Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики
ISSN (print): 0370-274X Учредитель: Институт физических проблем им. П.Л. Капицы РАН Главный редактор: Пудалов Владимир Моисеевич Периодичность / доступ: 24 выпуска в год / подписка Входит в: Белый список (1 уровень), перечень ВАК, РИНЦ
Направляя рукопись статьи издателю для публикации в данном журнале, авторы соглашаются со следующим: авторы сохраняют за собой имущественные авторские права на произведение и предоставляют издателю исключительную лицензию на публикацию и распространение произведения; авторы сохраняют за собой право на распространение произведения в соответствии с условиями политики самоархивирования, принятой в журнале (см. подробнее); направляемая авторами в редакцию рукопись будет принята к публикации только по решению редакционной коллегии и главного редактора — в соответствии с правилами отбора контента в данном журнале (см. подробнее); опубликованное в журнале произведение будет распространяться в печатном и электронном виде по подписке или на условиях открытого доступа — по усмотрению издателя. Передаваемая авторами исключительная лицензия позволяет издателю использовать произведение следующими способами: воспроизведение Статьи, а также метаданных Статьи в любой материальной форме, в том числе на бумажном и/или электронном носителе в виде отдельного произведения и/или в составе Журнала, и/или базах данных Лицензиата и/или иных лиц, по усмотрению Лицензиата; распространение экземпляров Статьи, а также метаданных Статьи или иное отчуждение ее оригинала или экземпляров, в том числе на бумажном и/или электронном носителе в виде отдельного произведения и/или в составе Журнала, и/или базах данных Лицензиата и/или иных лиц, по усмотрению Лицензиата, в том числе распространение или иным способом использование Статьи или содержащихся в ней частей (фрагментов) для публикации в научных, учебных, технических или профессиональных журналах или других периодических изданиях и производных работах; в печатных и электронных версиях таких журналов, периодических изданий и производных работах во всех средствах и форматах, существующих на данный момент и которые могут возникнуть в будущем; доведение Статьи до всеобщего сведения таким образом, что любое лицо может получить доступ к Статье из любого места и в любое время по собственному выбору; переработка Статьи путем её перевода на иностранные языки по выбору Лицензиата, и использование переработанной (переведенной) Статьи вышеуказанными способами. Иные права, прямо не переданные издателю авторами, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и прочее, описанные авторами в статье, а также права на товарные знаки, сохраняются за авторами. Подробности и детали изложены в типовом лицензионном договоре, который следует заполнить, заверить представителям авторского коллектива и направить издателю вместе с прочими материалами при подаче рукописи статьи на рассмотрение.
Analysis of astrophysical 30Si(n,γ)31Si reaction via the asymptotic normalization coefficient method
This study investigates the 30Si(n,γ)31Si astrophysical reaction using the Asymptotic Normalization Coefficient (ANC) method. The squared neutron asymptotic normalization coefficients (ANCs), for the virtual decay 31Si → 30Si + n are extracted by reanalyzing the existing angular distributions of the 30Si(d,p)31Si reaction at 12.5 MeV. Both the Distorted Wave Born Approximation (DWBA) and Adiabatic Distorted Wave Approximation (ADWA) models are applied to refine the analysis. The results show improved ANC values compared to previous DWBA calculations. The squared neutron asymptotic normalization coefficient (ANC), for the ground state is found to be 32.49 ± 6 fm−1 with DWBA and 31.45 ± 6 fm−1 with ADWA. Additionally, the direct capture (DC) reaction rate was calculated and compared with previous work. The results show good agreement with the literature, with minor deviations at higher temperatures, highlighting the importance of the DC process in the 30Si(n,γ)31Si reaction. This work emphasizes the crucial role of neutron capture reactions in the formation of the weak s-process component in stars and provides new insights into reaction rates and cross-sections.
Увеличивает ли вклад f 0 мезона вероятность K + → π 0 π 0 π 0 e + ν распада?
Мы оцениваем вклад широкого резонанса f 0(500) в двухпионной системе в вероятность очень редкого распада K + → 3π 0 e + ν. В рамках мысленного эксперимента мы варьируем ширину резонанса от 0.01 до 1000 МэВ. Показано, что вклад узкого резонанса в вероятность распада пропорционален его ширине. Однако этот вклад никогда не превосходит величины вероятности распада, вычисленной на свободных частицах в конечном состоянии в пренебрежении вкладом резонанса.
