Препринты / Preprints

Анализируются оптические свойства трехмерных фотонных кристаллов, связанные с видом спектра отражения света от их поверхности (появлением в энергетическом спектре запрещённой зоны) и особенностями комбинационного рассеяния света. Исследуются идеализированные модели зонной энергетической структуры фотонных кристаллов. Получены выражения для групповой скорости фотонов, энергия которых находится вблизи запрещённой зоны. Обсуждаются результаты экспериментов по рассеянию света в фотонных кристаллах, созданных на основе искусственного опала, а также в плавленом кварце. Установлено, что в спектрах неупругого рассеяния света проявляются полосы, обусловленные размерными эффектами: присутствием нанокластеров в плавленом кварце и наноглобул, образующих решётку глобулярного фотонного кристалла. Предложено использовать фотонные кристаллы для создания чувствительных сенсоров органических и неорганических веществ с использованием современных методов спектроскопии комбинационного рассеяния света.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проекты ? 04-02-16237 и ? 02-02-16221.

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

На основе электронно-оптических фотографий токовой оболочки разряда, измерений нейтронного выхода и осциллограмм производной тока делается заключение о том, что ввод в режим плазменного фокуса заключается в подавлении шунтирования основного тока остаточной плазмой. Шунтирование есть результат противодействия двух процессов: филаментации токовой оболочки, приводящей к ее прозрачности для рабочего газа и замагничивания остаточной плазмы полем основного тока разряда.

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

Рассматриваются результаты моделирования импульсного лазера на парах меди с добавками водорода, представленные в статьях А.М.Бойченко и др. Обсуждаются результаты тестирования модели. Отмечается, что принятая в рассматриваемых статьях модель приводит к явно ошибочным значениям предимпульсной температуры электронов, которая в большинстве случаев оказывается ниже не только оцененной температуры газа, но даже ниже температуры стенки разрядной трубки. Обсуждаются некоторые другие ошибочные результаты и выводы. Анализируются возможные причины, приводящие к ошибочным результатам. Делается вывод, что наиболее вероятные причины ? несамосогласованность модели и отсутствие расчета температуры газа.

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

Изучены собственные неоднородные (исчезающие) плоские волны

H?>( r?>,t) = a?>yHe?KzZ ei(kxX??t) в структурах с плоским слоем вещества ?, ? < 0 и со слоем хорошо отражающего металла ? < 0, ? ?> 1. Показан эффект увеличения проникающего поляв каждом из случаев, выявлены различия в проявлениях эффекта. Указано на плодотворные практические применения эффекта в нанооптике с ипользованием германия и кремния.

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

Сделан краткий обзор работ лаборатории сверхпроводимости ОФТТ ФИАН, в которых в течение последних нескольких лет изучались тепловые свойства ВТСП систем. В этих работах обнаружены аномальное (отрицательное) тепловое расширение при низких температурах в ВТСП системах, аномально сильное влияние относительно небольших магнитных полей на коэффициент теплового расширения в области этих аномалий, наличие второй температурной области с аномальным поведением тепловых характеристик в ВТСП соединении MgB2, находящейся при температурах значительно ниже критической.

Препринт подготовлен по докладу для семинара ОФТТ ФИАН 25-2-2005 г.

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

На основе предложенного ранее механизма создания импульсной инверсии в процессе ион-ионной рекомбинации рассмотрены возможные пары положительных ионов металлов и отрицательного иона кислорода. Приводится анализ положения наиболее заселяемого в данном процессе уровня атома металла. Анализ иллюстрируется схемами уровней и наиболее вероятными переходами для 10 атомов металлов.

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

Показано увеличение в ~2 раза средней множественности заряженных частиц в электромагнитныхливнях, инициированных ?Y?квантами с энергиями 9 ? 26 ГэВ в ориен- тированном по оси <111> кристалле вольфрама по сравнению с разориентированным. Толщина кристалла составляла 1 мм, T = 77°K.

