В работе исследовано поглощение микроволнового излучения сверхпроводящим проводом, по которому течёт постоянный ток. Для этого в ведущем порядке по микроволновому излучению была рассчитана проводимость с учётом энергетической релаксации за счёт туннелирования в несверхпроводящий резервуар. При достаточно высоких температурах существует область частот, в которой проводимость пропорциональна времени неупругой релаксации и может превышать стандартное выражение для проводимости сверхпроводника, определяющееся упругими процессами. Однако, эта область в линейной проводимости исчезает при уменьшении постоянного тока до нуля.

В трехмерных турбулентных течениях вращающейся жидкости, где сила Кориолиса преобладает над силами инерции, наблюдается (экспериментально [1] и численно [2]) формирование столбовых вихрей - крупномасштабных когерентных долгоживущих потоков, однородных вдоль оси вращения. В работе мы строим аналитическую модель, описывающую как осесимметричное течение вихря поддерживает себя за счет поглощения инерционных волн. Изучается случай накачки, когда инерционные волны попадают в вихрь с периферии системы, где возбуждается турбулентность. В пределе коротких длин волн и малой вязкости нами показано, что при движении квазимонохроматическая волна, пришедшая в вихрь, передает тому свою энергию и импульс только в узкой окрестности критического слоя [3], который формируется для нее средним сдвиговым течением. В докладе мы представляем определение поперечной компоненты тензора Рейнольдса, усредненной по ансамблю волн, которая задает профиль скорости вихря [4].

[1] D.D. Tumachev, A.A. Levchenko, S.S. Vergeles, S.V. Filatov, Observation of a large stable anticyclone in rotating turbulence, PoF, 36(12), 126620 (2024).
[2] Seshasayanan, K. & Alexakis, A. Condensates in rotating turbulent flows. JFM, 841, 434–462 (2018).
[3] Haynes, P., 2015. Critical Layers. In: G. R. North et al., Encyclopedia of Atmospheric Sciences, 2nd edition, Vol 2.
[4] I.V. Kolokolov, L.L. Ogorodnikov, and S.S. Vergeles, Structure of coherent columnar vortices in three-dimensional rotating turbulent flow, Phys. Rev. Fluids 5, 034604 (2020).

Мы аналитически и численно исследуем статистические свойства динамики жестких сферических частиц с нейтральной пдавучестью. Частицы помещены в турбулентный поток с сильной сдвиговой составляющей. В качестве простейшей модели мы рассматриваем сдвиговой поток осесимметричного вихря с турбулентными флуктуациями и вычисляем распределение частиц от расстояния до центра вихря. Мы представляем количественные результаты, полученные в рамках модели точечной частицы с флуктуациями, которые коррелированы во времени.

В модели 'т Хофта (планарном пределе двумерной квантовой хромодинамики) спектр частиц-"мезонов" определяется решением одноименного интегрального уравнения. Для некоторых значений параметров (масс составляющих "мезон" кварков) Фатеев-Лукьянов-Замолодчиков, сведя задачу к уравнению типа TQ-уравнения Бакстера, смогли получить непертурбативные аналитические результаты, такие, как выражения для спектральных сумм, а так же систематическое (1/n)-разложение для собственных значений. Мы обобщаем использованный ими метод на случай произвольных кварковых масс. Полученные нами формулы подтверждаются численным решением, а также известными из других подходов аналитическими выражениями в предельных случаях. Доклад основан на совместной работе 2504.12081 с А. Литвиновым и П. Мещеряковым.

Нелокальная фотоника – это новое научное направление, которое изучает взаимодействие света со средами, обладающими сильной пространственной дисперсией. Учет пространственной дисперсии (или пространственной нелокальности) приводит к существенно новым физическим принципам взаимодействия света и вещества. В частности, в нелокальных средах возникают непрямые оптические переходы, обусловленные пространственным синхронизмом электронов и фотонов, локализованных вблизи структурных неоднородностей. В основе данного явления лежит увеличение импульса фотонов при их пространственной локализации.
Примером нелокальных сред являются двойные системы «кристалл-жидкость», структура которых обладает дальним порядком и локальным беспорядком. К таким системам относятся галоидные перовскиты, жидкие кристаллы, коллоидные системы, высокоэнтропийные кристаллы, полимеры, вода, мицеллы, белки и т.д. [1, 2].
В докладе будут рассмотрены такие полупроводники как кремний [3] и металл-галоидные перовскиты [4], в которых наблюдается широкополосное неупругое рассеяния света, известного как электронное комбинационное рассеяние света [1-3]. Будет показано, что электронное рассеяние света вызывает аномальное увеличение показателя преломления гетерогенных сред и приводит к их оптическому нагреву. В лекции будут рассмотрены некоторые приложения в области оптоэлектроники, фотовольтаики и биомедицины.

[1] S. S. Kharintsev, E. I. Battalova, V. Mkhitaryan, V. M. Shalaev. How near-field photon momentum drives unusual optical phenomena: opinion // Optical Materials Express, 2024. – V. 14. – P. 2017-2022.
[2] S. S. Kharintsev, E. I. Battalova, A. I. Noskov, J. Merham, E. O. Potma, D. A. Fishman. Photon-Momentum-Enabled Electronic Raman Scattering in Silicon Glass // ACS Nano 2024, – V. 18. – P. 9557–9565
[3] S. S. Kharintsev, A. I. Noskov, E. I. Battalova, L. Katrivas, A. B. Kotlyar, J. G. Merham, E. O. Potma, V. A. Apkarian, D. A. Fishman. Photon Momentum Enabled Light Absorption in Silicon // ACS Nano 2024, – V. 18. – P. 26532–26540
[4] S. S. Kharintsev, E. I. Battalova, I. A. Matchenya, A. G. Nasibulin, A. A. Marunchenko, A. P. Pushkarev. Extreme Electron-Photon Interaction in Disordered Perovskites // Adv. Sci. 2024, – V. 11. – P. 2405709.

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.

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

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).