195251, Санкт-Петербург,
Политехническая ул., 29, НИК, к. В.3.17
+7 (812) 294-2285 (с 10 до 17:30 часов)
physics@spbstu.ru

Теоретическая физика

Ларионов Н. В.

Формирование угловой зависимости интенсивности света, рассеянного на оптически плотном атомном ансамбле

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Теоретически исследуется рассеяние пробного излучения на оптически плотном холодном атомном ансамбле. Для описания многократного рассеяния света атомами ансамбля используется квантово-электродинамический подход, основанный на диаграммной технике Константинова – Переля – Келдыша. С помощью этого подхода, для случая неподвижных двухуровневых атомов (переход Jg = 0 → Je = 1) выводится явное аналитическое выражение для сечения n-кратного некогерентного рассеяния. Численный анализ полученного выражения, проведенный методом Монте-Карло, позволил проследить роль различных порядков рассеяния в формировании угловой зависимости интенсивности рассеянного света.

Сcылка при цитировании: Ларионов Н.В. Формирование угловой зависимости интенсивности света, рассеянного на оптически плотном атомном ансамбле // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2017. Т. 10. № 3. С. 75–83. DOI: 10.18721/JPM.10307

Просмотров: 626 Комментариев: 0

Коновалов А. В., Ипатов А.Н.

Многочастичные корреляции при описании фотопоглощения атома натрия

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

В работе исследуется роль многоэлектронных корреляций в процессах фотопоглощения многоэлектронных атомов. Приведены результаты численных расчетов сечений фотоионизации атома натрия в приближении случайных фаз с обменом. Вычисления проводились с учетом многочастичных эффектов, таких как межканальные корреляции, проявляющиеся в появлении пиков автоионизационных резонансов, а также взаимодействия, связанные с поляризацией электронного остова атома. Поляризационные поправки к энергиям и волновым функциям электронов учитывались с использованием статического и динамического поляризационного потенциала. Также исследовалось влияние корреляций на положение и форму резонансных пиков в сечении фотопоглощения. Учет поляризационных поправок позволил добиться лучшего согласия результатов расчета с экспериментальными данными в широком диапазоне энергий, в особенности при использовании динамического поляризационного потенциала на основе уравнения Дайсона.

Просмотров: 1156 Комментариев: 0

Овчинников С.Ю., Ларионов Н. В., Смирновский А. А., Шмидт А.А.

Образование квантовых вихрей при ионизации атома импульсом электромагнитного поля

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Проведено численное и аналитическое исследование пространственно-временной эволюции квантовой системы, образованной в результате взаимодействия электромагнитного поля с водородоподобным атомом в двумерном приближении. Характерной особенностью полученного решения является наличие особых точек (квантовых вихрей), анализ которых проведен путем введения плотности вероятности и плотности потока вероятности. Образующиеся в процессе ионизации вихри могут распространяться на макроскопические расстояния и проявляться в виде запрещенных областей в спектре волновых чисел. Для численного моделирования такой задачи используется специальное преобразование переменных – метод расширяющегося пространства. Проведен численный анализ зависимости количества квантовых вихрей и их положений от параметров электромагнитного импульса. Численное решение сравнивается с аналитическим, полученным в рамках борновского приближения.

Ссылка при цитировании: Овчинников С.Ю., Ларионов Н.В., Смирновский А.А., Шмидт А.А. Образование квантовых вихрей при ионизации атома импульсом электромагнитного поля // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2017. Т. 10. № 4. С. 111–123. DOI: 10.18721/JPM.10409

Просмотров: 746 Комментариев: 0

Кумар В., Каур Л.

О решении уравнений гравитационного поля, созданного вращающимися телами, в общей теории относительности

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Изучена метрика, которая описывает гравитационное поле, создаваемое телами при стационарном вращении вокруг своих осей, совместимая со стационарным электромагнитным полем. При этом, используя метод понижения симметрии групп Ли, мы изучили инвариантность (относительно непрерывных групп преобразований) уравнений поля, вызванного вращением, в общей теории относительности. Преобразования приводят к связанной системе дифференциальных уравнений с частными производными. Мы воспользовались симметрией этих уравнений, для того чтобы достичь некоторых упрощений, приводящих к сокращению числа переменных, когда аналитические решения легче получить, если рассмотреть оптимальную систему сопряженных неэквивалентных подгрупп. Кроме того, часть решений получена с применением численных методов, в связи со сложностью обыкновенных дифференциальных уравнений даже сниженного порядка.