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

Рассмотрены некоторые необычные и аномальные свойства высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). Аномалии ? общее свойство ВТСП-систем. Понимание природы аномалий ВТСП-систем важно для выяснения механизма их сверхпроводимости.

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

Обнаружено двойное лучепреломление лазерных треков в обычных мыльных пленках толщиной около 1 мкм. Показатель преломления для треков с перпендикулярной к пленке поляризацией по оценкам равен np=1.25?+0.03, а для треков с горизонтальной к пленке поляризацией ng=1.045?+0.03. Узкие треки в пленках образуются и при возбуждении непрерывными люминесцентными (??~20 нм) источниками света. Аналогичные лазерные треки наблюдаются в свободных тонких пленках диаметром 8 мм из жидких кристаллов ЖК-807. Отмечены особенности поведения неподвижных лазерных треков с разной поляризацией в стабильных долгоживущих (сутки) мыльных пленках с добавкой ДМСО.

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

Диагностика свойств активной среды широкоапертурного лазерного усилителя на окиси углерода осуществлялась методом многочастотного лазерного зондирования. Временная динамика коэффициентов усиления слабого сигнала в активной среде импульсного электроионизационного СО лазерного усилителя была исследована в широком диапазоне колебательно- вращательных переходов (от V=5 до V=31) с помощью специально разработанного зондирующего СО лазера. На основе анализа результатов этого исследования была восстановлена временная динамика локальных значений температуры газа и населенности колебательных уровней в СО содержащих газовых смесях CO:He и CO:N2, а также в смесях CO:O2 с большим содержанием кислорода.

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

Аномальные электромагнитные ливни в ориентированных кристаллах существенно отличаются от обычных ливней в аморфном веществе и разориентированных кристаллах. Использование коэффициента трансформации амплитудного спектра ? дает возможность точно определить степень отличия аномальных вливней от обычных при изменении энергии частиц и угла ориентации кристалла. Введение коэффициента режекции R позволяет выделить заданное направление движения частиц и вероятность попадания в это направление частиц с других направлений.

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

В работе сообщается о наблюдении вынужденного инфракрасного излучения из конденсированной диэлектрической среды при воздействии на неё гигантского импульса рубинового лазера. Такой эффект был предсказан в теоретической работе [1]. Экспериментальные исследования были выполнены для ряда молекулярных жидкостей при двух геометриях опыта. В первом случае (схема ?на просвет?) направление распространения регистрируемого инфракрасного излучения совпадало с направлением распространения возбуждающего излучения; во втором случае генерируемое инфракрасное излучение регистрировалось в противоположном направлении. Было установлено, что угол расходимости инфракрасного излучения составляет 10-2 рад, а коэффициент преобразования по отношению к интенсивности накачки зависит от типа молекулярной жидкости и изменяется в диапазоне 0,05 — 0,6 %. Проанализированы возможные микроскопические механизмы генерации инфракрасного излучения при накачке диэлектрической среды излучением видимого или ультрафиолетового диапазона.

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

В данной работе рассматриваются особенности ВРМБ в прозрачных диэлектриках при их облучении частично когерентным лазерным излучением с широким спектром. На основании экспериментальных данных делается вывод о генерации в них периодической последовательности продольных ударных акустических волн и, за счёт их поперечной неустойчивости, возбуждение радиальных сходящихся акустических волн. Говорится о возможной связи проплавления области ВРМБ с шириной спектра возбуждаемых акустических волн. Выдвигается гипотеза о возможности использования этих эффектов для возбуждения реакций термоядерного синтеза.

