Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

П

Павлов А.К.

 

Чепцов В.С., Белов А.А., Воробьева Е.А., Павлов А.К., Цурков Д.А., Фролов Д.А., Ломасов В.Н., Чумиков А.Е. «Устойчивость ферментов к воздействию ионизирующей радиации в модельных условиях реголита Марса» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 5, с. 387-392 (2021)

Одним из основных факторов, разрушающих биомолекулы во внеземных условиях, является ионизирующее излучение. Эффекты воздействия радиации зависят от условий (давление, температура, присутствие различных химических веществ) облучения. Нами исследована устойчивость ферментов (каталазы и дегидрогеназ) в почве при облучении ускоренными электронами в дозах до 100 кГр при низком давлении (0.01 торр) и низкой температуре (–130°С). После воздействия дозы 100 кГр каталазная активность сохранилась на контрольном уровне, дегидрогеназная активность снизилась в 5 раз. Результаты исследования позволяют предполагать возможность длительного сохранения активных ферментов в марсианском реголите до их инактивации вследствие накопления радиационных повреждений. Принимая во внимание интенсивность ионизирующего излучения в поверхностном слое реголита Марса, мы считаем, что снижение дегидрогеназной активности в 10, 100 и 1000 раз от исходного уровня могло бы произойти в течение 1.9, 3.8 и 5.7 млн лет соответственно, каталаза же могла бы сохранять активность в течение еще более длительных периодов. Полученные данные свидетельствуют в пользу возможности детектирования ферментативной активности посадочными аппаратами в рамках планируемых космических миссий. Ключевые слова: Марс, биомаркеры, астробиология, почва, ферментативная активность, ускоренные электроны DOI: 10.31857/S0320930X21040022

Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 5, с. 387-392 (2021) | Рубрика: 18

Павлов Д.В.

 

Кочарян Г.Г., Беседина А.Н., Кишкина С.Б., Павлов Д.В., Шарафиев З.З., Каменев П.А. «Инициирование обрушения склона сейсмическими колебаниями от разных источников» Физика Земли, № 5, с. 41-54 (2021)

Приведены результаты лабораторных исследований критериев обрушения склонов под воздействием импульсных динамических нагрузок в диапазоне максимальных скоростей смещения грунта (PGV) от 0.003 до 1.3 м/с и ускорений (PGA) – от 0.01 до более чем 170g. Установлены критические значения параметров динамических воздействий на модельные склоны. Значение минимального пикового ускорения, при котором наблюдалось образование оползня, значительно превышает величину критического ускорения, рассчитанную на основе квазистатического подхода. В то же время, при близких коэффициентах статической устойчивости, критические параметры для подводных и надводных склонов сопоставимы, несмотря на то, что характер движения грунта после инициирования в опытах под водой сильно отличается от наземных склонов. Показано, что существуют минимальные величины PGA и PGV, при которых наблюдаются необратимые деформации склона. Если ускорение ниже минимального значения PGAmin, то значимых необратимых деформаций не наблюдается при любых значениях PGV. Если величина массовой скорости ниже PGVmin , то при PGA>PGAmin наблюдаются необратимые деформации, так что при повторном воздействии склон может быть разрушен. С использованием приближения Ньюмарка выполнены расчеты устойчивости склонов при различных видах воздействия – землетрясениях разных магнитуд, массовых карьерных взрывах, подземных взрывах большой мощности.

Физика Земли, № 5, с. 41-54 (2021) | Рубрика: 09.05

Павлов С.В.

 

Воронина А.В., Павлов С.В. «Верификация математической модели акустического тракта ультразвукового метода измерения расстояний до нагретой вертикальной пластины в присутствии естественной конвекции» Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, № 2, с. 63-76 (2021)

Актуальность и цели. Представлена математическая модель акустического тракта ультразвукового метода измерения расстояний до нагретой вертикальной пластины, разработанная в приближении геометрической акустики. На основании модели выделены факторы, влияющие на результат измерения времени распространения ультразвуковых волн. Целью работы является оценка применимости модели при разработке ультразвуковых эхо-импульсных измерительных систем. Материалы и методы. Верификация модели акустического тракта проводилась путем сопоставления численных и экспериментальных данных, полученных авторами при моделировании воздействия различных факторов на результаты измерений ультразвукового метода. Результаты и выводы. В результате проведения верификации показано, что расчетные данные, полученные с использованием разработанной модели, дают хорошее согласие с экспериментальными данными. Проведенные исследования позволили сделать вывод о том, что представленная модель может использоваться при разработке измерительных систем, основанных на ультразвуковом эхо-импульсном методе.

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, № 2, с. 63-76 (2021) | Рубрика: 06.23

Павлова М.В.

 

Сучилин А.В., Никишин Е.Л., Павлова М.В. «Моделирование процесса получения стигматического изображения акустического объекта в акустооптическом устройстве визуализации» Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 64, № 1, с. 56-62 (2021)

Рассмотрен метод акустооптической визуализации пространственно-неодно-родных акустических полей, формируемых микрообъектом. Данный метод базируется на брэгговской дифракции в системе с двойным преобразованием Фурье. Среди преимуществ устройства, реализующего данный метод, отмечается высокая разрешающая способность. Аналитически показано, что по сравнению с хорошо известной техникой визуализации А. Корпела изображения акустических микрообъектов, получаемые с помощью приборов на основе предлагаемого метода, свободны от астигматизма. В результате теоретического анализа механизма действия данного устройства получены уравнения для расчета геометрических параметров оптического изображения акустического микрообъекта.

Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 64, № 1, с. 56-62 (2021) | Рубрика: 06.17

Павловский С.Е.

 

Оболенцева М.А., Дьяченко В.В., Погодин М.А., Ховричев М.Ю., Павловский С.Е., Балега Ю.Ю., Бескакотов А.С., Митрофанова А.А., Максимов А.Ф. «HD 52721 как квадрупольная система» Астрофизический бюллетень, 76, № 3, с. 354-358 (2021)

Представлены результаты исследования кратной системы HD 52721 методом спекл-интерферометрии в 2019–2020 гг. на 6-м телескопе САО РАН. Ранее HD 52721 была известна как тройная (6.93 (B2V + B2V; P=1.6101570d) + 7.88; 0.65″). В нашей работе система разрешена как спеклинтерферометрическая тройная, таким образом общая кратность системы увеличена до четырех компонентов (6.80 (B2V+B2V; 1.6101570d)+8.95 (B9V+B9V, 0.03″); 0.64″). Нами использованы опорнозависимый и не зависящий от опоры методы измерения позиционных параметров и разностей блеска между компонентами. Полученные измерения разностей блеска хорошо согласуются с наблюдаемой фотометрической кривой затменной пары.

