Направлено в печать
Динамика растягиваемых везикул
16 мая в 14:00
Шишкин М.А., Пикина Е.С., Лебедев В.В.
Замкнутые липидные мембраны (везикулы), будучи гибкими и слабосжимаемыми, демонстрируют богатство несферических форм (особенно замысловатых даже при простых внешних воздействиях). В рамках гидродинамического подхода бислой рассматривается как бесконечно тонкая жидкая пленка с поверхностной плотностью свободной энергии [W.Helfrich, Z.Naturforsch (1973)], и возникающие при этом силы вызывают в окружающей вязкой жидкости течение, увлекающее мембрану.Мы численно моделируем динамику формы везикулы из-за сильной нелинейности.
В докладе будут показаны результаты исследования поведения вытянутых везикул под действием растягивающих сил, таких как растягивающий поток и оптический пинцет. Имеется два критических значения амплитуды растягивающей силы: первое, отвечающее образованию формы "гири" с возможным бесконечным удлинением; и второе, связанное с так называемой жемчужной неустойчивостью "pearling instability", т.е. с формированием капель, соединенных тонкими трубочками [Kantsler V., Segre E., Steinberg V. (2008)]. Кроме того будет продемонстрирована поздняя стадия: после образования жемчужин остается медленная (в силу тонкости трубочек) динамика.
Аномальное пропускание света оптически толстыми пленками никеля, являющимися оптоакустическими трансдьюсерами
25 апреля в 11:30 (короткий доклад)
Н.А. Иногамов
Технологии, связанные с ультратонкими пленками, имеют важное значение для микроэлектроники. В этой связи много внимания обращают на механические и оптические свойства пленок. В настоящей работе исследованы пленки никеля на подложке из стекла. Обнаружен неожиданный эффект прозрачности пленок для света с пропусканием 1-10% падающего излучения. При этом пленки, во-первых, имеют толщину достаточно большую по отношению к толщине скин-слоя 12–13 нм; поэтому такое пропускание названо «аномальным». И, во-вторых, сохраняют свои упругие механические характеристики, которые не отличаются от свойств абсолютно однородных и с фиксированной толщиной пленок. Соответственно наши пленки действуют стандартно в качестве акустических резонаторов и в качестве излучателей акустических волн в подложку (трансдьюсеры). Аномальное пропускание света объясняется неоднородной структурой пленки. При этом пропускание света позволяет видеть через пленку бриллюэновские интерференционные осцилляции, связанные с распространением акустических волн в подложке.
DOI: 10.31857/S0044451025050049
ЖЭТФ, Том 167, Вып. 5, стр. 645 (Май 2025)
DOI: 10.1134/S1062873824710006
Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, том 88, издание S3, страницы S450-S456 Дата публикации: 2024-12-01
Деформация кристаллитов, ползучесть на межзёренных границах и повышение шероховатости поверхности поликристаллической меди, облученной ультрафиолетовым наносекундным лазерным импульсом при нагреве до температуры ниже температуры плавления
18 апреля в 11:30
Н.А. Иногамов
The mechanisms of surface relief formation on bulk copper samples under the influence of UV laser pulses (duration 10 ns, wavelength 355 nm) in the mode of heating to temperatures below the melting temperature have been investigated. It has been experimentally established that during irradiation at energy densities of 0.60-1.05 J/cm2 a characteristic system of protrusions/depressions, the height/depth of which reaches up to 500 nm, is formed on the surface of the samples in local areas near grain boundaries. By methods of optical profilometry, confocal scanning laser microscopy and transmission electron microscopy the deformation nature of the formed relief was established. The thin near-surface layer near grain boundaries shows traces of plastic deformation development: nanoscale twin plates, dislocations and low-angle dislocation boundaries. Molecular dynamic modeling has shown that the main physical reason for the development of the considered relief is the anisotropy of thermal expansion of differently oriented grains (crystallites) during cyclic heating to pre-melt temperatures. It is established that thermomechanical stresses arising in the near-surface layer exceed the yield strength of the material, which leads to irreversible plastic deformation. The amplification of structural changes is shown to increase with both the energy density and the number of pulses. The results obtained are important for understanding the mechanisms of metal structure degradation under cyclic pulse thermomechanical loading and can be used, in particular, to develop methods for increasing the operational durability of metal optics.
Неласов И.В., Манохин С.С., Колобов Ю.Р., Жаховский В.В., Перов Е.А., Петров Ю.В., Хомич Ю.В., Малинский Т.В., Иногамов Н.А., Рогалин В.Е. // ЖЭТФ. – 2025. – Т. 167. – № 6.