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

В статье впервые построена последовательная и глубокая физическая теория волнового поля лазерного излучения в пустых резонаторах классического типа и за ихпределами. Она использована для определения конфигураций поля лазерного излучения, которые затем исследуются методами математической теории глобального анализа физических объектов. Изложена сущность этой теории и ее приложений. Ее элементы использованы для симметрийного изучения конфигураций поля лазерного излучения. Проведена классификация пяти систем с различными геометриями классических резонаторов по сложности симметрийной структуры поля в резонаторах и за их пределами. Обнаружена конформная симметрия поля лазерного излучения в дальней зоне.

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

Рассмотрены неоднородные плоские волны в структурах со слоем вещества ?,?<0 и со слоем хорошо отражающего свет металла ?<0,??>1. Обнаружено наличие волн с увеличенной по сравнению с исходной волной амплитудой, благодаря чему за указанными слоями возникают неоднородные волны с волновым числом как у исходной волны, но с увеличенной амплитудой. Предложено композитное вещество Рассмотрены неоднородные плоские волны в структурах со слоем вещества ?,?<0 на оптических частотах. Подробно рассмотрены поверхностные волны на слое металла. Показано, что могут быть возбуждены поверхностные волны с достаточно произвольным значением волнового числа. Показано также, что на очень тонких слоях могут быть возбуждены с очень большой амплитудой поверхностные волны с волновым числом, в 10 раз превышающим волновое число однородной плоской волны в вакууме. Вычислены потери распространения. Для слоя серебра пробег волны может составлять от 30 до 100 длин волн. Указано на практическую целесообразность разработки приемов оптических преобразований коротковолновых поверхностных волн в двумерном пространстве, приемов, аналогичных приемам в 3-хмерном пространстве.

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

В работе предложена динамическая модель, включающая шумовую компоненту, которая позволяет генерировать квазихаотические временные ряды, имитирующие явление, называемое ?перемешивающий слой?, т.е. сценарий ?хаотическое поведение ? бистабильный режим (перескоки между двумя существенно разными состояниями) ? выбор одного стабильного состояния?. Такой сценарий характерен для многих процессов в экономике, медицине, и т.д. Предложен также метод анализа сгенерированных рядов, основанный на исследовании некоторых статистических характеристик. Показано, что анализ (с предварительным созданием обучающего множества) позволяет определить ?момент истины?, т.е. тот момент времени, в который возможно, с заданной вероятностью, предсказать, какое именно стационарное состояние выберет данная система. Исследованы некоторые дополнительные характеристики временных рядов в зависимости от параметров модели и характера шума. Показано, что эти характеристики оказываются существенно различными в случае гауссового шума и шума Парето.

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

В работе продолжено исследование динамической модели, включающей шумовую компоненту, которая позволяет генерировать квазихаотические временные ряды. Эти ряды имитируют явление ?перемешивающего слоя?, т.е. сценарий: хаотическое поведение ? бистабильный режим (перескоки между двумя существенно различными состояниями) ? выбор одного стабильного состояния. Детально рассмотрена зависимость от параметров модели так называемого ?момента истины?, начиная с которого становится возможным с некоторой заданной вероятностью предсказать, что текущее состояние системы далее не изменится, т.е. не произойдет переход в другое стационарное состояние. В частности, проанализировано влияние шумов, амплитуда которых задается различными распределениями: гауссовым, гауссовым с положительным и отрицательным эксцессом, асимметричным, экспоненциальным, Парето, гамма. Обнаружены и изучены скейлинговые эффекты, т.е. различные степенные зависимости исследуемых статистических характеристик временных рядов от параметров модели.

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

Представлен обзор состояния экспериментальных исследований эта-мезонных ядер — новоготипа ядерно-связанной системы адронов.

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

Предложена физическая модель, объясняющая аномальное (отрицательное) тепловое расширение в высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП) при низких температурах и аномально сильное влияние магнитного поля на коэффициент теплового расширения в этой области температур. Модель основана на стабилизирующей роли волны зарядовой плотности (ВЗП) в кислородной подрешётке в дополнение к антиферромагнитному и спин-пайерлскому упорядочению в подрешётке ионов меди в ВТСП системах. Рассмотрено влияние температуры, магнитного поля и легирования на характер взаимодействия такой ВЗП с ионной решеткой ВТСП системы. Выполнены измерения теплового расширения при низких температурах в монокристаллах системы Bi2Sr2-xLaxCuO6 с разным уровнем легирования. Изучено влияние магнитного поля на тепловое расширение Bi2Sr2-xLaxCuO6. Результаты эксперимента подтверждают выводы модели.