Световые сдвиги резонансов когерентного пленения населенностей в периодически-модулированном лазерном излучении
В рамках фурье-анализа были исследованы световые сдвиги резонансов когерентного пленения населенностей в периодически модулированном лазерном поле, когда частота модуляции f варьируется вблизи дробной частоты сверхтонкого расщепления в основном состоянии атомов Δhfs/N (где N = 1, 2, 3, ...). Такой тип модуляции обычно имеет место в малогабаритных часах с полупроводниковым лазером, когда ток инжекции гармонически модулирован на частоте f, либо при использовании электрооптического или акустооптического модулятора. При этом формируется полихроматическое эквидистантное излучение, в котором имеются только две частотные компоненты, наиболее резонансные рабочим оптическим переходам в атоме, в то время как все остальные частотные компоненты являются относительно нерезонансными. На основе точных численных расчетов мы показали, что широко распространенная точка зрения, согласно которой сдвиг резонанса когерентного пленения населенностей определяется обычным квадратичным штарковским сдвигом нижних атомных уровней, является, в общем случае, существенно некорректной. Это обусловлено тем, что в общем случае дополнительный вклад в световой сдвиг резонанса когерентного пленения населенностей, обусловленный биениями (на частоте Δhfs) между различными нерезонансными частотными компонентами, может быть сопоставим (или даже доминировать) по отношению к величине стандартного штарковского сдвига. Более того, эти биения являются фазовочувствительными. Поэтому даже наличие детальной информации о спектральном составе модулированного излучения (например, с помощью спектр-анализатора) не является достаточным для определения светового сдвига резонанса когерентного пленения населенностей.
Использование импульсов сверхизлучения для накачки многопроходных комптоновских лазеров на свободных электронах терагерцового диапазона
Предложена схема компактного комптоновского лазера на свободных электронах терагерцового диапазона, основанная на использовании в качестве источника накачки мощного микроволнового импульса сверхизлучения, циркулирующего в квазиоптическом резонаторе и испытывающего многократное обратное рассеяние на встречном умеренно релятивистском электронном пучке с энергией частиц несколько МэВ. В качестве источника электронов могут быть использованы как периодические последовательности электронных сгустков, формируемые фотоинжекторами, так и микросекундные электронные пучки от линейных индукционных ускорителей. Показана возможность генерации последовательности мультимегаваттных когерентных терагерцовых импульсов с суб-ГГц частотой следования.
General scaling behavior of superconductors
The physics of high-T c superconductors, which has been a major topic in condensed matter physics for more than thirty years, reveals some features of conventional superconductors. We analyze the scaling of the condensation energy E Δ divided by γ, E Δ/γ≃N(0)Δ1 2/γ, that equally applicable to both conventional and unconventional high-T c superconductors. Here N(0) is the density of states, Δ1 is the maximum value of the superconducting gap and γ is the Sommerfeld coefficient. Basing on this observation, we analyze experimental facts that reveal the general scaling properties of both high-T c and ordinary superconductors, and theoretically explain that the Homes' law ρs0∝T cσ(T c) is applicable to the both types of superconductors. Here σ is the conductivity, T is temperature and T c is the temperature of superconduction phase transition, λD is the zero-T penetration depth, and ρs0 is the superconducting electron density. For the first time, we also explain the reason of violation of the Homes' law. Our theoretical results agree well with experimental facts.
Фазовые превращения в гейзенберговских магнетиках, индуцированные одноосной анизотропией: моделирование методами Ванга–Ландау и машинного обучения
Впервые представлено моделирование критических свойств трехмерной анизотропной модели Гейзенберга во внешнем поле с использованием метода Ванга–Ландау. Был применен комбинированный подход, объединяющий алгоритм Ванга–Ландау с методами машинного обучения, кластеризацией DBSCAN и PCA анализом. Выявлено пороговое значение параметра Δc, разделяющее области определяющего влияния одноосной анизотропии.
Effect of Coulomb correlations on the electronic structure of bulk V2Se2O: a DFT+DMFT study
We present results of density functional theory (DFT) plus dynamical mean-field theory (DFT+DMFT) calculations of the electronic structure of bulk paramagnetic V2Se2O.We show that local Coulomb correlations in the partially filled V 3d shells induce renormalizations of the DFT spectral functions close to the Fermi energy preserving their shape. These transformations are not accompanied by a spectral weight transfer to Hubbard bands, indicating a moderately correlated metallic state of bulk paramagnetic V2Se2O. The V 3d states exhibit a quasiparticle mass enhancement m∗/m ∼ 1.34 − 3.11 comparable to that in the isostructural compound V2Te2O. We demonstrate that orbital selectivity of correlation effects in V2Se2O is less pronounced compared to V2Te2O as can be traced from the weaker differentiation of m∗/m and local spin correlation functions for different V 3d orbitals. The analysis of the temperature dependence of the self-energy allows us to speculate on possible deviations from the Fermi-liquid behavior of V2Se2O.