Ссылка при цитировании: Кумар В., Каур Л. О решении уравнений гравитационного поля, созданного вращающимися телами, в общей теории относительности // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2017. Т. 10. № 4. С. 124–133. DOI: 10.18721/JPM.10410

Просмотров: 367 Комментариев: 0

Горобей Н.Н., Лукьяненко А.С.

Регуляризация волновой функции Хартла – Хокинга

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Предложена модификация неограниченной (no-boundary) волновой функции Хартла – Хокинга, в которой, в общем случае, евклидов функциональный интеграл можно определить неоднородной Вселенной. Регуляризация этого интеграла достигается в произвольной канонической калибровке отказом от интегрирования по функциям следования и сдвига. Это позволяет «исправить» знак евклидова действия, отвечающего масштабному фактору геометрии. При этом возникает дополнительный параметр времени, связанный с каноническим калибровочным условием. Для нахождения этого параметра времени использован квантовый аналог классического принципа наименьшего действия. Им служит дополнительное условие стационарности фазы волновой функции после возвращения к лоренцевой сигнатуре. Обоснована интерпретация модифицированной волновой функции как амплитуды рождения Вселенной из «ничего» с указанным дополнительным параметром в качестве времени этого процесса. Рассмотрена однородная модель Вселенной с конформно-инвариантным скалярным полем. В этом случае найдены два варианта волновой функции no-boundary, которые являются решениями уравнения Уиллера – Девитта.

Просмотров: 858 Комментариев: 0

Саксена Г., Каушик М.

Сосуществование форм ядер изотонов, имеющих 28 нейтронов и дефицит протонов

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

В работе теоретически изучено явление сосуществования форм ядер изотонов (нуклиды, имеющие одинаковое количество нейтронов в ядре, N = 28 в данном случае, но разное количество протонов) при условии протонного дефицита. В расчетах использовано приближение RMF + BCS (релятивистская модель среднего поля плюс теория Бардина – Купера – Шриффера (БКШ)). Рассмотрены энергии одиночных частиц, деформации, энергетика связей, а также энергии возбуждения. Установлено, что заполнение энергетической оболочки ядра, состоящей из 28 нейтронов, нарушается ввиду протонного дефицита, вследствие уменьшения энергетической разности между нейтронными состояниями 1f7/2 и 1f5/2. Также установлено, что ядра 40Mg, 42Si и 44S обладают сосуществованием форм, приводящим к дальнейшему уменьшению указанной энергетической разности в оболочке ядра. Установлено, что полученные результаты находятся в прекрасном соответствии с данными других теоретических и экспериментальных исследований и подкреплены рядом расчетов и соответствующими значениями параметров.

Ссылка при цитировании: Саксена Г., Каушик М. Сосуществование форм ядер изотонов, имеющих 28 нейтронов и дефицит протонов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2017. Т. 10. № 4. С. 134–142. DOI:10.18721/JPM.10411

Просмотров: 320 Комментариев: 0

Горобей Н.Н., Лукьяненко А.С., Свинцов М. В.

О начальном состоянии Вселенной в теории инфляции

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Рассмотрена квантовая модель инфляционной Вселенной, в которой роль космического времени играет инфлатонное скалярное поле (его логарифм). На основании варианта теоремы положительности энергии в общей теории относительности для случая замкнутой Вселенной вводится строго положительная энергия пространства. Предложен принцип минимума этой энергии для определения основного и возбужденных состояний Вселенной в квантовой космологии. Согласно этому принципу, существует начало Вселенной как состояние минимального возбуждения энергии пространства. Начальное квантовое состояние Вселенной перед инфляцией определяется как состояние минимального возбуждения пространства при условии, что инфлатонное скалярное поле имеет большую потенциальную энергию в своем начале. Вместе с основным состоянием вводятся кванты возбуждения энергии пространства, так что расширение Вселенной может рассматриваться как рождение квантов возбуждения. Квантовое рождение обычной материи становится существенным, когда потенциальная энергия инфлатонного скалярного поля падает до нуля.

Просмотров: 767 Комментариев: 0

Пашковский А.В., Пашковский В.И.