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

Эксперименты на пучках SPS в ЦЕРН, где ионы свинца ускоряются до энергий

158 ГэВ/нуклон,позволяют исследовать свойства ядерной материи при сверхвысоких плотностях и температурах. Полученные таким образом экспериментальные данные дают возможность изучать особенности угловых распределений частиц, проводить поиск многочастичных корреляций, появление которых можно ожидать при адронизации возбужденной ядерной материи, и анализировать эти распределения с целью поиска сигналов, специфичных для кварк-глюонной плазмы или других состояний, с участием цветных частиц. Основным направлением исследования является поиск возможных сигналов образования суб-адронных состояний при высоких температурах и сверхвысокой плотности материи.

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

Изложена новая физическая интерпретация проявления свойств дифракционного эффекта поля излучения вблизи свободных боковых границ пустых лазерных резонаторов. Обращается внимание на новый физический эффект, заключающийся в возможности существования локализованных поперечных колебаний поля в окрестностях этих границ.

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

Твердые материалы с высоким содержанием изотопов водорода (например LiD, BeD2, LiBeD3, LiBD4, ND3BD3 и те же вещества с тритием) могут использоваться как вещества для изготовления крупных термоядерных (реакторного масштаба) оболочек-мишеней вместо бериллия или полиимида. В расчетах [1,2] для вариантов крупных лазерных мишеней прямого и непрямого облучения было показано, что оболочки-мишени из таких веществ могут быть более эффективными, чем оболочки из бериллия или полиимида. В данной работе обсуждаются возможные методы изготовления больших мишеней для экспериментов с термоядерным горением на драйверах высокой мощности. Демонстрируется возможность создания мишенных узлов из этих веществ, содержащих тритий, для крупных лазеров, ускорителей тяжелых ионов и Z-пинчей, в которых работа с DT-криомишенями пока невозможна [3]. Во многих конструкциях крупных мишеней предусматриваются слои малоплотного вещества, скорость переноса энергии в котором растет при уменьшении среднего атомного номера материала [4]. К тому же, кроме основных конструкционных элементов мишеней (оболочек) из сплошных материалов (BeD2, LiBeD3, или ND3BD3) могут использоваться в качестве мишеней для исследования переноса энергии или для изучения процессов генерации нейтронов в сверхсильных электромагнитных полях слои пены из этих же веществ [5]. Варианты применения разработанных технологий и материалов в научном приборостроении и технике даются в конце публикации.

Доклад представлен на VIII Забабахинских научных чтениях (5-10 сентября 2005 г.,г. Снежинск, Челябинской обл.) и направлен для опубликования в Трудах конференции.

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

Исследования взаимодействия интенсивного лазерного излучения с малоплотными, в том числе подкритическими средами демонстрируют сильную зависимость свойств поглощения и распространения гидротепловой волны от структуры мишени (размера пор и распределения пор по размерам, формы составляющих вещество элементов, типа добавок, размеров кластеров и т.д.). Структура вещества мишени зависит от концентрации и вида различных добавок. Существуют технологические ограничения на минимально достижимую плотность вещества с добавкой тяжелого элемента в случае подкритической плотности. Металлические фольги различной толщины, расположенные на тыльной стороне пенной мишени приводят к различным особенностям в процессе поглощения лазерного излучения в тонких подкритических слоях «пены» и в процессах радиационного и гидротеплового переноса. Эти особенности в процессах поглощения и переноса в подкритических структурированных средах демонстрируются на примерах экспериментов на лазерной установке

ПАЛС (PALS)в Праге (Чехия) при интенсивностях от 3·1014 Вт/см2 до 3·1015 Вт/см2.