Zhurnal Experimentalnoi i Teoreticheskoi Fiziki Vol. 167 (6) (2025).
Развитие двухтемпературной модели для описания фемтосекундной лазерной абляции материалов с фотогенерацией носителей и экспериментальный поиск ее параметров
28 марта в 14:00
Кудряшов Сергей Иванович (ФИАН им. П.Н. Лебедева РАН)
Исторически двухтемпературная модель была предложена для описания эволюции температур связанных электронной и ионной подсистем простых металлов, возбужденных ультракоротким лазерным импульсом (длительность — короче времени электрон-ионной релаксации). Позднее, модель усложнялась в плане учета температурных зависимостей ключевых параметров — электронной теплоемкости, температуропроводности и константы электрон-ионной связи от плотности электронных состояний, в том числе — для металлов со сложной структурой спектра (переходные металлы). В последнее время, модель развивалась в применении к материалам с переменной плотностью носителей ( в т.ч. — полупроводников и диэлектриков) включением кинетики их фотогенерации и релаксации, параметры которой обычно неизвестны. В докладе представлены некоторые экспериментальные подходы, позволяющие получить основной набор ключевых параметров для описания фемтосекундной лазерной абляции простых и сложных металлов, полупроводников и диэлектриков в рамках двухтемпературной модели.
Пространственно-временная динамика амплитудной моды Шмида-Хиггса в грязных сверхпроводниках
21 марта в 11:30
И.С. Бурмистров
Исследована пространственно-временная динамику коллективной амплитудной моды Шмида-Хиггса (SH) в неупорядоченных s-волновых сверхпроводниках. Проанализирована аналитическая структура восприимчивости SH при нулевой температуре как функции комплексной частоты и найдено, что в грязном пределе когда длина когерентности значительно превышает среднюю длину свободного пробега: (i) отклик SH при фиксированных волновых векторах демонстрирует осцилляции с частотой 2Δ, затухающие со временем как 1/t^2, где Δ - величина сверхпроводящая щель; (ii) пространственно-временные субдиффузионные колебания с динамическим показателем z=4; и (iii) пространственные колебания на фиксированной частоте затухают экспоненциально, с периодом, который уменьшается по мере приближения частоты к 2Δ сверху. Когда длина когерентности сравнима со средней длиной свободного пробега, появляются дополнительные экспоненциально затухающие колебания на фиксированных волновых векторах с частотой выше 2Δ. Кроме того, показано, что амплитудная коллективная мода индуцирует дополнительный пик в токе генерации третьей гармоники при конечных волновых векторах. Частота этого пика смещена от обычного резонанса на Δ, тем самым обеспечивая однозначную характеристику динамики амплитуды параметра порядка.
Построение эффективных стратегий оптимизации случайных процессов путем перезапуска
7 марта в 12:30 (короткий доклад)
С.А. Белан
Оптимизация случайных процессов путем перезапуска является предметом активных теоретических исследований в статистической физике и уже давно нашла практическое применение в информатике. Между тем, один из ключевых вопросов остается по большей части нерешенным: как именно следует перезапускать процесс, точная статистика которого неизвестна, чтобы гарантировать, что наше вмешательство улучшит производительность? Обращаясь к этому вопросу, мы предлагаем несколько конструктивистских критериев эффективности различных протоколов немгновенного перезапуска в задаче оптимизации среднего времени завершения и в задаче оптимизации вероятности успеха. Будучи выраженными через небольшое число легко оцениваемых статистических характеристик исходного процесса, эти критерии позволяют выбрать гарантированно эффективную стратегию перезапуска на основе частичной информации.
О статистике времени ожидания первого появления определенного паттерна состояний случайного процесса
7 марта в 11:30
С.А. Белан
В работе демонстрируются преимущества метода стохастического уравнения обновления для описания статистики времени ожидания первого наблюдения периода времени фиксированной длины, в течении которого обновляемый процесс стохастических прыжков между двумя состояниями не покидает заданного состояния. Рассматриваются как марковские так и произвольные распределения интервалов времени между прыжками. Сравнение аналитических предсказаний со случаем декоррелированного во времени процесса показывает, что корреляции могут как уменьшать, так и увеличивать соответствующее среднее время ожида-
ния. Кроме того, сопоставляя экспоненциальные, субэкспоненциальные и модели с тяжелыми хвостами, характеризующиеся равными вероятностями наблюдения интересующего нас события, мы показываем, что более быстрое убывание плотности вероятности интервалов времени между прыжками подразумевает меньшее среднее время ожидания. Интересно, что независимо от деталей конкретной модели для рассматриваемых здесь прыжковых процессов как
с дискретным, так и непрерывных временем, случайное время ожидания демонстрирует универсальность, становясь экспоненциально распределенным в пределе большой длительности ожидаемого события.
