых энергий на внутренней мишени синхротрона проводилась на спаде магнитного поля. Для наведения электронов на мишень было использовано локальное искажение орбиты путем подачи на дополнительные обмотки отдельных блоков магнита синхротрона импульсного тока. Для этих целей была разработана, смонтирована и налажена система питания указанных обмоток.

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

Предлагается исследовать влияние ядерной среды на массы и ширины барионных резонансов в экспериментах по рождению коррелированных по углу разлета и по энергиям пар мезонов и барионов в

pA-столкновенияхна нуклотроне ОИЯИ.

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

Предлагается исследовать влияние ядерной среды на массы и ширины барионных резонансов в экспериментах по рождению коррелировааных по углу разлета и по энергиям пар мезонов и барионов в pA-столкновениях на нуклотроне ОИЯИ.

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

Показано, что электромагнитный ливень, выходящий из ориентированного конвертора, являющимся кристаллом вольфрама, граната или вольфрамата и развивающийся далее в черенковском спектрометре полного поглощения, вызывает в спектрометре отклик, отличный от отклика стандартного ливня.

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

Приводятся результаты экспериментальных и теоретических исследований оптических свойств глобулярных фотонных кристаллов — новых физических объектов, характеризующихся кристаллической структурой с периодом решётки, существенно превышающим атомные размеры. В качестве глобулярных фотонных кристаллов были использованы матрицы искусственных опалов, состоящие из плотно упакованных глобул кремнезёма, диаметр которых составлял около 200 нм. Приведены оптические спектры отражения таких объектов, характеризующие параметры фотонных зон, присутствующих в данных кристаллах в видимой области спектра. Исследуются идеализированные модели зонной энергетической структуры фотонных кристаллов, позволяющие в аналитическом виде установить дисперсионные зависимости для групповой скорости и эффективной массы фотонов в глобулярном фотонном кристалле. Сообщается о характеристиках вторичного излучения, возникающего в глобулярных фотонных кристаллах под действием монохроматического и широкополосного излучения. Приводятся результаты исследований однофотонно-возбуждаемого замедленного рассеяния, возникающего в глобулярных фотонных кристаллов под действием непрерывного ультрафиолетового излучения и импульсно-периодического лазера на парах меди. Рассмотрены возможности использования глобулярных фотонных кристаллов в качестве активной среды для лазерной генерации в различных спектральных диапазонах. Предложено использовать глобулярные фотонные кристаллы в качестве чувствительных сенсоров в оптоэлектронных устройствах для проведения молекулярного анализа органических и неорганических веществ с использованием современных методов лазерной спектроскопии. Изложены экспериментальные результаты исследований спонтанного и вынужденного глобулонного рассеяния света. Установлены условия наблюдения резонансного и двухфотонно-возбуждаемого замедленного рассеяния света. Сообщается о возможности накопления и локализации энергии лазерного излучения внутри глобулярного фотонного кристалла.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проекты N 04 02 16237;
05 02 16221; 06-02-81024- Bel a

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

Получены аналитические зависимости для вероятности выхода фотона с поверхности от оптической толщины, а также спектральной яркости для однородной плазмы сферической геометрии, с учётом поглощения излучения.

Вероятность выхода фотона и спектральная яркость найдены также для плазмы с цилиндрической геометрией и плазмы в виде сферического слоя. Данные зависимости получены в интегральной форме, найти их аналитическую форму т.е. вычислить интегралы, не удаётся, однако они могут быть найдены численно.

Получена формула для спектральной яркости в случае излучения двух плоских слоёв с отличными друг от друга составом, толщиной, термодинамическими и спектральными характеристиками.

Проведён сравнительный анализ выражений для сферического и плоского случаев. Установлено при каком соотношении размеров сферическим случаем можно аппроксимировать плоский. Были установлены критерии применимости и точности такого приближения.

В качестве примеров применения полученных выражений были рассчитаны и построены спектры излучения плазмы алюминия, углерода, меди и кислорода.

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

Предложено осуществлять поиск сигналов внеземных цивилизаций (ВЦ) на длине волны

? = 1,315 мкмлазерного перехода 2P1/2 ??> 2P3/2 атомарного йода. Перспективность поиска на этой длине волны обусловлена тем, что для нее на базе йодного фотодиссоционного квантового усилителя был создан узкополосный активный квантовый фильтр (АКФ) с шириной полосы ~0,01 см—1 и высоким коэффициентом усиления >106, который позволяет реализовать выделение и прием слабых сигналов с квантовым пределом чувствительности на фоне излучения звезд. Длина волны ? = 1,315 , на которой уже созданы мощные йодные лазеры с дифракционной расходимостью излучения, может служить естественным частотным репером для осуществления связи с ВЦ. Использование йодного лазера, излучающего импульсы длительностью 10 нс с энергией 1 кДж (в настоящее время хорошо освоенный технический уровень), и АКФ в приемном устройстве обеспечит при диаметрах главных зеркал передающего и принимающего телескопов 10 м, расположенных в космосе, передачу и прием сигналов по всей небесной сфере независимо от направления на центр Галактики при расстоянии до ВЦ 300 св. лет. Малое поглощение излучения с ? = 1.315 мкм в атмосфере Земли (~2·10-7 см—1) дает возможность вести поиск и передачу сигналов ВЦ и с наземных оптических телескопов, оснащенных адаптивными оптическими системами, с уменьшением дальности связи всего на 20%. Например, с помощью 8,2-м телескопа VLT Европейской южной обсерватории на горе Параналь (Чили) можно обеспечить дальность связи 160 св. лет. Если же будут реализованы проекты телескопов с диаметром главного зеркала 30 м, то дальность связи при их наземном базировании и оснащении адаптивными оптическими системами составит 2200 св. лет, а при космическом базировании — 2700 св. лет.

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

Представлены результаты калибровки с помощью космического излучения монитора установки по исследованию дифференциальных сечений фоторождения нейтральных пионов на ядрах в околопороговой области энергий.

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