Порог генерации квантовых вихрей волнами на поверхности сверхтекучего He-II
Приведены результаты изучения особенностей взаимодействия отрицательных ионов с квантовыми вихрями в He-II, охлажденном до температуры T ≈ 1.5 К. В экспериментах исследовался отклик тока зарядов под поверхностью сверхтекучего гелия на изменение амплитуды h и частоты f волн, которые генерировали на поверхности двумя взаимно перпендикулярными волнопродукторами. Обнаружено, что при превышении скорости течения жидкости в стоячей волне выше некоторого порогового значения V thr ≈ 0.34 см/с гравитационно-капиллярные волны возбуждают в объеме жидкости не только классические, но и квантовые вихри, которые при понижении температуры He-II ниже 1.7 К могут захватывать движущиеся под поверхностью жидкости отрицательные ионы – электронные пузырьки радиусом порядка ∼ 17Å.
Резонансное неупругое рассеяние рентгеновских лучей на Fe L2,3-краях поглощения оксидов SrFeOx (x = 2.46 и 2.82)
Спектры резонансного неупругого рентгеновского рассеяния (RIXS) на Fe L2,3-краях поглощения применены для изучения электронной структуры SrFeO2.46 и SrFeO2.82. RIXS-спектры SrFeO2.82, по сравнению со спектрами SrFeO2.46, характеризуются менее интенсивными пиками упругой рекомбинации и менее выраженными неупругими спектральными особенностями, что связано с меньшей степенью локализации d4 + d5L состояний по сравнению с d5-состояниями. Особенности неупругого рассеяния RIXS-спектров отнесены к возбуждениям d-d. При более высоких энергиях возбуждения, где возбужденная в континуум флуоресценция становится доминирующей, спектры рентгеновской эмиссии хорошо согласуются с результатами измерения фотоэлектронных спектров валентных полос как SrFeO2.46, так и SrFeO2.82. Показано, что для интерпретации RIXS-спектров феррита SrFeO2.46 с трехвалентными ионами железа, находящимися как в октаэдрах, так и в тетраэдрах из ионов кислорода, можно использовать диаграммы Танабе-Сугано.
Статистические модели барреновских плато и антиконцентрация наблюдаемых Паули
Мы вводим статистические модели для каждого из трех основных источников барреновских плато: нелокальность наблюдаемой, запутанность начального состояния и экспрессивность квантовой цепи. В частности, нелокальные наблюдаемые моделируются случайными операторами Паули, что приводит к барреновским плато с вероятностью, экспоненциально близкой к единице. Эти модели являются дополнением к традиционным детерминированным подходам и зачастую проще в анализе. В рамках предложенного формализма мы показываем, что в режиме барреновского плато любые два оператора Паули антиконцентрированы с высокой вероятностью в следующем смысле: хотя каждый из них локализован в экспоненциально малом подпространстве параметров, соответствующие области по существу независимы, так что их пересечение экспоненциально меньше, чем каждое из подпространств по отдельности. Это наблюдение важно для понимания структуры квантовых ландшафтов с барреновскими плато и подходов к их оптимизации, включая стратегии предварительной инициализации.
Микроскопический механизм денатурации белков и нуклеиновых кислот бактерий Р. aeruginosa при резонансном поглощении фемтосекундных лазерных импульсов с длиной волны 6 мкм
Образцы плактона бактерий Р. aeruginosa на ИК-прозрачной кремниевой подложке впервые исследованы методом спектроскопии динамического пропускания в отношении фемтосекундных лазерных импульсов с длиной волны 6 мкм и варьируемой пиковой интенсивностью в диапазоне 3–5·102 ГВт/см2 – с превышением порога ≈ 3 · 102 ГВт/см2 для неразрушающей инактивации данных бактерий. С ростом интенсивности лазерного излучения поочередно наблюдаются выгорание полосы резонансного гармонического поглощения C=O-связи амидной группы белков и нуклеиновых кислот бактерий (волновое число – 1650 см−1), "синий" сдвиг полосы на ≈ 200 см−1, и последующий "красный" ангармонический сдвиг этой полосы на величину до 350-400 см−1. Квантово-механический анализ колебаний близких по структуре молекул в рамках колебательной теории возмущений 2-го порядка показал, что положение полосы C=O-связи при "синем" сдвиге отвечает колебаниям в отсутствие водородных связей, а ее значительный "красный" сдвиг вызван ангармонизмом, который для первого колебательного кванта достигает 30 см−1. На основании этих данных предложен молекулярный механизм сверхбыстрого разрушения вторичной структуры белков и нуклеиновых кислот бактерий Р. aeruginosa под действием фемтосекундных лазерных импульсов с длиной волны 6 мкм через мгновенный разрыв водородной связи на C=O моде при поглощении первого ИК-фотопа и перманентную фиксацию разрыва через высокоуровневое колебательное возбуждение при пороговой интенсивности излучения.