Работа частично профинансирована в рамках проектаINTAS ?0572.

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

Этот сборник продолжает издание ?К истории ФИАН. Серия «Портреты»?. В сборнике рассказывается об одном из старейших сотрудников ФИАН

члене-корреспондентеРАН Михаиле Дмитриевиче Галанине. Сборник выходитк 90-летиюсо дня рождения ученого.

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

Рассматривается научная, организационная и общественная деятельность С.И. Вавилова

с использованиемдокументов и публикаций, обнародование которых стало возможным в последнеедесятилетие.

Дополненный и исправленный вариант статьи, опубликованной в журнале ?Успехи физических наук?, 168, ? 5, 551?570 (1998).

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

1 июня 2005 г. в 15-00 в конференц-зале ФИАН состоялся семинар
Философия — способ выживания мыслящего

2 июня 2005 г. в 15-00 в конференц-зале ФИАН состоялось продолжение семинара
Философия сущего — онтология, конечность бытия

8 июня 2005 г. в 15-00 в конференц-зале ФИАН состоялось продолжение семинара
Философия социального бытия — история, этика, идеалы, ценности, сущности индивидуального разума

9 июня 2005 г. в 15-00 в конференц-зале ФИАН состоялось продолжение семинара
Совместность философских воззрений как основа анализа конкретных событий и аргументированных экстраполяций

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

С единых позиций обсуждается современное состояние космологических проблем тёмной энергии и тёмной материи. Приведены последние данные о величинах некоторых космологических параметров. Основной упор сделан на понимание физики образования космологической постоянной (она же вакуумная (тёмная) энергия или

? — член).Отмечается, что 3 основные сценария эволюции Вселенной, заполненной тёмной энергией, радикально отличаются от тех сценариев, которыми пользовались ранее (плоская, открытая и закрытая модели). Подробно обсуждаются основные частицы тёмной материи (нейтрино, нейтралино и аксион) и эксперименты по их обнаружению. Предложено объяснение, как наличию выделенных масштабов во Вселенной (галактики, скопления и сверхскопления галактик), так и её фрактальной структуры. Проясняется «необходимость» 3-х поколений частиц. Введено понятие гравитационного вакуума и обсуждается его внутренняя структура.

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

Определению законов роста ширины зоны перемешивания, вызванного развитием неустойчивости

Релея — Тэйлора (НРТ),посвящено большое количество экспериментальных и теоретических работ. Также имеется обширный материал по численному моделированию этого процесса с использованием 2D и 3D гидродинамических кодов. В частности, было проведено систематическое исследование задач о развитии неустойчивости Релея — Тэйлораи Рихтмайера — Мешковас помощьючисленного кода NUT [1].

Имеется большое количество задач, для которых важным является предсказание ширины зоны перемешивания за конечное время развития с учетом ее зависимости от начальных условий.

Среди этих задач интересной и важной является задача устойчивого сжатия термоядерной мишени в проблеме инерциального синтеза. В ней начальные возмущения определяются симметрией и однородностью источника энергии (лазерные или ионные пучки, импульсные системы), однородностью и качеством изготовления самой камеры.

В данной работе будут проанализированы результаты расчетов двумерных задач о развитии НРТ с регулярным начальным спектром возмущений, а также будет предложена модель теории для описания данного процесса (определены законы роста зоны перемешивания). Часть результатов была представлена вработе [1].

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

The methods of the charge measurements of the fragments from

nucleus-nucleuscollisions detected in nuclear photoemulsion are described.

The technique of automatic measurements based on CCD image procession in conjugation with computer controlled microscope was developed. Calibration curves have been obtained for relativistic heavy ions (Z >_ 3) depending on depth in emulsion. The advantages of the method were demonstrated by measuring of fragments of 28Si nuclei.

