Журнал Вестник НГУ. Cерия Физика. 2006. Том 1, выпуск 2

Квантовая оптика, квантовая электроника

Князев Б. А., Черкасский В. С. Отражающие дифракционные оптические элементы и их применение для управления излучением терагерцового лазера на свободных электронах (1.35 mb, pdf)

Отражательные дифракционные оптические элементы (ДОЭ) имеют большие перспективы в качестве устройств для управления монохроматическим излучением мощного терагерцового лазера на свободных электронах и создания оптических систем на рабочих станциях. Они характеризуются высокой лучевой стойкостью по сравнению с пропускающими элементами, менее массивны и трудоемки в изготовлении по сравнению с параболическими зеркалами, на их основе могут быть созданы фокусаторы для формирования изображений со сложными очертаниями. При работе «на отражение» для разделения падающего и отраженного пучков излучение должно падать на ДОЭ под углом. В работе проведен анализ дифракции плоской электромагнитной волны и гауссова пучка при наклонном падении на отражательный ДОЭ и рассмотрены частные случаи зонной пластинки Френеля и киноформной линзы. Детально описана техника численных расчетов дифрагированных пучков в параксиальном приближении. Описаны способы изготовления отражательных зонных пластинок и киноформной линзы. Выполнены измерения распределения интенсивности терагерцового излучения вдоль оптической оси и в поперечном сечении областей перетяжки для зонных пластинок и киноформной линзы при фокусировке стоваттного пучка Новосибирского лазера на свободных электронах диаметром около восьми сантиметров при нескольких длинах волн в интервале 130–180 мкм. Показано, что результаты экспериментов и численных расчетов достаточно хорошо совпадают. Расчеты построения изображения с помощью киноформной линзы подтверждают перспективность создания оптических систем для лазеров на свободных электронах на основе отражательных дифракционных оптических элементов.

3

Физика жидкости, нейтральных и ионизованных газов

Бойко А. В., Горев В. Н., Козлов В. В. Переход к турбулентности в пограничных слоях: успехи и перспективы (1.04 mb, pdf)

Приведен обзор результатов исследований по возникновению турбулентности в дозвуковых пристенных течениях. Рассматриваются традиционные аспекты проблемы, включающие линейную устойчивость и генерацию возмущений сдвиговых течений, а также более поздние стадии перехода к турбулентности. Обсуждаются современные подходы к описанию ламинарно-турбулентного перехода и последние опытные данные, уточняющие представления о переходе и возможностях управления им в различных условиях обтекания тел. Указаны перспективы исследований в рассматриваемой области.

21

Коробейщиков Н. Г., Зарвин А. Е. Импульсные сверхзвуковые струи: применение, проблемы, решения (0.78 mb, pdf)

Представлены литературный обзор и оригинальные материалы исследований нестационарных сверхзвуковых течений газов. Проанализированы закономерности движения переднего и заднего фронтов в импульсных струях при различных режимах истечения. Определены времена запуска струй, сформированных в виде импульсов конечной длительности. Результаты обобщены в безразмерных параметрах подобия. Описаны конструкции устройств формирования импульсных газовых потоков, приведены рекомендации по выбору клапанной системы. Результаты работы могут быть использованы в учебном процессе и при выполнении научно-исследовательских работ студентами и аспирантами, в том числе проходящими подготовку на базе Научно-образовательного центра в области энергетики и энергосберегающих технологий, созданного НГУ, ИТ СО РАН и ЦТТ СО РАН.

29

Шарыпов О. В., Медведко К. А. К вопросу о структуре неизотермических пленочных течений (0,50 mb, pdf)

Представлены результаты теоретического изучения и численного моделирования возникновения трехмерной упорядоченной структуры пленочного течения в неизотермических условиях. Показано, что при достаточно высокой интенсивности локального источника тепла двумерная структура течения пленки является неустойчивой. Получено выражение для спектра инкрементов линейных возмущений, проанализирована зависимость длины волны возмущения с максимальным инкрементом от основных физических параметров. На основе аналитических результатов выполнено численное моделирование формирования периодической структуры течения и поля температуры свободной поверхности. Проведено сопоставление теоретических результатов с данными экспериментов, выполненных на установках в лаборатории интенсификации процессов теплообмена ИТ СО РАН и в лаборатории нестандартного физического практикума кафедры общей физики физического факультета НГУ. Результаты работы могут быть использованы в учебном процессе при выполнении учебно-научных и научно-исследовательских работ студентами и аспирантами, в том числе проходящими подготовку на базе Научно-образовательного центра в области энергетики и энергосберегающих технологий, созданного НГУ, ИТ СО РАН и ЦТТ СО РАН.

48

Физика высоких энергий, ускорителей и высокотемпературной плазмы

Тельнов В. И. Физика элементарных частиц и космология: на пороге великих открытий (0.99 mb, pdf)

Настоящая статья редактора раздела «Физика высоких энергий, ускорителей и высокотемпературной плазмы» открывает публикации данного раздела журнала. В ней рассказывается о современных проблемах физики элементарных частиц и космологии, об удивительных открытиях, сделанных в последние годы, разгадка которых будет означать большой шаг в познании природы.