Астрофизический бюллетень, 76, № 3, с. 354-358 (2021) | Рубрика: 18

Пальчековская Н.В.

 

Егоров И.В., Пальчековская Н.В. «Численное моделирование восприимчивости сверхзвукового пограничного слоя к акустическим возмущениям в течениях сжатия и разрежения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 40-43 (2021)

Численно исследована восприимчивость пограничного слоя на плоской пластине к акустическим возмущениям в набегающем сверхзвуковом потоке газа. Рассмотрены углы атаки, при которых в поле течения формируются как ударные волны, так и веер волн разрежения. Изучены особенности взаимодействия этих структур с акустическими волнами и получены закономерности в формировании области неустойчивости пограничного слоя на пластине.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 497, № 1, с. 40-43 (2021) | Рубрика: 08.05

Панасюк М.И.

 

Добындэ М.И., Свертилов С.И., Панасюк М.И. «Расчеты радиационных нагрузок, создаваемых космическими лучами в атмосфере Земли» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 11, с. 1642-1645 (2021)

Воздействие высокоэнергичных космических лучей, проникающих в атмосферу Земли, создает радиационные риски для авиационных полетов. Промоделировано распространение частиц космических лучей в атмосфере и вычисляем высотные профили радиационных нагрузок за алюминиевой защитой различной толщины. Полученные результаты могут стать основой системы мониторинга радиационных нагрузок при авиаперелетах.

Известия РАН. Серия физическая, 85, № 11, с. 1642-1645 (2021) | Рубрика: 18

Панин С.В.

 

Бурков М.В., Еремин А.В., Бяков А.В., Любутин П.С., Панин С.В. «Диагностика ударных повреждений монолитных и сотовых углепластиков с помощью ультразвуковых волн Лэмба» Дефектоскопия, № 2, с. 33-43 (2021)

Представлены результаты использования методики на основе ультразвуковых волн Лэмба для обнаружения ударных повреждений углепластиков и определения степени их критичности. В качестве основы выступает сеть наклеенных на поверхность пьезопреобразователей, которая работает в переменном режиме, позволяя поочередно менять функцию преобразователей (источник/приемник) для регистрации отклика сети в результате прохождения тестового сигнала. Анализ результатов мониторинга осуществляется посредством сравнения трех параметров: изменение амплитуды (dA), изменение энергии (dP) и нормированный коэффициент корреляции (NCC) сигналов в базовом неповрежденном и текущем поврежденном состояниях. Испытания монолитных углепластиков показывают, что точность обнаружения повреждения составляет 5–15 мм, в то время как рассчитанный индекс поврежденности линейно зависит от приложенной энергии удара. Для сотовых углепластиков NCC не дает точных результатов, однако другие параметры позволяют идентифицировать повреждения с погрешностью 5–20 мм и отражают данные о степени повреждения.

Дефектоскопия, № 2, с. 33-43 (2021) | Рубрики: 14.02 14.04

Панкратов А.Л.

 

Бубукин И.Т., Ракуть И.В., Агафонов М.И., Яблоков А.А., Панкратов А.Л., Горбунова Т.Ю., Горбунов Р.В. «Сравнительный анализ условий распространения миллиметровых радиоволн на радиоастрономических полигонах России и Узбекистана» Астрономический журнал, 98, № 7, с. 581-598 (2021)

На основе сравнительного анализа данных интегрального влагосодержания атмосферы в период 08.2019–01.2020 для полигона ННГУ НИРФИ Карадаг, трех полигонов ИПА РАН (Зеленчукская, Светлое, Бадары) и строительной площадки 70-м радиотелескопа на плато Суффа (Узбекистан) (средние значения за 1981–1991 гг.) показана целесообразность расширения параметров оценки при выборе площадки Карадаг для установки антенн миллиметрового диапазона. Это связано с отсутствием на территории Российской Федерации мест с устойчиво хорошей прозрачностью атмосферы в миллиметровом диапазоне, сравнимых с плато Чахнантор в Чили. Наряду с использованием среднемесячных значений интегрального влагосодержания в качестве основного критерия к выбору площадки следует учитывать как характеристику розы ветров на полигоне Карадаг, так и более детальное ежесуточное и внутрисуточное распределение влагосодержания. На площадке Карадаг даже в летнее время периодически возникает высокая прозрачность атмосферы. Интегральное влагосодержание уменьшается до уровней, сопоставимых с этим параметром на горной площадке Суффа. Полученные результаты позволяют скорректировать существующие принципы размещения астрономических инструментов и систем космической связи миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов на территории РФ. Ключевые слова: миллиметровые волны, распространение, атмосфера, поглощение, влагосодержание DOI: 10.31857/S0004629921080016

Астрономический журнал, 98, № 7, с. 581-598 (2021) | Рубрика: 18

Панченко Л.А.

 

Ильичева И.А., Ходыков М.В., Панченко Л.А., Полозов Р.В., Нечипуренко Ю.Д. «Ультразвуковое расщепление ДНК: анализ структурно-динамических характеристик регуляторных участков генома и ошибок секвенирования» Биофизика, 65, № 3, с. 504-511 (2020)

DOI: 10.31857/S0006302920030096

Биофизика, 65, № 3, с. 504-511 (2020) | Рубрика: 17

Пархоменко Е.Р.

 

Кытина Е.В., Пархоменко Е.Р., Назарова Е.А., Константинова Е.А. «Определение положения уровней энергии радикалов в запрещенной зоне нанокристаллических оксидов титана, молибдена, ванадия с помощью ЭПР-спектроскопии» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 499, № 1, с. 8-11 (2021)

Предложен новый метод построения зонных диаграмм на основе данных ЭПР-спектроскопии, который был применен для исследования легированных азотом нанокристаллических оксидов титана, молибдена, ванадия (TiO2, MoO3, V2O5) с удельной площадью поверхности порядка 100 м2/г и средним размером наночастиц 10–15 нм. В TiO2 обнаружены N-радикалы азота и Ti3+-центры, в MoO3 зарегистрированы N-, NO-центры и ионы Mo5+, в V2O5–V4+-центры. Концентрации дефектов составили 6.5×1017 г–1, 9.8×1016 г–1, 2×1017 г–1 соответственно. С помощью метода ЭПР определено положение уровней энергии радикалов в запрещенной зоне. Уникальные образцы TiO2, имеющие высокую концентрацию радикалов и скорость фотокатализа, могут быть использованы для создания энергоэффективных фотокаталитических устройств, работающих в видимом диапазоне спектра.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 499, № 1, с. 8-11 (2021) | Рубрика: 17

Пасманик Л.А.