В настоящее время общепринятым и широко используемым свойством многочастичных амплитуд является отсутствие одновременных скачков амплитуд по энергетическим инвариантам перекрывающихся каналов. Для обоснования этого свойства используются соотношения Штейнманна. В работе показано наличие таких скачков и неправомерность использования соотношений Штейнманна для доказательства их отсутствия. Существование скачков означает ошибочность принятой в настоящее время формы мультиреджевских амплитуд и должно учитываться при выводе уравнения БФКЛ (Балицкого-Фадина-Кураева-Липатова) в следующих приближениях.
Topological origin of horizon temperature via the Chern–Gauss–Bonnet theorem
This paper establishes a connection between the Hawking temperature of spacetime horizons and global topological invariants, specifically the Euler characteristic of Wick-rotated Euclidean spacetimes. This is demonstrated for both de Sitter and Schwarzschild, where the compactification of the near-horizon geometry allows for a direct application of the Chern–Gauss–Bonnet theorem. For de Sitter, a simple argument connects the Gibbon–Hawking temperature of the Bunch–Davies state to the global thermal de Sitter temperature. This establishes that spacetime thermodynamics are a consequence of the geometrical structure of spacetime itself, therefore suggesting a deep connection between global topology and semi-classical analysis.
Полупроводниковый дисковый лазер на гетероструктуре GalnP/AlGalnP с внутрирезонаторной накачкой в квантовые ямы
Исследован впервые реализованный импульсный полупроводниковый дисковый лазер на гетероструктуре GaInP/AlGaInP с 25 квантовыми ямами, излучающий на длине волны 642.5 нм при внутрирезонаторной накачке в квантовые ямы излучением лазера на красителе с длиной волны 614.5 нм. Достигнута импульсная мощность ∼ 80 Вт при длительности импульса ∼ 0.5 мкс. Мощность ограничивается процессом разрушения структуры. Обнаружена временная модуляция излучения лазера на красителе с гетероструктурой внутри резонатора с периодом ∼ 6 нс, не равным времени обхода резонатора.
Принцип виртуального кожуха в моделях с 2D плазмой и 3D стенкой в токамаке
Оценивается ошибка в описании магнитного поля, возникающая при наложении условия, что внешнее трехмерное (3D) возмущение b не проникает в плазму в токамаке. Такой прием применяется при решении задач эволюции равновесной плазмы в коде CarMa, когда плазма рассматривается как двумерный объект (2D), а стенка вакуумной камеры — 3D. Тороидальная поверхность, разделяющая 2D и 3D области, называется coupling surface (CS), она выполняет функцию виртуального кожуха, но с дополнительным условием b = 0 внутри CS. Здесь обращается внимание на тот факт, что в обычной ситуации поле b между плазмой и стенкой должно зависеть от реакции плазмы, но задание b = 0 внутри тора CS в значительной степени устраняет эту неопределенность. При этом неизбежно возникает скачок тангенциальной компоненты b на CS, что требует наличия тока на этой поверхности. Оценивается величина этого фиктивного тока и его вклад в магнитное возмущение b. Показано, что он существенно влияет на величину и распределение поля b.
Эффекты сильной турбулентности волн на воде
Представлены результаты прямого численного моделирования плоско-симметричной турбулентности волн на воде для потенциальных течений в рамках конформных переменных с учетом низкочастотной накачки и высокочастотного затухания вязкого типа. В данной модели для широкого диапазона амплитуд накачки не обнаружен режим слабой турбулентности. Показано, что для типичных параметров турбулентности главными эффектами являются процессы опрокидывания волн, формирования на их гребнях каслов, которые вносят основной вклад в спектры турбулентности с зависимостью от частоты и волнового числа с одной и той же степенью, равной –4. В этом сильно нелинейном режиме плотность вероятности крутизны волн при больших отклонениях имеет степенные хвосты, ответственные за перемежаемость турбулентности.