Компенсация влияния несовершенства структуры Нуклотрона/ОИЯИ на поляризацию протонов в области целого спинового резонанса (Миниобзор)
28 февраля в 13:00 (короткий доклад)
Филатов Ю.Н., Кондратенко А.М, Николаев Н.Н., Сеничев Ю.В., Кондратенко М.А., Виноградов С.В., Цыплаков Е.Д., Чернышов А.И., Бутенко А.В., Костромин С.А., Ладыгин В.П., Сыресин Е.М., Бутенко Е.А., Гурылева И.Л., Мельников А.А., Аксентьев А.Е.
В управлении спинами сталкивающихся пучков, которое является ключевым
аспектом для работы коллайдеров поляризованных частиц NICA (ОИЯИ, Дубна,
Россия) и EIC (BNL, Брукхейвен, США), есть открытые вопросы. Единственно
реалистичный для управления поляризацией дейтронов режим спиновой
прозрачности все еще не апробирован экспериментально. При существующей
конфигурации ускорительных колец в ОИЯИ пилотный эксперимент по спиновой
прозрачности возможен с протонами на синхротроне Нуклотрон на целом
спиновом резонансе. Анализируется динамика поляризации протонов при
быстром пересечении целого резонанса с управляющими спиновыми навигаторами
на основе штатных корректирующих орбиту диполей. Разработана схема
компенсации когерентного влияния на спин ошибок установки и изготовления
магнитных элементов структуры Нуклотрона, основанная на измерении
спинового поля несовершенства структуры по адиабатическому отклонению
спинов в области резонанса с учетом синхротронной модуляции энергии.
Компенсация мощности целых резонансов возможна вплоть до ограничений,
связанных с орбитальными эмиттансами пучка. Результаты проведенного
численного моделирования предлагаемого спинового компенсатора подтверждают
возможность экспериментальной верификации режима спиновой прозрачности в
присутствии сильного искажения замкнутой орбиты несовершенством структуры
Нуклотрона.
Зеркальная симметрия многообразий Калаби-Яу и N=2 суперконформные двумерные теории поля (на основе кандидатской диссертации)
28 февраля в 12:30 (короткий доклад)
Борис Еремин (МФТИ, Сколтех, ИППИ)
Изучается зеркальная симметрия многообразий Калаби-Яу, построение моделей N=2 суперконформной теории поля, необходимых для суперструны, а также вычисление специальной Кэлеровой геометрии на пространстве модулей Калаби-Яу при помощи некоторой дуальности с калибровочными линейными сигма моделями.
Доказана эквивалентность конструкций зеркальной симметрии Батырева и Берглунда-Хубша-Кравица для орбифолдов Калаби-Яу, заданных нулями полинома во взвешенном проективном пространстве. Получены уравнения определяющие мономы-деформации зеркального полинома. Рассмотрены зеркальные пары орбифолдов квинтики.
Установлена дуальная калибровочная линейная сигма модель (GLSM) для Калаби-Яу типа Берглунда-Хубша. В рамках этой дуальности проверена так называемая зеркальная версия гипотезы Джокерса о равенстве экспоненты Кэлерова потенциала на пространстве модулей Калаби-Яу и статсуммы GLSM.
Построены N=2 суперконформные теории поля с центральным зарядом равным 9. Левые и правые примарные поля в этих теориях связаны согласно A-D-E классификации модулярно-инвариантных статсумм. Рассмотренны орбифолды произведений минимальных моделей соответствующие многообразиям Калаби-Яу типа Ферма. Получены уравнения взаимной локальности твистованных полей.
Конструкция 4-мерной гетеротической струны, компактифицированной на многообразия Калаби-Яу типа Берглунда-Хубша
28 февраля в 11:30
Александр Белавин
Модели Гетеротических струны в 4-х измерениях, полученные ранее Гепнером, представляют собой гибридные теории.
В левом секторе этих теорий исходно имеется 10-мерная N=1 Суперконформная теория поля, дополнительные к четырем 6 измерений которой компактифицированы на произведение N=2 минимальных моделей.
В правом секторе есть 26-мерная бозонная струна, 6 измерений которой также компактифицированы на произведения N=2 Минимальных моделей, а остальные 13 измерений компактифицированы на тор
алгебры Ли E(8)xSO(10).