Фановые модели электрического поля нуклонов и электронов

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

В статье строятся модели, описывающие потенциал распределенных электрических зарядов с помощью вырождающихся уравнений с частными производными. Доказано, что потенциал облака электрона в атоме водорода в основном состоянии и сам атом водорода могут быть описаны такими уравнениями. Представленное описание освобождает от необходимости использовать понятие точечного заряда; ответственность за свойства среды возлагается на коэффициенты уравнений (обращаются в бесконечность), а также на выбор решения из определенного класса функций.

Просмотров: 1558 Комментариев: 0

Горобей Н.Н., Лукьяненко А.С.

Квантование плотности энергии в замкнутой Вселенной

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Энергия замкнутой Вселенной представлена в виде разности двух положительно определенных величин, одна из которых включает энергию материи и энергию гравитационных волн на фоне расширяющейся Вселенной. Вторая величина связана с расширением Вселенной и названа энергией пространства. Суммарная энергия замкнутой Вселенной равна нулю в любой системе отсчета, если выполняются классические уравнения гравитационных связей. В квантовой теории сформулирован принцип минимума плотности энергии материи на пространстве состояний Вселенной при дополнительном условии, что гравитационные связи выполняются в среднем. Определяемые этим принципом состояния Вселенной отличаются степенью возбуждения материи и, согласно гравитационным связям, соответствующим возбуждением пространства. Состояние наименьшего возбуждения предложено рассматривать в качестве Начала Вселенной, а все множество решений – допустимыми физическими состояниями Вселенной в разные моменты космического времени.

Ссылка при цитировании:Горобей Н.Н., Лукьяненко А.С. Квантование плотности энергии в замкнутой Вселенной // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2018. Т. 11. № 1. С. 147 – 156. DOI: 10.18721/JPM.11114

Просмотров: 239 Комментариев: 0

Горобей Н.Н., Лукьяненко А.С.

О начальном состоянии Вселенной в квантовой космологии

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Предложен принцип минимального возбуждения физических степеней свободы для определения начального состояния квантовой Вселенной. Рассмотрена однородная анизотропная модель Вселенной, согласно которой ее размер и параметры являются квантовыми динамическими переменными. В предположении, что размер Вселенной является радиальной переменной в конфигурационном пространстве теории, уточнено определение оператора Гамильтона Вселенной. Предложена простая экспоненциальная форма начального состояния Вселенной, для которой получена оценка ее начального размера.

Просмотров: 1411 Комментариев: 0

Полозков Р.Г., Иванов В.К., Сушко Г.Б., Король А.В., Соловьёв А.В.

Каналирование ультрарелятивистских позитронов в изогнутых кристаллах алмаза

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

В работе представлены результаты численного моделирования процесса каналирования ультрарелятивистских позитронов в прямых и изогнутых кристаллах алмаза. Траектории заряженных частиц внутри кристаллов вычислены с использованием недавно разработанного модуля пакета прикладных программ – MBN Explorer package. Получены параметры каналирования и спектры излучения позитронов, падающих с энергией 855 МэВ вдоль кристаллографической плоскости (110) для различных радиусов кривизны кристалла.

Просмотров: 1510 Комментариев: 0

Сушко Г.Б., Король А.В., Соловьёв А.В.

Распространение электронов и позитронов в прямых и периодически изогнутых плоскостных и аксиальных каналах в монокристаллах кремния

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

В статье представлены результаты численных расчетов плоскостного и аксиального типов каналирования электронов и позитронов в прямых и периодически изогнутых каналах в монокристаллах кремния. Расчет траекторий частиц учитывал их взаимодействия с соседними атомами кристалла и выполнялся с помощью пакета программ MBN Explorer. Использованный подход позволил сравнивать характеристики плоскостного и аксиального типов каналирования. Результаты расчетов показали, что длина деканалирования и число каналирующих частиц заметно ниже в аксиальном случае. Для последнего изучена зависимость характеристик процесса от выбора направлений оси и изгиба кристалла.

Просмотров: 1264 Комментариев: 0

Павлов Ф.Ф.

Расчет спин-зависимой структурной функции дейтрона в переменных светового конуса

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Рассматривается релятивистский дейтрон как система двух сильно взаимодействующих нуклонов (двух-нуклонное приближение) в формализме светового конуса. Показана процедура последовательного вычисления релятивистских ядерных поправок к средней спиральности протона в дейтроне и спин-зависимой структурной функции дейтрона g[1]{D}(x,Q{2}).

