Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау


Российской академии наук

Направлено в печать

Туннелирование через примесный барьер в жидкости Латтинжера с спин-орбитальным взаимодействием.

24 марта в 11:30

С.И. Матвеенко

Методами бозонизации и ренорм-группы исследованы эффекты спин-орбитального взаимодействия (приводящие к нарушению разделения спиновых и зарядовых степеней свободы) на туннелирование через примесный барьер в одномерной модели Латтинжера. Найдены поправки к фазовой диаграмме основного состояния, вычислен кондактанс в зависимости от параметров Латтинжера и спин-орбитального взаимодействия.

Многочастичная локализация в одномерной фрустрированной XY-цепочке

24 марта в 11:30

С.И. Матвеенко

Эффекты многочастичной локализации исследовались в одномерной фрустрированной XY- цепочке в случайном магнитном поле, с взаимодействием ближайших, и через один, спинов. Найден численно переход в состояние с многочастичной локализацией при увеличении амплитуды случайного поля. Наличие делокализованной фазы при малой амплитуде беспорядка анализируется аналитически, переходом к эквивалентному представлению модели в терминах бесспиновых фермионов с эффективным нелокальным взаимодействием.
"Many-body localization transition in a frustrated XY chain" M. S. Bahovadinov, D. V. Kurlov, S. I. Matveenko, B. L. Altshuler, G. V. Shlyapnikov, Phys. Rev. B 106, 075107 (2022)

Ротоны в Бозе-конденсате дипольных атомов.

17 марта в 11:30

С.И. Матвеенко

Найдены аналитические и численные решения для спектров возбуждений ротонного типа в квазиодномерном Бозе-конденсате магнитных дипольных атомов. Вычислен коэффициент затухания возбуждений при конечной температуре. Результаты могут быть применимы к конденсату атомов диспрозия, для которого показано, что ротонные возбуждения достаточно долгоживущие и могут быть наблюдаемы.

Структурирование поверхности кремния с помощью фемтосекундного импульса и дифракции на микропузырьке

17 марта в 11:30 (короткий доклад)

Н.А. Иногамов

Laser-assisted nanostructuring of silicon interfaces provides a unique procedure for leading-edge technologies. We report on a new embossing technique with tightly focused Gaussian-shaped ultrashort laser pulses near the ablation threshold in liquid. We take advantage of a primary microbubble for controllable spatial-modulation of light intensity of succeeding pulses. Such a bubble, generated in liquid near the molten silicon surface by the first pulse, serves as an obstacle for the second pulse following with a sub-millisecond time delay, to produce a diffraction ring pattern. Variation of laser intensity can be utilized to guide the diffraction patterns. Thus the various annular patterns deeply embossed up to hundreds nanometers on the surface are produced with high reproducibility. Morphology of modified surface layer is investigated in detail using atomic-force microscopy, as well as scanning and transmission electron microscopies. Full-wave EM modeling of laser beam diffraction by the bubbles with various radii and shapes shows that the peak intensity in silicon is up to 1.7 times higher than in bubble-free liquid. Atomistic simulation of ultrafast heating with such a diffraction peak reveals that an annular microdimple surrounded by rims is formed by high-gradient pressure in molten silicon to be frozen after several nanoseconds.
S.A. Romashevskiy, A.I. Ignatov, V.V. Zhakhovsky, E.M. Eganova, E.A. Pershina, N.A. Inogamov, S.I. Ashitkov, Embossing of silicon with an ultrashort laser pulse diffracted by a bubble in liquid, Applied Surface Science, 615, 156212 (2023)

Моделирование двухямных потенциалов для уравнения Шредингера

10 марта в 11:30 (короткий доклад)

А.М. Дюгаев, П.Д. Григорьев

Предложен новый метод определения расщепления уровней $\Delta$ в двухямном одномерном потенциале. Найдены две функции ''партнеры'', одна симметричная $\Psi_{+}$, другая антисимметричная $\Psi_{-}$. По ним из уравнения Шредингера найдены отвечающие им потенциалы $V_{+}(x)$ и $V_{-}(x)$, и энергии $E_{+}^{0}$ и $E_{-}^{1}$. Уникальным свойством $\Psi_{+}$ и $\Psi_{-}$ является тождественное равенство: $E_{+}^{0}=E_{-}^{1}$, что дает возможность определить $\Delta$ по теории возмущений по параметру $V_{+}(x)-V_{-}(x)$. Для двухямного осцилляторного потенциала показано, что инстантонный предел может быть получен разложением в ряд теории возмущений по параметру $x_0$: $0