 

Пасманик Л.А., Камышев А.В., Радостин А.В., Зайцев В.Ю. «Параметры акустической неоднородности для неразрушающей оценки влияния технологии изготовления и эксплуатационной поврежденности на структуру металла» Дефектоскопия, № 12, с. 24-36 (2020)

Предложен акустический способ неразрушающего контроля вариаций структуры металла, обусловленных нарушениями технологии изготовления или накоплением повреждений в процессе эксплуатации. В его основе лежат измерения микроструктурно-чувствительных акустических параметров, которые определяются как нормированные величины отклонения отношений скоростей продольной и сдвиговых волн от значений, характерных для «базового состояния» структуры металла. В качестве «базового», в зависимости от конкретной задачи, рассматривается состояние структуры металла до начала эксплуатации объекта контроля или структуры металла контрольных образцов, прочностные характеристики которых определены стандартными методами разрушающего контроля и находятся в допустимых пределах. Обсуждается связь предложенных акустических параметров с различием между «базовым» и реальным состоянием материала (в терминах интегральных величин податливости микроструктурных неоднородностей по отношению к сдвиговым и продольным напряжениям). Эффективность предложенного подхода к оценке структуры металла продемонстрирована на результатах экспериментальных исследований двух существенно различных типов структуры: с изотропным и анизотропным характером неоднородностей. Инструментальный контроль предложенных параметров может быть использован для: неразрушающего контроля качества выполнения техпроцессов в процессе производства изделий металлургии и машиностроения; оценки степени накопления повреждений металла при эксплуатации; оценки механических свойств, характеристик трещиностойкости и других физических свойств металла.

Дефектоскопия, № 12, с. 24-36 (2020) | Рубрики: 14.02 14.04

Пастухова Е.Н.

 

Бердников Л.Н., Пастухова Е.Н. «Поиск эволюционных изменений периодов бимодальной цефеиды TU Cas» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 8, с. 568-583 (2021)

Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 8, с. 568-583 (2021) | Рубрика: 18

Пацелов А.М.

 

Гринберг Б.А., Иванов М.А., Пушкин М.С., Иноземцев А.В., Пацелов А.М. «Эволюция процесса самоорганизации при сварке взрывом: микроструктуры и поверхности раздела» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 18, № 1, с. 88-101 (2021)

Исследуемые процессы, протекающие внутри сварного шва, подчиняются принципу самоорганизации открытых систем, который предполагает, что система выбирает такие диссипативные каналы, которые быстрее всего «тратят» подводимую внешнюю энергию. Самоорганизация системы осуществляется посредством многообразия механизмов: образование выступов, всплесков, вихрей, зон локального расплавления, квазиволновой поверхности, прерывистой поверхности. Для разных исследуемых соединений эти механизмы являются похожими, но не тождественными. Показано, что многочисленные вихри, наблюдаемые для соединения титан–алюминид титана, являются редкими и случайными для соединения медь–титан. Общим для исследованных соединений титан–алюминид титана является процесс разупорядочения, наблюдаемый при приближении к контактной поверхности. Речь идет об образовании разупорядоченных фаз с ОЦК и ГПУ решетками. Разупорядоченные фазы по сравнению с другими (О+a2) фазами, входящими в состав алюминида, обладают большей пластичностью и вязкостью. Процесс разупорядочения является одним из процессов, которые обеспечивают самоорганизацию при сварке взрывом. Процесс самоорганизации при сварке алюминий–тантал является альтернативным упоминаемому выше процессу разупорядочения. Речь идет об образовании интерметаллической фазы Al3Ta. Алюминий – один из немногих металлов, склеивание которого невозможно без предварительной химической обработки поверхности. Тем не менее, сварное соединение алюминия с танталом было получено, благодаря замечательной особенности сварки взрывом: самоочищению свариваемых поверхностей вследствие кумулятивного эффекта.

Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 18, № 1, с. 88-101 (2021) | Рубрика: 08.10

Пелиновский Е.Н.

 

Диденкулова Е.Г., Пелиновский Е.Н., Талипова Т.Г. «Статистические характеристики ансамбля солитонов внутренних волн» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 56, № 6, с. 638-646 (2020)

С помощью численного моделирования исследуются статистические характеристики ансамбля солитонов внутренних волн, распространяющихся в условиях, приближенных к условиям шельфа Австралии. Построено распределение амплитуды импульсов в зависимости от пройденного расстояния, а также такие статистические моменты, как асимметрия и эксцесс. Показано, что оба момента с расстоянием падают приблизительно на 20%.

Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 56, № 6, с. 638-646 (2020) | Рубрики: 05.02 05.10

Перепёлкин В.В.

 

Перепёлкин В.В., Скоробогатых И.В., Аунг Мьо Зо «Динамический анализ установившегося колебательного процесса земного полюса» Известия российской академии наук. Механика твердого тела, № 5, с. 141-151 (2021)

Определены приливные деформации в рамках модели вязкоупругой Земли, обусловленные ее движением по инерции вокруг центра масс. Полученные выражения полюсного прилива отличаются от общепринятой модели диссипативными слагаемыми. Эти слагаемые определяются скоростью движения полюса, а не его положением. Проведен анализ динамики движения земного полюса на чандлеровской частоте с учетом полюсного прилива. Показано, что оптимальная аппроксимация параметров полюсного прилива согласно общепринятой модели, не приводит к оптимальной аппроксимации параметров установившегося колебания полюса.

Известия российской академии наук. Механика твердого тела, № 5, с. 141-151 (2021) | Рубрика: 18

Перминов В.И.

 

Перцев Н.Н., Далин П.А., Перминов В.И. «Лунные приливы в области мезопаузы по данным о летней температуре излучающего гидроксила» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 2, с. 259-266 (2021)

Летняя область мезопаузы (высоты 82–92 км), самое холодное место в земной атмосфере, подвержена влиянию внешних воздействий, включая лунные. В настоящей работе гармоники лунных приливов выделяются из рядов температуры излучающего слоя гидроксила (OH*), полученных из спектрофотометрических измерений на Звенигородской научной станции Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН в летние сезоны 2000–2016 гг. Температуры ОН* являются средневзвешенными в слое толщиной ∼9 км, имеющего максимум на высоте ∼87 км. Анализ позволил выделить лунные колебания, среди которых две гармоники идентифицируются впервые в температуре области мезопаузы. Данные колебания распознаются как вторая гармоника аномалистического прилива (средний период ∼13.78 сут), а также лунный прилив с периодом в 8 ч 17 мин или в альтернативной интерпретации – третья гармоника лунного синодического месяца (∼9.84 сут).

Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 2, с. 259-266 (2021) | Рубрика: 18

Перов Д.В.

 

Ринкевич А.Б., Перов Д.В. «Определение эффективной магнитной проницаемости нанокомпозитных сред» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 499, № 1, с. 22-24 (2021)

Рассматривается метод определения эффективной магнитной проницаемости для композитных сред, содержащих магнитные частицы в виде эллипсоидов вращения общего вида. Приведены примеры расчетов данной величины для ансамблей произвольно ориентированных частиц в зависимости от их формы и объемной доли в нанокомпозитах.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 499, № 1, с. 22-24 (2021) | Рубрика: 17

Перцев Н.Н.

 

Перцев Н.Н., Далин П.А., Перминов В.И. «Лунные приливы в области мезопаузы по данным о летней температуре излучающего гидроксила» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 2, с. 259-266 (2021)

Летняя область мезопаузы (высоты 82–92 км), самое холодное место в земной атмосфере, подвержена влиянию внешних воздействий, включая лунные. В настоящей работе гармоники лунных приливов выделяются из рядов температуры излучающего слоя гидроксила (OH*), полученных из спектрофотометрических измерений на Звенигородской научной станции Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН в летние сезоны 2000–2016 гг. Температуры ОН* являются средневзвешенными в слое толщиной ∼9 км, имеющего максимум на высоте ∼87 км. Анализ позволил выделить лунные колебания, среди которых две гармоники идентифицируются впервые в температуре области мезопаузы. Данные колебания распознаются как вторая гармоника аномалистического прилива (средний период ∼13.78 сут), а также лунный прилив с периодом в 8 ч 17 мин или в альтернативной интерпретации – третья гармоника лунного синодического месяца (∼9.84 сут).

Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 2, с. 259-266 (2021) | Рубрика: 18

Першин С.М.

 

Мандель А.М., Ошурко В.Б., Першин С.М., Карпова Е.Е., Артёмова Д.Г. «О лазере с перестраиваемой частотой на тонких полупроводниковых квантовых кольцах» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 17-21 (2021)

Установлено, что тонкие полупроводниковые квантовые кольца во внешнем магнитном поле могут обладать уникальными селекционными свойствами: подбирая тип гетероструктуры и геометрические параметры кольца, можно свести его энергетический спектр к единственному одноэлектронному состоянию с заранее определенной энергией связи и орбитальным и спиновым моментом. Во внешнем магнитном поле можно дискретно менять эту энергию связи, изменяя величину поля. Обсуждается идея создания эффективного лазера с активной средой на тонких полупроводников квантовых кольцах с дискретно перестраиваемой частотой.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 17-21 (2021) | Рубрика: 17

Гришин М.Я., Леднёв В.Н., Першин С.М., Капралов П.О. «Ультракомпактный флуоресцентный лидар на базе диодного лазера (405 нм, 150 мВт) для зондирования акваторий и подстилающей с квадрокоптера» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 3-6 (2021)

Разработан ультракомпактный (∼300 г) флуоресцентный лидар на базе диодного лазера (405 нм, 150 мВт) и дифракционного миниспектрометра с линейкой фотодиодов. Натурный эксперимент по зондированию растительности с квадрокоптера показал перспективность автономного мониторинга больших площадей для раннего обнаружения очагов поражения посевных угодий.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 3-6 (2021) | Рубрика: 04.14

Песков Н.Ю.

 

Гинзбург Н.С., Песков Н.Ю., Сергеев А.С., Заславский В.Ю., Аржанников А.В., Синицкий С.Л. «Двумерная распределенная обратная связь как метод генерации мощного когерентного излучения от пространственно-развитых релятивистских электронных пучков» Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика, 28, № 6, с. 575-632 (2020)

Целью представленных в обзоре исследований является анализ нового механизма обратной связи – двумерной распределенной обратной связи, включая возможность использования указанного механизма для генерации мощного пространственно-когерентного излучения. Двумерная распределенная обратная связь реализуется с помощью двумерных брэгговских структур, представляющих собой планарные или коаксиальные волноводы с двумернопериодической гофрировкой боковых стенок, которые можно рассматривать как аналог двумерных фотонных кристаллов. Методы. Теоретический анализ двумерных брэгговских структур и мощных релятивистких мазеров на их основе проведен в рамках метода связанных волн с использованием геометро-оптического и квазиоптического приближений. Высокая селективность двумерных брэгговских структур подтверждена трехмерным моделированием и «холодными» электродинамическими тестами. Результаты. Моделирование динамики генераторов с двумерной распределенной обратной связью показывает, что возникающие в двумерных брэгговских структурах поперечные (по отношению к движению электронов) потоки электромагнитной энергии приводят к синхронизации излучения различных частей широких электронных потоков и установлению устойчивого режима одномодовой генерации при поперечных размерах систем, достигающих 102–103 длин волн. Работоспособность нового механизма обратной связи продемонстрирована экспериментально в мазерах на свободных электронах планарной и коаксиальной геометрии, реализованных в 4-мм и 8-мм диапазонах, где при сверхразмерности пространства взаимодействия до 50 длин волн получен устойчивый режим узкополосной генерации с рекордным уровнем выходной мощности до 100 МВт. Заключение. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показали, что двумерная распределенная обратная связь является эффективным методом получения когерентного излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов с уровнем мощности порядка 108–1010 Вт от релятивистских электронных пучков ленточной и трубчатой конфигурации, формируемых существующими сильноточными ускорителями. С практической точки зрения не менее привлекательно использование двумерной распределенной обратной связи для синхронизации излучения лазерных активных сред, в частности, полупроводниковых гетероструктур.

Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика, 28, № 6, с. 575-632 (2020) | Рубрика: 17

Петков В.Б.

