|
СИБИРСКИЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ 2020. Том 15, № 1 EN |
|
Физика высоких энергий, ускорителей и высокотемпературной плазмы
|
|
Баранов Г. Н., Богомягков А. В., Левичев Е. Б., Синяткин С. В. Оптимизация магнитной структуры источника синхротронного излучения четвертого поколения СКИФ в Новосибирске // Сибирский физический журнал. 2020. Т. 15, № 1. С. 05–23. DOI 10.25205/2541-9447-2020-15-1-5-23 Обсуждаются выбор магнитной структуры и оптимизация параметров источника синхротронного излучения (СИ) четвертого поколения СКИФ (Сибирский кольцевой источник фотонов). Рассматриваются и сравниваются различные варианты базовой ячейки периодичности с точки зрения получения как сверхмалого эмиттанса, так и большой динамической апертуры. В результате разработана магнитная структура источника СИ с энергией пучка 3 ГэВ, периметром 476 м и естественным (при нулевых токе и связи бетатронных колебаний) горизонтальным эмиттансом Ex пм. Полученные с использованием всего двух семейств секступольных линз динамическая апертура и энергетический акцептанс обеспечивают эффективную инжекцию и хорошее время жизни пучка. Ключевые слова
|
|
Аржанников А. В., Самцов Д. А., Синицкий С. Л., Степанов В. Д. Угловая расходимость электронов при генерации двух ленточных пучков в едином ускорительном диоде (моделирование, эксперимент) // Сибирский физический журнал. 2020. Т. 15, № 1. С. 24–41. DOI 10.25205/2541-9447-2020-15-1-24-41 Приведены результаты численного моделирования и экспериментальных исследований генерации двух лен-точных пучков в ускорительном диоде с магнитной изоляцией при напряжении на диоде ~ 0,7 МэВ и токе в нем 10 кА. Моделирование реализовано с помощью пакета Particle CST Studio. Эксперименты проведены на ускорителе У-3 установки ЭЛМИ. В расчетах с трехмерной геометрией, соответствующей экспериментам, получено распределение скоростей электронов по питч-углу на выходе пучков из диода в условиях неоднородного магнитного поля с индукцией около 1 Тл. Эти расчетные данные подтверждены в эксперименте, в котором с использованием датчика с семью каналами регистрации получена функция распределения скорости электронов с характерной шириной на полувысоте 0,03 рад. Использование программного пакета GEANT4 в обработке результатов измерений этим датчиком дает уверенность в корректности полученной функции распределения. Ключевые слова |
|
Физика жидкости, нейтральных и ионизованных газов
|
|
Лысенко В. И., Гапонов С. А., Смородский Б. В., Косинов А. Д., Ярославцев М. И. Устойчивость сверхзвукового пограничного слоя на сублимирующей поверхности // Сибирский физический журнал. 2020. Т. 15, № 1. С. 42–61. DOI 10.25205/2541-9447-2020-15-1-42-61 Проведено теоретическое исследование характеристик сверхзвукового пограничного слоя на плоской пластине при числе Маха M = 2 в условиях сублимации поверхности. В качестве материала для сублимирующего покрытия выбран нафталин (C10H8). Расчеты показали, что с повышением температуры поверхности при уве-личении температуры торможения потока массовый расход испарения нафталина растет. Проведенные по ли-нейной теории устойчивости расчеты показали, что увеличение испарения материала покрытия приводит к заметному уменьшению локальных скоростей роста неустойчивых возмущений пограничного слоя. Обна-ружено, что стабилизация пограничного слоя сублимацией покрытия обтекаемой поверхности происходит при увеличении температуры сублимирующего покрытия, достигая максимума вблизи температуры тройной точки вещества покрытия. Проведенные эксперименты подтвердили стабилизирующее влияние сублимации поверхности.
|
|
Абдуракипов С. С., Дулин В. М. Анализ устойчивости прямоточных струй с градиентом плотности // Сибирский физический журнал. 2020. Т. 15, № 1. С. 62–79. DOI 10.25205/2541-9447-2020-15-1-62-79 С использованием спектрального метода коллакаций Чебышева проведен анализ временной и пространственной устойчивости прямоточной круглой струи с поперечным градиентом плотности. Проанализированы характерные частоты, волновые числа и собственные моды наиболее неустойчивых возмущений струи. Сделан вывод, что учет влияния плотности в большинстве случаев приводит к уменьшению инкрементов роста всех неустойчивых мод и уменьшению их фазовых скоростей. Показано, что соотношения между фазовой и группой скоростями, полученными из временного и пространственного анализа устойчивости прямоточной струи, оказываются справедливыми лишь при больших толщинах сдвигового слоя.