Улучшение ловушек ультрахолодных нейтронов, покрытых пленкой жидкого гелия, электростатическим потенциалом

10 марта в 11:30 (короткий доклад)

П.Д. Григорьев, А.В. Садовников, В.Д. Кочев, А.М. Дюгаев

Предлагается использовать электрическое напряжение, приложенное к шероховатым стенкам ловушки ультрахолодных нейтронов (УХН), покрытых жидким гелием, для увеличения толщины жидкого гелия и дополнительной защиты УХН от поглощения в стенках ловушки. Проведенные оценки необходимой интенсивности электрического поля показывают, что оно реализуемо. Изучается возможность влияния электрического поля на закон дисперсии поверхностных волн, приводящих к потерям УХН в ловушке из-за их неупругого рассеяния на риплонах.
Работа доступна на https://arxiv.org/abs/2303.04429

Параметрическая статистика в модели Розенцвейга-Портера

17 февраля в 11:30

М. А. Скворцов, M. Amini, В. Е. Кравцов

Исследована параметрическая статистика в модели Розенцвейга-Портера, гамильтониан которой является суммой гауссовой и диагональной случайных матриц. С помощью нелинейной суперсимметричной сигма модели получено аналитическое выражение для парных корреляционных функций глобальной и локальной плотности состояний во фрактальной фазе в случае диагонального изменения гамильтониана для унитарного ансамбля (класс симметрии А). Случаи недиагонального возмущения гамильтониана и ортогональной симметрии (класс AI) изучены путем численной диагонализации. Особое внимание уделено исследованию поведения восприимчивости fidelity собственных функций к параметру возмущения в различных фазах (эргодической, фрактальной, локализованной).

Аналитическое описание сверхтекучей жесткости в сильно неупорядоченных сверхпроводниках

10 февраля в 11:30

А.В. Хвалюк, М.В. Фейгельман

Проблема температурной зависимости сверхтекучей жесткости \Theta в сильно неупорядоченных сверхпроводниках с псевдощелью актуальна для поиска сверхпроводящих супериндективностей – устройств, востребованных в ряде областей современной квантовой техники. Теоретическое описание этой задачи содержит две сложности: 1) необходимо последовательно описать существенно неоднородное сверхпроводящее состояние, которое, как известно, существует в таких сверхпроводниках [1,2] даже на умеренном удалении от перехода сверхпроводник-изолятор, и 2) после этого необходимо вычислить макроскопический электромагнитный отклик получающейся неупорядоченной среды, что само по себе является сложной задачей. В этом докладе мы рассмотрим обе эти проблемы и выведем аналитическое уравнение, описывающее температурное изменение сверхтекучей жесткости. При низких температурах это изменение напоминает степенной закон \Theta(T = 0) - \Theta(T) \propto T^{b}, где показатель степени b ~ 2-3 зависит от беспорядка. Этот результат находится в качественном согласии с экспериментальными результатами, недавно полученными Thibault Charpentier из Института Нееля.
[1] B. Sacépé, T. Dubouchet, C. Chapelier, M. Sanquer, M. Ovadia, D. Shahar, M.V. Feigel'man and L.B. Ioffe, "Localization of preformed Cooper pairs in disordered superconductors", Nature Physics 7, 3 (2011), pp. 239–244.
[2] A.V. Khvalyuk and M.V. Feigel'man, "Distribution of the order parameter in strongly disordered superconductors: An analytic theory", Phys. Rev. B 104 (2021), pp. 224505.

Одноточечные корреляционные числа на торе в минимальной Лиувиллевской гравитации

3 февраля в 11:30

А. Артемьев, В.Белавин

Предложен метод вычисления "из первых принципов" одноточечных корреляционных чисел в (2,2p+1) минимальной Лиувиллевской гравитации на торе. Метод основан на "высших уравнений движения" Ал. Замолодчикова в теории Лиувилля, ранее успешно применённых к вычислению корреляторов на сфере. Показано, что этот подход позволяет свести входящие в определение корреляторов интегралов по пространствам модулей к явно вычислимым граничным вкладам. Результаты согласуются с подходом матричных моделей.
Доклад основан на работе arXiv: 2210.14568.

Прямое численное моделирование акустической турбулентности: спектр Захарова-Сагдеева

3 февраля в 11:30 (короткий доклад)

Е.А. Кочурин, Е.А. Кузнецов

Проведено прямое численное моделирование трехмерной акустической турбулентности в среде со слабой положительной дисперсией. Показано, что в начале длинноволновой области в распределении энергии в k-пространстве происходит формирование джетов в виде узких конусов. При больших волновых числах конусы уширяются, а распределение соответственно стремится к изотропному. В этой области волновых чисел усредненный по углу спектр турбулентности приобретает степенной характер с показателем, близким к -2/3, что соответствует спектру слабой акустической турбулентности Захарова-Сагдеева.