 

Хаердинов Н.С., Джаппуев Д.Д., Канониди К.Х., Куджаев А.У., Куреня А.Н., Лидванский А.С., Петков В.Б., Хаердинов М.Н. «Возмущение свечения ночного неба в ясную погоду на средних широтах» Известия РАН. Серия физическая, 85, № 11, с. 1657-1660 (2021)

Зарегистрировано свечение ночного неба на 43° N во время глобальных магнитосферных возмущений. Свечению предшествовала сейсмическая активность, сгенерировавшая подземный отрицательный заряд выходящим на поверхность земли положительным током, 20–25 нА/м2.

Известия РАН. Серия физическая, 85, № 11, с. 1657-1660 (2021) | Рубрика: 18

Петников В.Г.

 

Волков М.В., Луньков А.А., Петников В.Г., Шатравин А.В. «Звукоподводная связь с использованием вертикальных приемных антенн в мелководных акваториях с ледовым покровом» Океанология, 61, № 4, с. 649-661 (2021)

В натурном эксперименте и в рамках численного моделирования продемонстрированы возможности звукоподводной связи в мелководной акватории, покрытой льдом. Исследованы преимущества применения вертикальных линейных приемных антенн различной длины и с разным числом гидрофонов. Анализировалась ситуация, когда глубина акватории много меньше, чем расстояние до приемной антенны. Выполнен сравнительный анализ нескольких алгоритмов пространственной обработки сигналов с двоичной фазовой манипуляцией и несущей частотой около 1 кГц при различных скоростях передачи информации. Эксперимент был проведен на оз. Байкал при толщине ледового покрова ≈66 см и при интенсивных акустических шумах, связанных с образованием трещин на поверхности льда. Показано, что в случае применения вертикальной антенны коэффициент битовых ошибок можно снизить более чем в 3 раза по сравнению с одиночным приемником.

Океанология, 61, № 4, с. 649-661 (2021) | Рубрика: 07.01

Волков М.В., Луньков А.А., Макаров М.М., Петников В.Г., Шатравин А.В. «Применение вертикальных приемных антенн для звукоподводной связи в неоднородном волноводе с ледовым покровом» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 496, № 1, с. 65-68 (2021)

Представлены результаты экспериментальных исследований звукоподводной связи на частотах 500–1000 Гц с применением вертикальных цепочек гидрофонов (линейных антенн). Эксперименты проведены в прибрежной, покрытой сплошным льдом области озера Байкал. Продемонстрировано, что использование вертикальных антенн в мелководной акватории с ледовым покровом позволяет эффективно подавлять естественные фоновые шумы, когда такие приемные модули перекрывают весь водный слой по глубине. Это дает возможность на порядок снизить уровень ошибок при передаче информации по сравнению с приемом на одиночный гидрофон.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 496, № 1, с. 65-68 (2021) | Рубрика: 07.02

Петриев И.С.

 

Петриев И.С., Пушанкина П.Д., Луценко И.С., Барышев М.Г. «Влияние кристаллографически нетипичного пентагонального наноструктурированного покрытия на лимитирующую стадию процесса низкотемпературного транспорта водорода через Pd–Cu мембраны» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 499, № 1, с. 17-21 (2021)

Продемонстрирован новый подход к ускорению поверхностных процессов транспорта водорода через Pd–40%Cu мембраны, путем нанесения развитого каталитического покрытия, состоящего из наночастиц с совершенно новой кристаллографически нетипичной пентагональной структурой. Благодаря наличию у таких частиц высокоиндексных граней с большим количеством реакционноспособных недокоординированных атомов значительно увеличивается количество локализованных потенциально более активных областей поверхности мембраны. Такая модификация приводит к сдвигу лимитирующей стадии, существенно ускоряя рекомбинативную десорбцию на поверхности, и увеличению влияния стадии диффузии. Это улучшает газотранспортные характеристики мембраны, позволяя достичь проницаемости до 8.9 ммоль с–1 м–2 в низкотемпературном режиме (до 100°С). Полученное значение превышает до 6 раз соответствующее значение для гладких мембран и до 2 раз для мембран, модифицированных классической палладиевой чернью.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 499, № 1, с. 17-21 (2021) | Рубрика: 17

Петров М.В.

 

Беспалько А.А., Суржиков А.П., Данн Д.Д., Уцын Г.Е., Петров М.В., Помишин Е.К. «Моделирование акустико-электрического неразрушающего контроля дефектности диэлектрических материалов» Дефектоскопия, № 2, с. 3-14 (2021)

Показано влияние дефектности твердотельных диэлектрических образцов на параметры электромагнитного отклика при детерминированном акустическом воздействии на объект контроля. Приведены закономерности изменения параметров электромагнитных сигналов при вариациях и увеличении вектора напряженности электрического поля по отношению к контакту материалов образца и дефекта. Показано, что амплитудно-частотные параметры излучаемых электромагнитных сигналов находятся в непосредственной связи с акустическим импедансом и проводимостью контактирующей среды и дефекта. Установлено соответствие амплитуд электромагнитных откликов на определенное при математическом моделировании распределение во времени и пространстве механических напряжений, возникающих в дефектной системе при распространении акустического импульса. Приведены данные изменения параметров электромагнитных сигналов при увеличении размеров модельных дефектов в однотипных образцах.

Дефектоскопия, № 2, с. 3-14 (2021) | Рубрики: 05.04 06.03 14.02

Петров Н.А.

 

Соколов Л.Л., Кутеева Г.А., Петров Н.А., Эскин Б.Б., Баляев И.А., Васильев А.А. «О характеристиках особых траекторий астероида Апофис и возможности увода его от соударений с Землей» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 3, с. 265-271 (2021)

Рассматриваются сближения с Землей на траекториях, ведущих к возможным соударениям с Землей астероида Апофис. Тесные сближения, особенно в 2051 г., дают возможность использования эффекта гравитационного маневра для увода астероида от соударений при небольшой затрате энергии. Получены оценки изменения скорости Апофиса после 2029 г., которые требуются для увода от основных возможных его соударений с Землей. Ключевые слова: астероид, резонансные возвраты, орбита соударения DOI: 10.31857/S0320930X21010096

Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 3, с. 265-271 (2021) | Рубрика: 18

Петров П.С.

