Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау


Российской академии наук

Семинары

На регулярной основе семинары проводятся по четвергам в ИФП им. П.Л. Капицы в Москве и по пятницам на ученом совете ИТФ им. Л.Д. Ландау в Черноголовке.

Секторы института проводят свои собственные семинары, тематика которых определяются научной направленностью сектора.

Информация о семинарах рассылается также по электронной почте. Если вы ходите получать извещения о семинарах, подпишитесь.

Неборновские эффекты в рассеянии электронов в проводящей полоске с низкой концентрацией примесей

27 ноября, послезавтра в 11:30 на ученом совете

A. С. Иоселевич, Н. С. Пещеренко

Плотность состояний и сопротивление чистых квазиодномерных систем обладают особенностями Ван Хова при прохождении уровня Ферми через дно подзоны поперечного квантования. Однако, учёт рассеяния на примесях должен замывать эти особенности. Как было показано в нашей предыдущей работе [Phys. Rev. B 99, 035414 (2019)] для случая чистых проводящих трубок, характер замытия особенностей существенно зависит от концентрации примесей $n$. Для $n>n_c$ особенности просто размываются, в то время как для $n < n_c$ изначальная особенность асимметрично расщепляется в 2 пика для притягивающих примесей. Здесь $n_c$ — критическая концентрация примесей. В данной работе мы обобщаем эти результаты для случая «полосок» — квазиодномерных структур в двумерных проводниках. В этом случае при $n < n_c$ также имеет место асимметричное расщепление особенности в 2 пика. Однако, в отличии от случая трубки, амплитуды рассеяния на примесях зависят от их позиций, и эти пики оказываются неоднородно уширенными. Наиболее сильно уширяется левый максимум, возникающий (только для случая притягивающих примесей) вследствие рассеяния на квазистационарных уровнях. Данные уровни, в свою очередь, образуют относительно широкую примесную зону со слабой особенностью, похожей на особенность Ван Хова, на нижней границе. Различные участки зависимости сопротивления определяются вкладами различных групп примесей. Так, вблизи минимума сопротивления сильнее всего рассеивают, что удивительно, самые «слабые» примеси, расположенные вблизи узлов волновой функции. Область квази-особенности Ван Хова вблизи левого максимума определяется рассеянием на «сильных» примесях, расположенных вблизи пучностей волновой функции.

Трехмерная геометрия, капиллярный распад и оптическое возбуждение электронов в конденсированной среде при лазерном воздействии

27 ноября, послезавтра в 11:30 на ученом совете

Н.А. Иногамов

Представлен обзор текущих работ по физике взаимодействия лазерного излучения с веществом. Это тематика, в которой много нерешенных проблем. Часть этих проблем исследована в статьях, представленных в списке литературы к докладу. Все указанные проблемы имеют самое непосредственное отношение к современным технологиям. В исследовательских работах по данному направлению обычным является одномерная аппроксимация возникающих течений. Это оправданное приближение, поскольку глубина прогрева лазерным пучком, как правило, мала по сравнению с диаметром пучка на мишени. Однако в экспериментах видят отчетливые краевые эффекты на периферии лазерного пучка. До сих пор имелись только туманные догадки о причинах их формирования. В наших работах мы отошли от одномерного приближения и промоделировали, что происходит на краях пучка в трехмерной геометрии. Это позволило создать четкую картину происходящего. Разумеется, количественные расчеты не возможны без разработки и уточнения физических моделей металлов в состояниях с сильно возбужденной электронной подсистемой. Разработан программный подход, который опирается на адекватные микроскопические модели явлений в среде с горячими электронами, и учитывает сложную геометрию течения на макроуровне.
При современном численном моделировании одним из основных является метод молекулярной динамики. Вычисления отталкиваются от потенциала межатомного взаимодействия. Такие потенциалы создаются по данным, относящимся к относительно холодной области фазовой диаграммы. При этом на зависимость сигма(Т) коэффициента поверхностного натяжения от температуры (на всем диапазоне температур от точки плавления до критической точки) обычно внимания не обращают. Оказалось, что формирование паро-капельных распределений в лазерном факеле определяется зависимостью сигма(Т). Дело в том, что облучение создает крутой профиль температур, в котором вещество верхних слоев мишени набирает энтропию, которая может намного превышать значение энтропии в критической точке. Т.о. собирая на ресивере капли, образующиеся в результате капиллярного распада выброшенной жидкости, можно сделать оценки критической температуры металлов.
По результатам работ:
I. Milov, V. Zhakhovsky, D. Ilnitsky, K. Migdal, V. Khokhlov, Yu. Petrov, N. Inogamov, V. Lipp, N. Medvedev, B. Ziaja, V. Medvedev, I.A. Makhotkin, E. Louis, F. Bijkerk, Two-level ablation and damage morphology of Ru films under femtosecond extreme UV irradiation, Appl. Surf. Sci., 528, 14652 (2020)
Yu. Petrov, K. Migdal, N. Inogamov, V. Khokhlov, D. Ilnitsky, I. Milov, N. Medvedev, V. Lipp, V. Zhakhovsky, Ruthenium under ultrafast laser excitation: Model and dataset for equation of state, conductivity, and electron-ion coupling, Data in Brief, 28(2), 104980 (2020)
Yu.V. Petrov, N.A. Inogamov, K.P. Migdal, A.V. Mokshin and B.N. Galimzyanov, Electron-ion energy exchange in simple metals in Ziman approach, J. Phys.: Conf. Ser., 1556, 012005 (2020)
V. V. Shepelev, N. A. Inogamov, S. V. Fortova, Thermal and dynamic effects of laser irradiation of thin metal films, Opt. Quant. Electron., 52, 88 (2020)
Petrov, Yu. V.; Inogamov, N. A.; Khokhlov, V. A. & Migdal, K. P. Electron thermal conductivity of nickel and aluminum in solid and liquid phases in two-temperature states, J. Phys.: Conf. Ser., accepted