Спин в накопителях как аксионная антенна

27 января в 11:30

Н.Н. Николаев

Аксионы, предложенные Печчеи, Куинн, Вилчеком и Вайнбергом как решение загадки СР-инвариантнорсти КХД, широко обсуждаются как кандидат в темную материю. Как было указано Колоколовым и др., осциллирующие галактические аксионные поля порождают псевдомагнитное поле, пропорциональное скорости движения спина относительно центра Галактики. Околосветовая скорость частиц в накопителях усиливает эти поля на три порядка по сравнению с полями, действующими на спины в конденсированных средах в лаборатории. Будут представлены результаты первого эксперимента по поиску аксионов на накопителе СOSY в Юлихе, и обсуждены перспективы экспериментов на коллайдере NICA в Дубне.
Краткий обзор работ: 1) S. Karanth, ... , N.N. Nikolaev etc (JEDI Collaboration), "First Search for Axion-Like Particles in a Storage Ring Using a Polarized Deuteron Beam", arXiv:2208.07293; 2) N.N. Nikolaev, "Spin of protons in NICA and PTR storage rings as an axion antenna", Письма в ЖЭТФ, 115(11), 683-684 (2022) [JETP Letters, 115(11), 639-643 (2022)]

Связанные пары «магнитный скирмион – сверхпроводящий вихрь» в тонких бислоях

20 января в 11:30

S. Apostoloff, Е. Андрияхина, П. Воробьев, О. Третьяков, И. Бурмистров

В недавней работе [Phys. Rev. B 103, 174519 (2021)] было теоретически показано, что неелевский магнитный скирмион и сверхпроводящий пирловский вихрь могут образовывать связанные пары в двухслойных системах на основе тонких пленок сверхпроводника и ферромагнетика за счет взаимодействия полей рассеяния. В зависимости от параметров системы, центры скирмиона и вихря могут располагаться как строго друг над другом, так и на конечном расстоянии, порядка радиуса скирмиона. Однако, анализ в указанной работе был ограничен главным порядком теории возмущений по величине магнитного поля вихря. В докладе будут представлено более детальное исследование таких связанных пар в системах, в которых стабилизация скирмиона связана с наличием взаимодействия Дзялошинского–Мории. Во-первых, будет показано, что при увеличении эффективной силы вихря возникает контринтуитивное явление: отталкивание между скирмионом и вихрем подавляется, а расстояние между их центрами уменьшается [Письма в ЖЭТФ, 116(11), 801-807 (2022) / arXiv:2210.08790]. Во вторых, для соосных скирмиона и вихря предсказано существенное изменение скирмиона: может измениться киральность и/или существенно увеличивается радиус. Кроме того, при одном и том же наборе параметров гетероструктуры, в зависимости от начального распределения намагниченности в ферромагнетике, может возникнуть до трех различных связанных пар «скирмион – вихрь», где один скирмион имеет отрицательную киральность, а два других – различные радиусы и положительную киральность [arXiv:2212.08351 / направлено в PRL].

Исследование спиновой когерентности протонов для поиска ЭДМ в накопительных кольцах

20 января в 11:30

Алексей Мельников (ИЯИ РАН)

В ускорительных спиновых экспериментах по фундаментальным симметриям типа поиска ЭДМ заряженных частиц принципиально большое время когерентности горизонтального спина. Подавление декогеренции особенно важно для протонов с большой магнтитной аномалией. Будет дан краткий обзор работ по изучению механизма подавления хроматической аберрации на накопителях COSY (COoler SYnchrotron, Юлих, Германия) и PTR (ProtoType Ring коллаборации CPEDM).