|
|
Зудов В. Н., Шмагунов О. А. Инициирование локальным энергоподводом воспламене-ния горючей смеси в потоке // Сибирский физический журнал. 2020. Т. 15, № 1. С. 80–89. DOI 10.25205/2541-9447-2020-15-1-80-89 Проведено прямое численное моделирование воздействия локальной области энерговыделения на развитие процесса распространения горения в скоростном потоке гомогенной топливовоздушной смеси (Н2 + air). Математическая модель энергоисточника описывает физические явления, характерные для импульсного подвода энергии с использованием лазерного излучения. Подвод энергии и воспламенение моделируется с учетом за-данной кинетической схемы. Представлены результаты по пространственно-временной эволюции области воспламенения. Исследована зависимость положения области воспламенения от скорости набегающего потока.
|
|
Физика твердого тела, полупроводников, наноструктур
|
|
Ковалёв А. А. Моды бегущих электромагнитных волн в цилиндрах // Сибирский физический журнал. 2020. Т. 15, № 1. С. 90–97. DOI 10.25205/2541-9447-2020-15-1-90-97 Предложен алгоритм численного расчета мод бегущих электромагнитных волн для сплошного и полого твердотельных цилиндров. Определены комплексные собственные значения угловых параметров, характери- зующих излучательные моды и моды шепчущей галереи (whispering gallery mode, WG-мода). Мнимая часть полярной компоненты волнового вектора волны имеется у всех мод, включая WG-моды. Расчет проведен для конкретных размеров цилиндров. Рассчитаны распределения поля в области цилиндров. Изучена зависимость параметров мод от коэффициентов экстинкции материала цилиндра. Соотношение плотностей потоков энер- гии радиального и полярного направлений показывает резкое изменение при переходе от излучательных мод к WG-модам.
|
|
Физика химическая, биологическая, медицинская Синхротронное излучение: генерация и применение
|
|
Михайленко М. А., Шарафутдинов М. Р., Ельцов И. В., Тренихин М. В., Толочко Б. П. Исследование комплексообразования калий висмут цитрата с полисахаридами // Сибирский физический журнал. 2020. Т. 15, № 1. С. 100–107. DOI 10.25205/2541-9447-2020-15-1-100-107 Проведено исследование взаимодействия калий висмут цитрата (КВЦ) с полисахаридами различного строения – декстраном (линейный) и арабиногалактаном (разветвленный). Методом ЯМР показан донорно-акцепторный характер взаимодействия декстрана с КВЦ в растворах. Методами синхротронного излучения и просвечивающей электронной микроскопии показано формирование анизотропных нанокристаллов КВЦ в окружении декстрана.
|
|
Учебно-методическое обеспечение преподавания физики
|
|
Аржанников А. В., Князев Б. А. Первые интернет-олимпиады по физике между объединенными российско-американскими командами старшеклассников // Сибирский физический журнал. 2020. Т. 15, № 1. С. 108–138. DOI 10.25205/2541-9447-2020-15-1-108-138 Статья посвящена двадцатилетнему юбилею проведения первых международных интернет-олимпиад по физике, организованных физическим факультетом Новосибирского государственного университета, в которых участвовали старшеклассники России и США. В те годы на рубеже столетий, оставалось еще несколько лет до появления популярных социальных сетей, а также не существовали ныне широко известные мессенджеры. По этой причине проведение таких соревнований было совсем не простой задачей как в организационном плане, так и в плане технической реализации. Кроме того, было необходимо преодолеть препятствие, связан-ное с большими различиями в образовательных программах и разным уровнем школьного преподавания фи-зики в России и США, а также с наличием языкового барьера между участниками соревнований. Все эти препятствия были успешно преодолены совместными усилиями российского и американского организационных комитетов. В результате, в 1999 г. были проведены соревнования в рамках двух городов: Новосибирск и Сан-Диего, а в 2000-м – в рамках сети из четырех городов: Новосибирск – Санкт-Петербург – Сан-Диего – Сиэтл. Следует особо подчеркнуть, что весьма продуктивной оказалась идея проводить соревнования между коман-дами, которые составлены из равного числа российских и американских школьников, общающихся между собой с помощью прямой видеосвязи. Это позволило выровнять шансы команд на победу и заменить межна-циональное соперничество тесным сотрудничеством в рамках коллектива интернациональной команды. Ком-плекты олимпиадных задач были подготовлены как в форме обычных, письменных заданий, так и в форме ви-деоклипов, содержащих демонстрацию физического опыта. Видеоряд, демонстрирующий выполнение опыта по физике, удачно вписывался в решение проблемы преодоления языкового барьера. Безусловно, в полной мере был использован многолетний опыт, накопленный в НГУ при проведении всесибирских олимпиад и вступительных экзаменов по физике. В приложениях к данной статье, мы представили содержание заданий для участников олимпиад, а также отклики отечественной и американской прессы на описанные события.
|
|
|
Информация для авторов |
|
|
|
|