Квантовое разрушение сверхпроводимости в низкоразмерных системах

4 декабря в 11:30 на ученом совете

М.В. Фейгельман

Будет сделан краткий обзор основных результатов экспериментальных и теоретических работ последних ~ 10 лет по квантовым фазовым переходам сверхпроводник-изолятор и сверхпроводник-металл. Кроме того, предполагается представить некоторый список основных нерешенных проблем в этой области.
Доклад по обзорной статье:
Benjamin Sacépé, Mikhail Feigel’man and Teunis M. Klapwijk, Quantum breakdown of superconductivity in low-dimensional materials, Nature Physics 16, 734-746 (2020); arXiv:2007.15870

Photon-assisted tunneling at the atomic scale: Probing resonant Andreev reflections from Yu-Shiba-Rusinov states

4 декабря в 16:00 на ученом совете

Katharina Franke (Free University Berlin, Germany)

Exchange coupling of magnetic adsorbates to a superconducting substrate leads to Yu-Shiba-Rusinov (YSR) states within the superconducting energy gap. These can be probed by scanning tunneling spectroscopy as a pair of resonances at positive and negative bias voltage and over a wide range of tunnel conductances. At low tunneling rates, the current is carried by single-electron processes, where each excitation is sufficiently quickly followed by a relaxation into the energetic continuum. Upon increasing the junction conductance, the relaxation rates suppress single-electron tunneling and resonant Andreev processes start to dominate the transport process. The cross-over of these processes is expressed in the variation of the ratio of YSR peak height at positive and negative bias voltage [1]. Here, we investigate these transport processes by photon-assisted tunneling. While applying highfrequency radiation to the tunneling junction, we record the differential conductance spectra in the low and high-conductance regime. At low conductance, the YSR states exhibit symmetrically spaced sidebands with their spacing directly evidencing single-electron tunneling. Surprisingly, at large junction conductance, the spacing remains the same while the patterns become asymmetric. We show that this asymmetry is direct evidence of a resonant Andreev reflection with tunneling threshold conditions imposed on its electron and hole component [2]. We suggest that photon-assisted tunneling can be a powerful tool for the determination of the nature of the charge carriers in a single tunneling event.
References
[1] M. Ruby, F. Pientka, Y. Peng, F. von Oppen, B.W. Heinrich, and K.J. Franke, "Tunneling Processes into Localized Subgap States in Superconductors", Phys. Rev. Lett. 115, 087001 (2015).
[2] O. Peters, N. Bogdanoff, S. Acero González, L. Melischek, J. Rika Simon, Gaël Reecht, C.B. Winkelmann, Felix von Oppen & K.J. Franke, "Resonant Andreev reflections probed by photon-assisted tunnelling at the atomic scale", Nat. Phys. (2020). https://doi.org/10.1038/s41567-020-0972-z; arXiv:2001.09534

Бездисперсионные интегрируемые системы и уравнения Богомольного на фоне геометрии Эйнштейна-Вейля

11 декабря в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

Л.В. Богданов

Получена бездисперсионная интегрируемая система, описывающая локальную форму общей трехмерной геометрии Эйнштейна–Вейля с евклидовой (положительной) сигнатурой, сконструировано ее матричное расширение и показано, что оно приводит к уравнениям Богомольного для неабелева монополя на фоне геометрии Эйнштейна–Вейля. Рассматривается также соответствующая бездисперсионная интегрируемая иерархия, ее матричное расширение и схема одевания. ТМФ, 205(1), 41-54 (2020)

Collective nuclear vibrations and initial state shape fluctuations in central Pb+Pb collisions: resolving the $v_2$ to $v_3$ puzzle

11 декабря в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

Б.Г. Захаров

We have studied, for the first time, the influence of the collective quantum effects in the nuclear wave functions on the azimuthal anisotropy coefficients $\epsilon_{2,3}$ for the initial quark-gluon plasma fireball in the central Pb+Pb collisions at the LHC energies. With the help of the energy weighted sum rule we demonstrate that the classical treatment with the Woods-Saxon nuclear density overestimates the mean square quadrupole moment of the $^{208}$Pb nucleus by a factor of $\sim 2.2$. The Monte-Carlo Glauber simulation of the central Pb+Pb collisions accounting for the restriction on the quadrupole moment leads to a substantial suppression of the ratio $\epsilon_2/\epsilon_3$ which allows to resolve the $v_2$-to-$v_3$ puzzle.