 

Тыщенко А.Г., Заикин О.С., Сороин М.А., Петров П.С. «Комплекс программ для расчета акустических полей в мелком море на основе метода широкоугольных модовых параболических уравнений» Акустический журнал, 67, № 5, с. 533-541 (2021)

Представлено описание комплекса прикладных программ для расчета звуковых полей в трехмерных волноводах мелкого моря общего вида. Данный комплекс программ представляет собой реализацию алгоритма численного решения широкоугольных модовых параболических уравнений на языке С++. При выполнении расчетов пользователь может задавать поле скорости звука, рельеф дна и структуру его слоев, используя конфигурационные файлы. Результатом работы программного комплекса являются один или несколько горизонтальных разрезов поля акустического давления на заданных горизонтах. Одним из основных достоинств реализованной методики расчета трехмерных звуковых полей является ее высокая вычислительная эффективность. Разработанный программный комплекс размещен в свободном доступе в сети Интернет и может представлять интерес для широкого круга специалистов по акустике океана, занимающихся моделированием распространения звука при решении различных прикладных задач. Ключевые слова: модовые параболические уравнения, акустика мелкого моря, широкоугольные параболические уравнения, граничные условия прозрачности, программный комплекс. DOI: 10.31857/S0320791921050117

Акустический журнал, 67, № 5, с. 533-541 (2021) | Рубрики: 07.02 07.21

Сорокин М.А., Петров П.С., Каплуненко Д.Д., Голов А.А., Моргунов Ю.Н. «Прогноз эффективной скорости распространения акустических сигналов на основе модели циркуляции океана» Акустический журнал, 67, № 5, с. 521-532 (2021)

Обсуждается возможность использования данных моделирования циркуляции океана для оперативного прогноза эффективных скоростей распространения импульсных акустических сигналов на шельфе и в глубоком океане. Определение и прогнозирование этих скоростей является критически важным для надежной работы систем акустической навигации и дальнометрии, однако протяженность трасс и требования к оперативности прогноза практически исключают использование в этих целях прямых измерений. На примере анализа экспериментальных данных, полученных на акустической трассе протяженностью около 200 км, показано, что гидрологический разрез, построенный вдоль этой трассы с использованием данных модели циркуляции океана NEMO, позволяет с достаточно высокой точностью рассчитать эффективные скорости распространения импульсных акустических сигналов от источника на шельфе в глубоководную часть Японского моря. Используемая нами методика расчета эффективных скоростей основана на адиабатической модовой теории распространения звука на шельфе, а также на том факте, что в глубоководной части трассы групповые скорости мод малых номеров лишь незначительно отличаются друг от друга. Ключевые слова: шельф–глубокий океан, импульсный сигнал, времена прихода, групповые скорости, акустическая дальнометрия. DOI: 10.31857/S0320791921050087

Акустический журнал, 67, № 5, с. 521-532 (2021) | Рубрика: 07.21

Петухов Ю.В.

 

Петухов Ю.В., Бородина Е.Л. «Влияние неровностей дна на распространение каустических пучков в океанических волноводах» Акустический журнал, 67, № 5, с. 505-513 (2021)

С использованием геометроакустического приближения и параболического уравнения исследованы закономерности пространственного распределения интенсивности акустического поля, формируемого при взаимодействии каустического пучка с неровностями дна в относительно мелководном океаническом волноводе с открытым ко дну подводным звуковым каналом. Показано, что при выполнении определенных условий в океаническом волноводе формируется многопучковая структура пространственного распределения интенсивности акустического поля. Ключевые слова: океанические волноводы, подводные звуковые каналы, тональное излучение, вертикальные антенны, каустические пучки, неровности дна. DOI: 10.31857/S0320791921050063

Акустический журнал, 67, № 5, с. 505-513 (2021) | Рубрика: 07.14

Петцольд М.

 

Ефимов А.И., Луканина Л.А., Смирнов В.М., Чашей И.В., Бёрд М.К., Петцольд М. «Детектирование области повышенной турбулентности сверхкороны Солнца с использованием спутников Venus express и Mars Express» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 3, с. 275-281 (2021)

Проведенные в период с 6 октября по 6 декабря 2006 г. эксперименты по радиозондированию околосолнечной плазмы сигналами космических аппаратов Venus Express и Mars Express позволили получить данные о флуктуациях частоты радиосигналов для западного и восточного лимбов солнечной короны. В результате обработки данных измерений получены сведения об интенсивности частотных флуктуаций, которые обусловлены влиянием движущейся турбулентной плазмы. На фоне плавной радиальной зависимости отмечены сильные возрастания интенсивности флуктуаций частоты, которые могут быть объяснены прохождением через трассу радиосвязи сжатой части коротирующего возмущения. Временное запаздывание этих событий свидетельствует о связи высокого уровня флуктуаций частоты зондирующих плазму радиосигналов с одной и той же областью солнечной короны.

Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 3, с. 275-281 (2021) | Рубрика: 18

Пивоваров А.А.

 

Пивоваров А.А., Ярощук И.О., Швырев А.Н., Самченко А.Н. «Автономная низкочастотная широкополосная гидроакустическая излучающая станция с электромагнитным преобразователем» Приборы и техника эксперимента, № 6, с. 95-99 (2020)

Гидроакустическая излучающая станция с электромагнитным преобразователем развивает акустическое давление до 2400 Па (188 дБ), приведенное к расстоянию 1 м от оси излучателя, в диапазоне частот 420–520 Гц (по уровню –3 дБ) и обладает рабочей глубиной погружения до 500 м. Примененные технические решения позволяют использовать станцию для широкого круга океанологических исследований, а также при построении систем навигации подводных аппаратов и передачи данных по гидроакустическому каналу.

Приборы и техника эксперимента, № 6, с. 95-99 (2020) | Рубрика: 14.02

Пивоваров А.А., Ярощук И.О., Долгих Г.И., Швырев А.Н., Самченко А.Н. «Автономный акустический регистратор и его применение в составе гидрофизического комплекса» Приборы и техника эксперимента, № 3, с. 123-128 (2021)

Описаны конструктивные решения и характеристики автономных акустических регистраторов, а также дано краткое описание элементов измерительного гидрофизического комплекса (излучатели, термогирлянды и др.), в составе которого они применяются. Технические возможности, заложенные в акустические регистраторы, позволяют оперативно создавать различные конфигурации дискретных антенных решеток и акустических интерферометров. На основе данных, полученных с таких приемных систем в составе гидрофизического комплекса, можно проводить диагностику водной среды, донных осадков, а также оценивать акустические характеристики различных источников звука. Предложены некоторые методы и подходы для решения подобных задач и приведены примеры.

Приборы и техника эксперимента, № 3, с. 123-128 (2021) | Рубрика: 14.02

Писаревский Ю.В.