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

С целью увеличения эффективности релятивистских магнетронов предложена новая схема симметричного питания. Одной из существенных причин, влияющих на эффективность релятивистских магнетронов, является схема питания магнетрона с одной стороны. В такой схеме возникает дрейф электронов в аксиальном направлении с генерацией паразитного пучка, не участвующего в обмене энергией с волнами, поперечные скорости электронов трансформируются в продольные. Предложена схема специального модулятора, обеспечивающего симметричное питание релятивистских магнетронов и отличающегося компактностью и надежностью работы при высокой частоте следования импульсов. Представлены результаты разработки двух вариантов генератора мощных наносекундных импульсов для питания специализированного двухсекционного ЛИУ.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 03-02-17300.

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

Впервые сообщается об экспериментальном наблюдении вынужденного рассеяния света в искусственных опалах — вынужденном глобулярном рассеянии света (ВГР). Исследования были проведены для опаловых матриц с незаполненными октаэдрическими и тетраэдрическими пустотами, а также с глобулярными нанокомпозитами, в которых пустоты между глобулами заполнялись молекулярными жидкостями: ацетоном и этиловым спиртом. В качестве источника возбуждающего излучения был использован моноимпульсный рубиновый лазер (0,69 мкм) с длительностью импульсов генера-

ции ? = 20 нс,шириной линии генерации 0,015 см—1, расходимостью 3,5·10—4 рад и максимальной энергией в импульсе 0,3 Дж. Исследования были выполнены для двух геометрий рассеяния: «вперёд» (0 — градусное рассеяние) и «назад» (180 — градусное рассеяние). С использованием интерферометра Фабри-Перо были проведены исследования спектральной структуры рассеянного излучения. Для незаполненной опаловой матрицы обнаружилась лишь одна стоксова компонента ВГР, сдвинутая относительно возбуждающей на величину ~0,05 см—1 и наблюдаемая лишь для геометрии «назад». Для глобулярных нанокомпозитов в спектрах ВГР наблюдались две стоксовы компоненты. В отличие от известного явления ВРМБ, вынужденное рассеяние света в глобулярном фотонном кристалле, заполненном молекулярными жидкостями, наблюдалось как для геометрии рассеяния «назад», так и для 0 — градусной геометрии (рассеяние «вперёд»). В образцах с наполнителем (ацетон) для геометрии рассеяния «вперёд» в спектре присутствовал один стоксов спутник с частотным сдвигом ~0,16 см—1.

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

Нами разработана компьютерная программа, позволяющая автоматически синтезировать временную запись сигнала датчика при прохождении через него серии солитоноподобных упругих волн. Их форма, согласно экспериментальным данным, описывается функцией k*sech2(t).

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

В работе представлены результаты исследования серии упругих солитоно-подобных волн со скоростями порядка см/сек на одном из конкретных примеров (минерал опал). Использование двух тепловых датчиков позволило получить надёжную картину волнового процесса в образце. Достоверность измерений с помощью тепловых датчиков проверена сравнением полученных данных о температуропроводности для 3-х близких материалов на основе SiO2. Результаты работы наглядно подтверждают существование и некоторые из основных свойств обсуждаемых волн с дискретными скоростями.

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

Представлены результаты практического решения задачи синхронизации шкал времени в наземных компьютерных сегментах интерферометра с нулевой базой (ИНБ). Оценены результаты автоматизации измерений временных сдвигов используемых шкал времени. Анализируются количественные и качественные результаты работы экспериментальной программы управления

сервер-концентратором»САДКО-4″.Отмечаются особенности взаимодействия концентратора с группой регистраторов радиоастрономических данных типа S2. Сформулированы основные критерии оценки качества работысервера-концентратораи предложен практический вариант совершенствования системы синхронизации компьютерных сегментов, обслуживающих интерферометр с нулевой базой.

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