Комментарий к статье "Сверхуниверсальность в локализации Андерсона"

30 декабря 2022 в 11:30 (короткий доклад)

И.С. Бурмистров

Будут изложены краткие аргументы почему статья I. Horváth and P. Markoš, "Super-universality in Anderson localization", Phys. Rev. Lett. 129, 106601 (2022) [arXiv:2110.11266] содержит неправильную интерпретацию численных данных.
Комментарий опубликован в архиве: arXiv:2210.10539

Первый сигнал охлаждения струй в pp соударениях

23 декабря 2022 в 11:30 (короткий доклад)

Б.Г. Захаров

We discuss jet quenching in mini quark-gluon plasma produced in $pp$ collisions. We study the modification factor $I_{pp}$, describing the medium modification of the jet fragmentation functions. We calculate $I_{pp}$ within the light-cone path integral approach to induced gluon emission for parametrization of the running coupling $\alpha_s(Q,T)$ which has a plateau around $Q=\kappa T$, motivated by the lattice calculations of the effective QCD coupling in the quark-gluon plasma. We calculate $I_{pp}$ with no free parameters using $\kappa$ fitted to the LHC data on the nuclear modification factor $R_{AA}$. We find that the predicted decrease with multiplicity of $I_{pp}$ for $5.02$ TeV $pp$ collisions agrees reasonably with the recent preliminary data from ALICE. Our results show that the drop of $I_{pp}$ with the multiplicity, if confirmed by further measurements, may be viewed as the first direct evidence for jet quenching in $pp$ collisions.

Ток захвата и теплообмен между сверхпроводящим нанопроводом и диэлектрической подложкой

23 декабря 2022 в 11:30 (короткий доклад)

М. А. Скворцов

Характеристики сверхпроводящих детекторов одиночных фотонов в значительной степени определяются скоростью обмена энергии между электронной подсистемой и фононами в диэлектрической подложке. В работе проведено систематическое экспериментальное исследование теплового кондактанса границы между сверхпроводящим проводом из NbN и шестью типами диэлектрических подложкек. Тепловые свойства границы определены путем анализа температурной зависимости тока захвата в рамках простой модели резистивного состояния. Измеренные величины теплового кондактанса границы в целом хорошо описываются моделью теплопереноса между двумя черными телами с разными температурами: в проводе и в подложке.

Взаимное влияние сверхпроводимости и локализации около двумерной ферромагнитной квантовой критической точки

23 декабря 2022 в 11:30

П.А. Носов, И.С. Бурмистров, S. Raghu

Исследована сверхпроводящая неустойчивость двумерной неупорядоченной ферми-жидкости, слабо связанной с мягкими флуктуациями, вызванными близостью к ферромагнитной квантовой критической точке изинговского типа. Получены квантовые поправки, вызванные взаимодействием, к уравнению Узаделя, определяющему сверхпроводящею щель в системе. Показано, что эффекты диффузии и локализации резко изменяют соотношение между некогерентностными эффектами и притяжением. Построена фазовая диаграмма системы и показано, что: (i) существует промежуточный диапазон силы беспорядка, в котором сверхпроводимость усиливается, а при дальнейшем росте беспорядка происходит переход сверхпроводник-изолятор; и (ii) купероны приобретают аномальный динамический скейлинг с z=4, что указывает на сильное неферми-жидкостное поведение.

Long-range interactions between membrane inclusions: Electric field induced giant amplification of the pairwise potential

16 декабря 2022 в 11:30

Е.С. Пикина, А.Р. Муратов, Е.И. Кац, В.В. Лебедев

The aim of this work is to revisit the phenomenological theory of the interaction between membrane inclusions, mediated by the membrane fluctuations. We consider the case where the inclusions are separated by distances larger than their characteristic size. Within our macroscopic approach a physical nature of such inclusions is not essential. However, we have always in mind two prototypes of such inclusions: proteins and RNA macromolecules. Because the interaction is driven by the membrane fluctuations and the coupling between inclusions and the membrane, it is possible to change the interaction potential by external actions affecting these factors. As an example of such external action we consider an electric field. Under external electric field (both dc or ac), we propose a new coupling mechanism between inclusions possessing dipole moments (as it is the case for most protein macromolecules) and the membrane. We found, quite unexpected and presumably for the first time, that the new coupling mechanism yields to giant enhancement of the pairwise potential of the inclusions. This result opens up a way to handle purposefully the interaction energy, and as well to test of the theory set forth in our article.
Results are published in Annals of Physics 447(Pt.2), 168916 (2022); https://doi.org/10.1016/j.aop.2022.168916

Структура угловых диаграмм для систем, описывающих динамику электрона в магнитном поле для дисперсионных законов общего положения

16 декабря 2022 в 11:30 (короткий доклад)

И.А. Дынников, А.Я. Мальцев, С.П. Новиков

Мы приведем ряд результатов, существенно уточняющих описание угловых диаграмм, возникающих при исследовании динамики электрона в магнитном поле на всех энергетических уровнях одновременно. Описание позволяет ввести определенную иерархическую структуру на множестве зон устойчивости на таких диаграммах, а также описать более детально множество возникновения сложных (хаотических) траекторий соответствующей динамической системы. ЖЭТФ, Том 162, Вып. 2 (2022), УМН, том 77, выпуск 6(468) (2022)