 

Сорокин Н.И., Писаревский Ю.В., Гребенев В.В., Ломонов В.А. «Подвижность ионных носителей заряда в пьезоэлектрических кристаллах Li2B4O7» Физика твердого тела, 62, № 3, с. 386-389 (2020)

Выполнены импедансные измерения монокристалла Li2B4O7 с Ag-электродами в интервале частот 1–3·107 Hz при комнатной температуре. Кристалл Li2B4O7 (пр. гр I41cd, Z=8) ориентировался вдоль кристаллографической оси c. Из годографа импеданса системы Ag| Li2B4O7|Ag выделены вклады от объема кристалла и границы кристалл/электрод. Обсуждается структурный механизм литийионного транспорта в кристаллах Li2B4O7. На основании электрофизических и структурных данных рассчитаны сквозная проводимость sigmadc=2.3·10–9 S/cm, подвижность носителей заряда (вакансий VLi-) μmob=6·10–10 cm2/sV и их концентрация nmob=2.4·1019 cm–3 (0.14% от количества лития в кристаллической решетке). Ключевые слова: ионная проводимость, тетраборат лития, монокристаллы, импедансная спектроскопия.

Физика твердого тела, 62, № 3, с. 386-389 (2020) | Рубрики: 06.14 06.17

Писаренко В.Ф.

 

Писаренко В.Ф., Любушин А.А., Родкин М.В. «Максимальные землетрясения в будущих интервалах времени» Физика Земли, № 2, с. 27-45 (2021)

Исследуются проблемы, связанные с максимальными землетрясениями в сейсмоактивном регионе. В работах авторов (Писаренко В.Ф., Родкин М.В. Неустойчивость параметра Mmax и альтернатива его применению // Физика Земли. 2009. № 12. С. 48–59; Pisarenko V., Rodkin M. Heavy-Tailed Distributions in Disaster Analysis. Advances in Natural and Technological Hazards Research. Springer, Dordrecht–Heidelberg–London–New York. 2010. V. 30; Pisarenko V.F., Rodkin M.V. The maximum earthquake in future Т years: Checking by a real catalog // Chaos, Solitons & Fractals. 2015. V. 74. P. 89–98) была предложена альтернатива неоднозначно определяемому параметру Ммах (максимальной региональной магнитуде) в виде четко определенного, статистически обоснованного параметра – максимальной магнитуды землетрясения в данном регионе в заданный, будущий интервал времени Т. Изучаются статистические характеристики этого параметра – квантили с заданным уровнем доверия q. Впервые оценка смещения, стандартного отклонения и среднеквадратичного отклонения таких квантилей проведена на большом количестве (1000 штук) независимых выборок (искусственных каталогов) с известным законом распределения. Это дало возможность сравнить получаемую при этом “истинную” точность оценок с той, которая получается по одному каталогу с неизвестным законом распределения. Оценена реальная эффективность оценок квантилей на примерах с точно известным ответом, а также продемонстрирована устойчивость и робастность этих квантилей как информативной и важной характеристики сейсмического риска. Проведенные сравнения позволяют получить оценки разброса квантилей в области больших времен Т и при весьма строгих границах доверительного уровня q. Оценки квантилей максимальных событий в будущем интервале времени получаются существенно более робастными при более сильном загибе вниз графика повторяемости. Выведено соотношение между квантилями одиночного землетрясения и квантилями максимального землетрясения в будущем интервале времени Т, которое позволяет устанавливать эквивалентность между длительностью интервала Т и уровнем значимости (надежностью) q, что для распределений с тяжелыми хвостами необходимо учитывать при оценивании сейсмического риска. При статистическом анализе использованы два различных метода оценки параметров: метод максимального правдоподобия и Байесовский метод. Они показали примерно равную эффективность. С помощью этих методов получен вывод о том, что оценка долгосрочной сейсмической опасности для регионов с явно выраженным загибом вниз графика повторяемости является весьма устойчивой и робастной.

Физика Земли, № 2, с. 27-45 (2021) | Рубрики: 09.07 09.10

Писецкий В.В.

 

Герасимов С.И., Ерофеев В.И., Травов Ю.Ф., Иоилев А.Г., Писецкий В.В., Капинос С.А., Калмыков А.П., Лапичев Н.В. «Экспериментальное определение коэффициента сопротивления конических проникателей и проникателя с плоским передним торцом при сверхзвуковом движении в песчаном грунте» Журнал технической физики, 91, № 3, с. 542-548 (2021)

Проведены экспериментальные исследования по определению коэффициента сопротивления при проникании в песчаный грунт конических и цилиндрических ударников. В экспериментах угол полураствора конического наконечника проникателя (ударника) изменялся от 10 до 90 deg. Скорость движения ударника изменялась в интервале 0.2–2.0 km/s. Получены средние значения коэффициента сопротивления для конических тел при квазистационарном сверхзвуковом движении в песчаном грунте средней влажности 7–12%, а для ударников с плоским передним торцом – в песчаном грунте влажностью от 0 до 16%. Показана существенная зависимость коэффициента сопротивления тонких конусов (beta<25°) от скорости движения и отсутствие таковой (с учетом экспериментальной погрешности) для тупых конусов и ударника с плоским торцом. Ключевые слова: высокоскоростное проникание, конический проникатель, проникатель с плоским передним торцом, песок, коэффициент сопротивления.

Журнал технической физики, 91, № 3, с. 542-548 (2021) | Рубрика: 10.06

Пичугин Н.К.

 

Качанов В.К., Соколов И.В., Самокрутов А.А., Шевалдыкин В.Г., Федоренко С.А., Алехин С.Г., Козлов А.В., Пичугин Н.К. «Построение дисперсионной зависимости корректирующего коэффициента при контроле компактных изделий квадратного сечения импакт-эхометодом» Дефектоскопия, № 1, с. 3-14 (2021)

Приведены результаты вычисления коэффициента коррекции геометрической дисперсии скорости звука β в компактных изделиях квадратного сечения при различных отношениях толщины к стороне сечения. С помощью моделирования в программной среде ANSYS показано, что по мере увеличения данного отношения происходит трансформация основного вида колебаний, обуславливающего собственный резонанс в компактном изделии: от продольных волн в компактных изделиях типа «свая» к волнам Лэмба в компактных изделиях типа «плита». При этом в компактных изделиях происходит нелинейное изменение коэффициента β, позволяющего скорректировать эффект геометрической дисперсии. Рассчитана дисперсионная зависимость коэффициента β в компактных объектах квадратного поперечного сечения от различного соотношения толщины и стороны сечения изделия.