54

Аржанников А. В., Гинзбург Н. С., Заславский В. Ю., Иваненко В. Г., Иванов И. А., Калинин П. В., Кузнецов А. С., Кузнецов С. А., Песков Н. Ю., Сергеев А. С., Синицкий С. Л., Степанов В. Д. Исследование генерации миллиметрового излучения в планарном мазере на свободных электронах с комбинированным брэгговским резонатором (0.90 mb, pdf)

В работе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по генерации электромагнитного излучения в планарном мазере на свободных электронах в условиях двумерной распределенной обратной связи. В эксперименте доказана возможность одночастотной генерации на решеточных модах двумерного отражателя при килоамперных токах пучка мэвных электронов.

71

Бельченко Ю. И., Бурдаков А. В., Давыденко В. И., Долгушин В. М., Драничников А. Н., Иванов А. А., Кобец В. В., Константинов С. Г., Кривенко А. С., Кудрявцев А. М., Савкин В. Я., Санин А. Л., Сорокин И. Н., Таскаев С. Ю., Тиунов М. А., Хильченко А. Д., Широков В. В. Ускоритель-тандем с вакуумной изоляцией как основа медицинского комплекса для лечения злокачественных опухолей методом борнейтронозахватной терапии и таможенного комплекса для дистанционного обнаружения взрывчатых веществ (2.59 mb, doc)

В статье описана конструкция и области применения оригинального протонного ускорителя с вакуумной изоляцией, предложенного и изготовленного в Институте ядерной физики СО РАН. Приведены результаты первых экспериментов.

82

Ауслендер В. Л., Безуглов В. В., Брязгин А. А., Воронин Л. А., Горбунов В. А., Коробейников М. В., Нехаев В. Е., Панфилов А. Д., Подобаев В. С., Ткаченко В. О., Тувик А. А., Факторович Б. Л. Импульсные линейные ускорители электронов серии ИЛУ производства Института ядерной физики им. Будкера (1.44 mb, pdf)

В статье описаны промышленные импульсные линейные ускорители электронов типа ИЛУ. Приведено описание принципов действия, основных параметров и конструкции, и а также систем выпуска пучка и другого оборудования, применяемого для реализации различных радиационно-технологических процессов.

89

Химическая, биологическая и медицинская физика

Дзюба С. А. Динамический низкотемпературный переход в неупорядоченных молекулярных средах и биосистемах (419 kb, pdf)

Взаимосвязь структурно-динамических свойств и физиологической активности биосистем является сейчас предметом интенсивных исследований. Недавно было установлено, что в системах c некристаллической структурой существуют интенсивные колебания атомов и молекул, которые являются гармоническими ниже температуры так называемого динамического перехода и становятся ангармоническими выше ее. Для биосистем температура перехода лежит в интервале 200–230 К. Известно, что динамический переход существенным образом влияет на физиологическую активность этих систем. Указанные колебания и динамический переход были зарегистрированы методами рассеяния нейтронов и мессбауровского поглощения. В настоящей статье описывается, как эти явления можно изучать с помощью недавно развитого метода эхо-детектируемого (ЭД) электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) спиновых зондов и меток. Данные ЭД ЭПР показывают, что колебания осуществляются молекулами как целыми. Причем они имеют коллективный характер и происходят внутри нанометрового кластера молекул, а само изменение характера движения выше температуры перехода связано с изменениями в наноструктуре вещества. Метод ЭД ЭПР обладает высокой чувствительностью к динамическому переходу. Его преимуществами являются также доступность эксперимента и возможность путем селективного мечения изучать движения в разных участках сложных супрамолекулярных структур. Описываются результаты исследования молекулярных стекол, модельных фосфолипидных мембран, живых клеток семян и пыльцы, реакционных центров бактериального фотосинтеза.

97

Физика твердого тела, полупроводников, наноструктур

Боярский Л. А. Псевдощелевые аномалии в спе ктрах сильно коррелированных электронных систем (магнетики и сверхпроводники) (418 kb, pdf)

В работе представлен аналитический обзор псевдощелевых явлений в электронных спектрах сильно коррелированных систем. Высказаны соображения относительно связи этих явлений с моделью виртуальных уровней Фриделя.

105

Учебно-методическое обеспечение преподавания физики

Котельников И. А. Две задачи на метод изображений (0.36 mb, pdf)

Методом изображений решены две задачи классической электродинамики, в которых возникает бесконечная последовательность фиктивных зарядов-изображений. Сначала вычислена сила, действующая на точечный заряд, расположенный между обкладками плоского конденсатора. Затем найдена сила кулоновского взаимодействия двух заряженных проводящих шаров. В задаче с двумя шарами вычислены емкостные коэффициенты и прямыми вычислениями показано, что найденная сила взаимодействия шаров совпадает с силой, полученной методом виртуальных перемещений.

113

Краткие сообщения

Амитин Е. Б., Жданов К. Р., Ковалевская Ю. А. Особенности фазового перехода вблизи точки Нееля в диспрозии (208 kb, pdf)

В результате анализа экспериментальных данных по теплоемкости и тепловому расширению диспрозия было установлено, что фазовый переход из антиферромагнитного состояния в парамагнитное не может быть описан в рамках теории скейлинга. Редкоземельный элемент диспрозий в антиферромагнитной фазе образует магнитную структуру типа простой спирали.

122

Вернуться на главную