Открытые линии уровня суперпозиции периодических потенциалов на плоскости

16 декабря 2022 в 11:30 (короткий доклад)

А.Я. Мальцев, С.П. Новиков

Исследуется геометрия открытых линий уровня потенциалов, возникающих в результате наложения двух различных периодических потенциалов на плоскости. Эту задачу можно рассматривать как частный случай задачи Новикова о поведении открытых линий уровня квазипериодических потенциалов на плоскости с четырьмя квазипериодами. В то же время постановка этой задачи может иметь много дополнительных особенностей. Мы приведем общее описание складывающейся картины как в самом общем случае, так и при наличии дополнительных ограничений. Основной подход к описанию поведения открытых линий уровня основан на их разделении на топологически регулярные и хаотические линии уровня. Annals of Physics, In Press, Corrected Proof, Available online 22 July 2022, art. 169039; arXiv:2206.04014

Конструкция зеркальных пар орбифолдов Калаби-Яау с помощью спектрального потока

9 декабря 2022 в 11:30

С.Е. Пархоменко

В работе обсуждается так называемая гипотеза зеркальной симметрии, утверждающая, что пара сигма-моделей, заданных на многообразиях Калаби-Яау $(M, \tld{M})$, изоморфны, если их группы когомологий связаны соотношением Hp,q(M)=H3-p,q(\tld{M}). Мы рассматриваем специальный класс сигма-моделей на многообразиях Калаби-Яау, которые связанны с так называемыми орбифолдами произведений минимальных моделей $N=2$ суперконформной теории поля. Мы используем конструкцию состояний в таких моделях с помощью спектрального потока, а также "зеркальную" версию этой конструкции, чтобы показать, что такие сигма-модели действительно разбиваются на зеркальные пары изоморфных моделей.

Сингулярные вектора для алгебры NSR из полиномов Углова

9 декабря 2022 в 11:30 (короткий доклад)

М. А. Берштейн

В 2012 году была высказана гипотеза, что сингулярные вектора для супер аналога алгебры Вирасоро (в секторе Невё Шварца) после бозонизации могут быть отождествлены с симметрическими функциями Углова. Мы доказываем эту гипотезу. Также, мы доказываем аналогичный результат для Рамоновского сектора.
Основано на статье: M. Bershtein, A. Vargulevich, "NSR singular vectors from Uglov polynomials", J. Math. Phys. 63, 061706 (2022), arXiv:2202.11810.

Квазиклассический подход к вычислению формфакторов в модели sh-Гордона

2 декабря 2022 в 11:30

М. Лашкевич, О. Лисовой, Т. Ушакова

Формфакторы в модели sh-Гордона изучаются квазиклассически при малых значениях параметра $b$ на фоне радиально-симметричного классического решения. Для этого используется обобщение радиального квантования, известного для безмассового бозонного поля. При этом возникают новые специальные функции, обобщающие функции Бесселя и имеющие интересную интерпретацию в классической теории модели sh-Гордона. Формфакторы экспоненциальных операторов в лидирующем порядке полностью определяются классическими решениями, в то время как формфакторы операторов-потомков даже в лидирующем порядке содержат квантовые поправки. Рассмотрение операторов-потомков в двух киральностях требует перенормировок, аналогичных перенормировкам в конформной теории возмущений.

Цепочки Богоявленского и обобщённые числа Каталана

2 декабря 2022 в 11:30 (короткий доклад)

В.Э. Адлер

Несколько лет назад А.Б. Шабат предложил задачу о распаде единичного решения цепочки Вольтерры при обрыве на полупрямую. Она немного напоминает задачу Гуревича-Питаевского о ступеньке для КдФ, но оказалась проще, так как ответ находится точно. Один способ решения основан на наблюдении, что ряд Тейлора для тау-функции цепочки служит экспоненциальной производящей функцией для чисел Каталана и выражается через гипергеометрическую функцию. Это можно доказать, используя известный в комбинаторике результат о том, что преобразование Ханкеля для чисел Каталана дает единичную последовательность. Второй способ использует конечномерную редукцию, связанную с мастер-симметрией цепочки; решение с единичным начальным условием содержится внутри этой редукции. Доклад посвящен аналогичным результатам о связи цепочек Богоявленского с обобщенными числами Каталана (известными в комбинаторике) и обобщенной гипергеометрией.
arXiv:2202.02555