Устойчивость нематической сверхпроводимости в Sr2Bi2Se3 к магнитному легированию
В данной работе исследуется легирование железом классического нематического сверхпроводника Sr2Bi2Se3. Установлено, что при атомной доле Fe ⩾ 0.2 % сверхпроводящая фаза подавляется. При меньших концентрациях железа критическая температура сверхпроводимости и анизотропия нематической сверхпроводимости не изменяются. Измерения намагниченности подтверждают связанный с Fe парамагнетизм. Кристаллическая структура (параметр решетки c) и транспортные свойства плавно меняются при ко-допировании Fe, что указывает на равномерное внедрение Fe в кристаллическую матрицу и отсутствие связи между подавлением сверхпроводимости и магнитной природой примесей. Влияние железа на сверхпроводимость имеет, по-видимому, структурный характер.
Теплоемкость плотных жидкостей: связь между двухфазной моделью и скейлингом по температуре плавления
Обобщенный скейлинг Розенфельда–Таразоны предсказывает степенную зависимость избыточной теплоемкости простых жидкостей от температуры. Двухфазная модель рассматривает жидкость как суперпозицию газоподобной и твердоподобной составляющих, относительное содержание которых характеризуется параметром жесткости жидкости. В данной работе показано, что обобщенный скейлинг Розенфельда–Таразоны естественным образом возникает в рамках двухфазной модели как следствие масштабной инвариантности параметра жесткости.
ЯМР спиновой кинетики ядер 169Tm в монокристалле Li(Y0.98Tm0.02)F4
В работе впервые наблюдался сигнал спинового эха ядер 169Tm в разбавленном ван-флековском парамагнетике Li(Y0.98Tm0.02)F4. Обнаружена анизотропия скоростей продольной и поперечной релаксации и ширины линии ядерного магнитного резонанса ядер 169Tm относительно кристаллографических осей [001] и [100]. Показано, что основной причиностью анизотропного поведения скоростей релаксации является разброс локальных магнитных полей редкоземельных ядер 169Tm за счет диполь-дипольного взаимодействия с окружающими магнитными ионами. Получена оценка времени корреляции сверхтонкого магнитного поля на ядре 169Tm, которая подтверждает его прямую связь со временем продольной релаксации электронных моментов в возбужденном дублетном состоянии. Время жизни иона тулия в возбужденном состоянии оказалось примерно в 10 раз больше, чем в монокристалле LiTmF4.
Локальная термометрия чешуйки NbSe2 путем измерения дельта-T шума
Мы измеряем транспорт и шум в образце, представляющем собой тонкую чешуйку NbSe2, уложенную на предварительно реализованные золотые электроды и покрытую тонкой чешуйкой hBN. В дробовом шуме туннельного перехода NbSe2/Au мы идентифицируем режим андеевского отражения, демонстрируя эффективное удвоение заряда. Создавая градиент температуры на туннельном переходе и измеряя его дельта-T шум в нормальном состоянии, мы извлекаем длину электрон-фононного рассеяния в NbSe2 и ее зависимость от температуры. Результаты измерений дельта-T шума в отсутствие магнитного поля, когда чешуйка находится в сверхпроводящем состоянии, качественно согласуются с ожиданиями. Предложенный подход является перспективным для изучения неравновесных конфигураций в сверхпроводниках.
Нарушение P- и T-симметрий и магнитогальванические эффекты в металлических антиферромагнетиках
В работе исследован процесс генерации гальванических токов переменным магнитным полем в антиферромагнитных металлах и полуметаллах на примере Mn2Au и CuMnAs. Показано, что в металлических антиферромагнетиках тетрагональной симметрии внешнее магнитное поле приводит к перераспределению зарядовой плотности, и, как следствие, к возникновению электрической поляризации и токов смещения. На основе методов теоретико-группового анализа и лагранжева формализма предложена модель для расчета магнитогальванических эффектов в данных материалах. Рассчитан электрический отклик системы на переменное магнитное поле, изменяющееся по линейному и гармоническому законам. Показано, что адиабатически меняющееся внешнее магнитное поле генерирует электрический ток, который исчезает в полях насыщения, а при гармонической модуляции поля возникает переменный электрический ток с отличным от нуля средним значением.