Будет показано, как использовать аксиомы Конформного бутстрапа, включая требование взаимной локальности полей, для построения таких моделей в общем случае.
А именно, будет показано, что модели, построенные из требований одновременного выполнения взаимной локальности левых вертексов с генераторами N=1 Пространственно-Временной Суперсимметрии, и выполнение взаимной локальности правых вертексов с генераторами Калибровочной симметрии, а также из дополнительного требования взаимной локальности левых-правых вершин между собой, следует, что такие модели, чтобы быть самосогласованными, обязательно должны обладать калибровочной симметрией, алгебра Ли которой есть E(8)xE(6).
Как известно, наличие N=1 Суперсимметрии Пространства-Времени, а также E(8)xE(6) Калибровочной симметрии является необходимым из феноменологических соображений.
Рассмотренный ранее класс моделей Гетеротической струнны ограничен тем, что компактификация 6 из 10 измерений пространства-времени в их конструкциях в основном осуществляется на многообразиях Калаби-Яу, соответствующих произведениям $N=2$ Минимальных моделей.
Такие многообразия представляют собой специальный подкласс многообразий Калаби-Яу типа Берглунда-Хубша.
Будет показано, как, используя подходы Фейгина-Фукса и Батырева-Борисова, распространить нашу конструкцию на общий случай на многообразий Калаби-Яу этого типа.
О корректности постановки задачи моделирования кинетического уравнения для капиллярных волн.
21 февраля в 12:00 (короткий доклад)
А.О. Короткевич
В последнее время в литературе часто обсуждается проблема корректности постановки задачи описания взаимодействия волн в рамках кинетического уравнения для различных моделей. В данной работе рассматривается кинетическое уравнение для капиллярных волн на поверхности жидкости. Понимая, что полное доказательство корректности постановки задачи через численный эксперимент невозможно, рассматриваются результаты ряда численных экспериментов, подобных выполненным в недавней работе arXiv:2109.02477 (Phys. Rev. Lett., vol. 129, p. 034101 (2022)). Показано, что если правильно учесть скелинги параметров в кинетическом уравнении, то результаты полностью совпадают. Это означает, что как минимум при таком диапазоне параметров численный эксперимент качественно, а, скорее всего, и количественно, описывается кинетическим уравнение для капиллярных волн.
Влияние экструзии петель на корреляции между парами контактами участков интерфазных хромосом
21 февраля в 11:30 (короткий доклад)
С.А. Белан
Усредненные по большим популяциям клеток карты контактов, полученные с помощью метода определения конформации хромосом, предоставляют важную информацию о средней частоте контактов между парами локусов хроматина в зависимости от генетического расстояния между ними. Однако эти наборы данных ничего не говорят нам о совместной статистике одновременных контактов между геномными локусами отдельно взятой хромосомы. Такого рода статистическая информация может быть извлечена с помощью Hi-C метода, который способен обнаруживать большую долю одновременных контактов в пределах одной клетки, а также с помощью сочетания современных методов флуоресцентного окрашивания и микроскопии высокого разрешения. Мотивированные перспективой скорого появления соответствующих экспериментальных данных, в данной работе мы теоретически промоделировали совместную статистику пар контактов, расположенных вдоль линии, перпендикулярной главной диагонали карты контактов отдельной хромосомы. Анализ проводится в рамках модели идеальной полимерной цепи с подавленным беспорядком случайных петель, что, как показали предыдущие исследования, позволяет учитывать влияние процесса экструзии петель на конформационные свойства интерфазного хроматина.
Новое направление квантовых технологий (Постулат фон Неймана для коллапса волновой функции: экспериментальная верификация и обобщение. Квантовая нелокальность. Контрафактная передача информации.)
14 февраля в 11:30
А.В. Ланкин, Г.Э. Норман
Сделан обзор базовых работ по понятию измерения в квантовой механике от
теоретических (Борн 1926, фон Нейман 1932, Дике 1981, Леггетт и Гарг 1985) до
экспериментальных, верифицирующих теорию (квантовый эффект Зенона 1990,
контрафактная связь 2017, неравенства Леггетта-Гарга 2024). Проведено
обобщение постулата фон Неймана на interaction-free измерения одночастичных
состояний. В рамках единого подхода рассмотрены разнородные задачи
(контрафактные процедуры, неравенства Леггетта-Гарга). Сделана попытка дать
формулировку квантовой механики как физической теории, постулаты которой
включают: для однократных измерений – постулат Борна, для многократных –
постулат фон Неймана и его обобщение для interaction-free измерений. Показано
снижение энергозатрат на передачу одного бита при контрафактной передаче
информации, по сравнению с классическим пределом. Из проведенного
рассмотрения следует нелокальность квантовой механики даже для
одночастичных состояний, когда отсутствуют квантовые корреляции. Рассмотрены
перспективы приложений, которые связаны с interaction-free измерениями, т.е.