Просмотров: 1943 Комментариев: 0

Сушко Г.Б., Король А.В., Соловьёв А.В.

Моделирование малоамплитудного кристаллического ондулятора на основе электронов и позитронов с энергией 20 ГэВ

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

В статье приводятся результаты численного моделирования малоамплитудного кристаллического ондулятора на основе электронов и позитронов с энергией 20 ГэВ. Расчеты были проведены с использованием пакета программ MBN Explorer, учитывающего взаимодействие налетаюших частиц с кристаллом на атомарном уровне. Рассмотрен случай тонких кристаллических мишеней, толщина которых не превышает характерного периода осцилляции частиц при каналировании. Предложена схема получения интенсивного излучения высоких энергий, на основе малоамплитудного ондуля- тора, которая позволяет снизить уровень фонового излучения.

Просмотров: 1316 Комментариев: 0

Ипатов А.Н., Иванов В.К., Полозков Р.Г.

О стабильности наноразмерных электрон-позитронных капель

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

В статье представлены результаты вычислений полных энергий электронейтральных электрон-позитронных кластеров с заполненными оболочками. для учета многочастичных корреляций вычисления проводились в рамках приближения случайных фаз с обменом, которое позволило получить энергию на одну электрон-позитронную пару меньше той же энергии для молекулы дипозитрония. Обнаружено, что наиболее стабильными являются кластеры, содержащие число пар в интервалеот 20 до 40.

Просмотров: 1894 Комментариев: 0

Кисель В.В., Овсиюк Е.М., Веко О.В., Редьков В.М.

Квантовая механика векторной частицы в магнитном поле на четырехмерной сфере

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Квантовомеханическое волновое уравнение для частицы со спином 1 исследуется во внешнем магнитном поле в пространстве постоянной положительной кривизны S[3]. Выполнена процедура разделения переменных t, г, tp, z; уравнения по переменной г решаются в гипергеометрических функциях. Исследование зависимости волновой функции от переменной z доведено до системы трех связанных между собой обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка для трех функций; получить в явном виде точные решения этих уравнений не удается.

Просмотров: 1801 Комментариев: 0

Новиков Е.А.

Метод второго порядка для решения аддитивных жестких задач

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Построен метод второго порядка точности для решения жестких аддитивных систем обыкновенных дифференциальных уравнений. Получено неравенство для контроля точности вычислений. Приведены результаты расчетов.

Просмотров: 1750 Комментариев: 0

Овсиюк Е.М., Веко О.В., Кисель В.В., Редьков В.М.

Новые задачи квантовой механики и уравнение Гойна

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Система уравнений для электромагнитного поля в пространстве Лобачевского преобразована в уравнение, совпадающее по форме с одномерным уравнением Шредингера с эффективным потенциалом; на его основе проведен анализ зеркально отражающих свойств среды, моделируемой геометрией Лобачевского. Задача для частицы со спином 1 в кулоновском поле сведена к уравнению Гойна и определенному классу функций Гойна.

Просмотров: 1935 Комментариев: 0

Санин А.Л., Семёнов Е.А.

Свободные и связанные квантовые осцилляторы Дуффинга, влияние шума

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Проведено численное интегрирование нестационарного двумерного уравнения Шредингера. В рамках анализа распространения квантовых волновых пакетов, динамических средних, спектров Фурье, произведений неопределенностей, автокорреляторов изучены динамические закономерности в системе двух связанных квантовых осцилляторов Дуффинга. Показано существование синхронизации в системе двух идентичных осцилляторов и частичная передача спектра сигнала в системе неидентичных осцилляторов. Установлено, что увеличение мощности шума уменьшает амплитуду сложных колебаний и модифицирует спектр частот.

Просмотров: 1681 Комментариев: 0

Санин А.Л., Семёнов Е.А.

Квантовые двумерные осцилляторы с потенциалом связи Паллена – Эдмондса

Опубликовано в разделе «Теоретическая физика»

Проведено численное интегрирование нестационарного двумерного уравнения Шрёдингера. В рамках анализа квантовых волновых пакетов, динамических средних, частотных спектров, произведений неопределенностей и автокорреляторов изучены динамические закономерности в системе двух квантовых осцилляторов с потенциалом связи Паллена – Эдмондса. В режиме слабой связи генерируются многочастотные колебания, число спектральных компонент возрастает с увеличением параметра связи.

Просмотров: 1775 Комментариев: 0