Jet quenching in heavy ion collisions at RHIC and LHC energies

11 декабря в 11:30 на ученом совете

Б.Г. Захаров

We present results of a detailed global analysis of experimental data on the nuclear modification factor $R_{AA}$ and the flow coefficient $v_2$ for light hadrons from RHIC for 0.2 TeV Au+Au collisions and from LHC for 2.76 and 5.02 TeV Pb+Pb, and 5.44 TeV Xe+Xe collisions. We perform calculations within the light-cone path integral approach to induced gluon emission. We use running $\alpha_s$ which is frozen at low momenta at some value $\alpha_{s}^{fr}$. We find that the RHIC data support somewhat larger value of $\alpha_{s}^{fr}$. For the $\chi^2$ optimized values of $\alpha_{s}^{fr}$, the theoretical predictions are in reasonable agreement with data on $R_{AA}$ and $v_2$. Calculations made for different formation times and life-times of the QGP show that jet quenching at the RHIC and LHC energies is only weakly sensitive to the initial and final stages of the QCD matter evolution. One of the reasons for difference between the optimal $\alpha_s$ for RHIC and LHC is a stronger thermal suppression of the QCD coupling in the hotter quark-gluon plasma at the LHC energies. To clarify the situation we also perform calculations with temperature dependent running $\alpha_s$. Our results show that the $T$-dependent QCD coupling largely eliminates the difference between the optimal values of $\alpha_s$ for the RHIC and LHC energies. It may be viewed as the first direct evidence of the increase of the thermal suppression of $\alpha_s$ with rising temperature.

Неустойчивые моды линеаризации НУШ вблизи бризера Ахмедиева

11 декабря в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

П. Г. Гриневич, П.М Сантини

В литературе содержится утверждение о стабильности бризера Ахмедиева за счет механизма "насыщения нелинейности". В качестве аргумента используется тот факт, что среди квадратов волновых функций, по которым разлагаются решения линераизованной задачи, нет растущих по времени. Нами показано, что эта аргументация ошибочна, поскольку из-за наличия двойной точки в спектральной задаче в разложение по квадаратам собственных фукций также входят производные по спектральному параметру. Мы явно предъявляем "упущенные моды".

Основное состояние квантовой частицы в потенциальном поле

18 декабря в 11:30 на ученом совете

А. М. Дюгаев, П. Д. Григорьев

Исследуется решение уравнения Шредингера для основного состояния частицы в потенциальном поле. Так как волновые функции основного состояния не имеют узлов, оказывается возможным однозначно определить потенциалы разных типов. Выяснилось, что для широкого круга модельных потенциалов энергия основного состояния равна нулю. Более того, нулевой уровень может быть единственным уровнем на границе сплошного спектра. Рассмотрены потенциалы типа «воронок», имеющие монотонную зависимость от координат, для случая одного, двух и трех измерений. В одномерном случае интересны потенциалы «инстантонного» типа с двумя точками равновесия частицы. Для кулоновского потенциала энергия основного состояния устойчива к его экранировке, как на больших, так и на малых расстояниях. Найдены двухсолитонные решения нелинейного уравнения Шредингера. Аргументирована эффективность предлагаемого «метода обратной задачи» для исследования решений дифференциальных уравнений.

Теплоемкость сверхпроводящих гранул

18 декабря в 11:30 на ученом совете (короткий доклад)

А. М. Дюгаев, П.Д. Григорьев

Определены термодинамические свойства сверхпроводящих гранул с малым параметром d, равным отношению расстояния между уровнями размерного квантования к температура перехода Tc в сверхпроводящее состояние. Показано, что параметр порядка D не обращается в ноль при T>Tc и даже проходит через минимум при T=eTc, причем D(eTc)/ D (0) ~ d^1/2, а в точке перехода D(eTc)/ D (0) ~ d^1/4. Установлено, что параметр порядка D много больше расстояния между уровнями размерного квантования в очень широкой области температур T>Tc, причем параметр D имеет смысл щели в спектре электронов. Также в широкой области T>Tc теплоемкость гранул CS(T) имеет универсальную независящую от модели температурную зависимость: [CS(T) – CN(T) ]/CN(T) ~ d/ln^2(T/Tc), где CN(T) - линейная по T теплоемкость нормальной фазы. Медленная температурная зависимость этой разницы теплоемкостей может быть экспериментально обнаружена вдали от точки перехода T>> Tc.