коллапсом волновой функции без взаимодействия.
План выступления:
1. Постулаты Борна (1926) и фон Неймана (1932)
2. Квантовый эффект Зенона (1990)
3. Interaction-free измерения (Дике 1981, Леггетт и Гарг 1985)
4. Обобщение постулата фон Неймана на interaction-free измерения
одночастичных состояний.
5. Неравенства Леггетта-Гарга.
6. Протокол контрафактных измерений.
7. Контрафактная передача информации (без передачи материи и/или энергии).
8. Выводы.
Инстантонный анализ для симметрийного класса спинового квантового эффекта Холла. Кроссоверы между топологическими классами
7 февраля в 11:30
Парфенов М. В., Бурмистров И. С.
В нашем исследовании мы разрабатываем непертурбативный анализ репличной двумерной нелинейной сигма-модели в классе C. Мы явно строим инстантонное решение с топологическим зарядом равным единице. Рассматривая флуктуации вокруг инстантона на Гауссовом уровне, мы
вычисляем инстантонную поправку к усредненному по беспорядку логарифму статистической суммы. Мы
вычисляем непертурбативные поправки к аномальным размерностям чисто-скейлинговых локальных операторов, которые определяют спектр обобщенной мультифрактальности. Мы также вычисляем инстантонные поправки к перенормированным продольной и холловской спиновой проводимостям и определяем топологию фазовой диаграммы для класса C. Наши результаты показывают, что спиновый квантовый эффект Холла действительно является близким родственником целочисленного квантового эффекта Холла. Также в докладе будет обсуждаться картина кроссовера между топологическими фазами в классах A и С.
Effect of color randomization on p_T broadening of fast partons in turbulent quark-gluon plasma
31 января в 11:30
Б.Г. Захаров
We analyze the effect of the parton color randomization on p_T broadening
in the quark-gluon plasma with turbulent color fields. We calculate the
transport coefficient qhat for a simplified model of fluctuating color
fields in the form of alternating sequential transverse layers with homogenous
transverse chromomagnetic fields with random orientation in the
SU(3) group and gaussian distribution in the magnitude. Our numerical
results show that the color randomization can lead to a sizable reduction of
the turbulent contribution to qhat. The magnitude of the effect grows
with increasing ratio of the electric and magnetic screening masses.
Jet quenching for hadron-tagged jets in pA collisions
31 января в 11:30 (короткий доклад)
Б.Г. Захаров
We calculate the medium modification factor I_pA
for 5.02 TeV p+Pb collisions. We use the Monte-Carlo Glauber model to
determine the parameters of the quark-gluon plasma fireball in pA
jet events. Our calculations show that the jet quenching effect for I_pA
turns out to be rather small. We have found that the theoretical I_pA as
a function of the underlying event charged multiplicity density, within errors,
agrees with data from ALICE for 5.02 TeV p+Pb collisions. However,
the experimental errors are too large to draw a firm conclusion on the possible presence of jet quenching.
Altermagnetic and Noncentrosymmetric Metals
24 января в 11:30
В.П. Минеев
A theoretical description of altermagnets in the normal and superconducting states is presented. It was made in comparison with metals that do not have spatial inversion symmetry. Having a formally similar mathematical description, these two classes of metals have qualitatively different physical properties.
Submitted to JETP Letters.
Квазиклассическое рассеяние на краевых дефектах в топологических изоляторах в магнитном поле
24 января в 11:30 (короткий доклад)
П.Д. Григорьев, А.Ш. Дотдаев, Я.И. Родионов, А.В. Рожков
Для электронов, распространяющихся по краевым состояниям двухмерного (2D) топологического изолятора, мы изучаем рассеяние на краевых дефектах, неизбежно присутствующих в реалистичных образцах 2D топологического изолятора, в присутствии внешнего однородного магнитного поля. Магнитное поле нарушает симметрию обращения времени, разрушая топологическую защиту фермионных состояний. Независимо от формы краевой деформации и величины магнитного поля, рассеяние всегда является надбарьерным. В такой ситуации удобно воспользоваться квазиклассическим методом Покровского-Халатникова. Для широких классов аналитических профилей деформации это позволяет теоретически расчитать не только основной экспоненциальный вклад в амплитуду рассеяния, но и предэкспоненциальный множитель.