Дефектоскопия, № 1, с. 3-14 (2021) | Рубрики: 14.02 14.04

Плохов Д.И.

 

Попов А.И., Плохов Д.И., Звездин А.К. «Квантовая теория пьезоэлектрического эффекта в редкоземельных ферроборатах» Физика твердого тела, 63, № 3, с. 385-392 (2021)

Развита квантовая теория пьезоэлектрического эффекта в редкоземельных ферроборатах. Установлено, что за возникновение эффекта отвечают преимущественно одноионные механизмы: при наличии механических напряжений в кристалле индуцируются дипольные электрические моменты непосредственно в электронных 4f-оболочках редкоземельных ионов, что приводит к поляризации кристалла. Количественно эффект рассмотрен на примере ферроборатов неодима и самария, в частности, в интервале от 0 до 300 K получены температурные зависимости пьезоэлектрических модулей. Дополнительно показано, что при температурах ниже точки Нееля при деформации кристалла в магнитном поле также возможно возникновение поляризованности кристалла вдоль кристаллографической оси c. Рассчитаны температурные, полевые и ориентационные зависимости магнитоиндуцированных пьезомодулей. Ключевые слова: пьезоэлектрический эффект, ферробораты, редкоземельные ионы, кристаллическое поле.

Физика твердого тела, 63, № 3, с. 385-392 (2021) | Рубрики: 06.14 06.17

Погодин М.А.

 

Оболенцева М.А., Дьяченко В.В., Погодин М.А., Ховричев М.Ю., Павловский С.Е., Балега Ю.Ю., Бескакотов А.С., Митрофанова А.А., Максимов А.Ф. «HD 52721 как квадрупольная система» Астрофизический бюллетень, 76, № 3, с. 354-358 (2021)

Представлены результаты исследования кратной системы HD 52721 методом спекл-интерферометрии в 2019–2020 гг. на 6-м телескопе САО РАН. Ранее HD 52721 была известна как тройная (6.93 (B2V + B2V; P=1.6101570d) + 7.88; 0.65″). В нашей работе система разрешена как спеклинтерферометрическая тройная, таким образом общая кратность системы увеличена до четырех компонентов (6.80 (B2V+B2V; 1.6101570d)+8.95 (B9V+B9V, 0.03″); 0.64″). Нами использованы опорнозависимый и не зависящий от опоры методы измерения позиционных параметров и разностей блеска между компонентами. Полученные измерения разностей блеска хорошо согласуются с наблюдаемой фотометрической кривой затменной пары.

Астрофизический бюллетень, 76, № 3, с. 354-358 (2021) | Рубрика: 18

Погонин В.И.

 

Слюта Е.Н., Высочкин В.В., Иванов В.В., Маковчук В.Ю., Назаров А.И., Погонин В.И., Роскина Е.А., Сафронов В.В., Таций Л.П. «Прибор МЕТЕОР-Л на лунном орбитальном аппарате Луна-26: детектор космической пыли» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 5, с. 444-453 (2021)

Детектор космической пыли ионизационного типа МЕТЕОР-Л разрабатывается для лунного орбитального аппарата Луна-26 и предназначен для изучения распределения в пространстве метеорных тел по массе и скорости, и долговременного мониторинга динамичной эволюции пылевой компоненты в лунной экзосфере. Последние исследования облаков пыли вокруг Луны показывают тесную взаимосвязь постоянной и динамичной эволюции компонентов лунной экзосферы, геологической истории образования лунного реголита, процессов образования и накопления летучих компонентов в лунном реголите с постоянным воздействием таких компонентов межпланетной среды, как межпланетная пыль преимущественно кометного происхождения и метеороиды из пояса астероидов. Детектор космической пыли способен регистрировать метеорные частицы размером 0.1–3 мкм с массой 10–14–10–9 г и скоростью от 3 до 35 км с–1. Испытания и калибровка на ускорителе частиц подтвердили заявленные функциональные возможности детектора для регистрации частиц космической пыли с параметрами, характерными для лунной экзосферы. Ключевые слова: Луна, лунная экзосфера, межпланетная пыль, метеорный поток, метеороиды, метеоритная бомбардировка, детектор космической пыли, лунный реголит DOI: 10.31857/S0320930X21050042

Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 5, с. 444-453 (2021) | Рубрика: 18

Слюта Е.Н., Маров М.Я., Дунченко А.Г., Маковчук В.Ю., Морозов О.В., Назаров А.И., Иванов В.В., Погонин В.И., Роскина Е.Г., Сафронов В.В., Харлов Б.Н., Таций Л.П. «Эксперимент термо-лр на посадочном аппарате Луна-27: изучение теплофизических, физико-механических и электромагнитных свойств лунного грунта» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 5, с. 454-475 (2021)

Прибор разрабатывается для эксперимента ТЕРМО-ЛР на лунном посадочном космическом аппарате Луна-27 и предназначен для контактных геофизических измерений различных свойств лунного грунта на поверхности и на глубину до 3 м. Рассматриваются научные задачи эксперимента по исследованию физико-механических (плотность, механические и деформационные характеристики), теплофизических (теплопроводность, теплоемкость) и электромагнитных (диэлектрическая проницаемость, магнитная восприимчивость) свойств лунного грунта и внутреннего теплового потока Луны. Приводятся описание конструкции и технические характеристики, функциональная схема и режимы работы прибора, который состоит из трех основных блоков – блока глубинных исследований с глубинным каротажным зондом, блока поверхностных исследований и блока электроники. В состав каротажного зонда входят самозаглубляющийся молоток пенетратор, датчик диэлектрической проницаемости, датчик магнитной восприимчивости и лента с термодатчиками для измерения распределения температуры в грунте и внутреннего теплового потока. В состав блока поверхностных исследований входят термодатчики для измерений в пассивном и активном режимах теплофизических свойств лунного грунта на поверхности. Рассматриваются испытания и калибровка термодатчиков блока поверхностных исследований, которые подтвердили высокие эксплуатационные характеристики датчика и надежность интерпретации измерений. Ключевые слова: Луна, лунный грунт, реголит, ТЕРМО-ЛР, Луна-27, каротажный зонд, физико-механические свойства, теплофизические свойства, электромагнитные свойства, внутренний тепловой поток DOI: 10.31857/S0320930X21050054

Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 5, с. 454-475 (2021) | Рубрика: 18

Подзерко А.В.

 

Khan Afrasyab, Sanaullah Khairuddin, Спиридонов Е.К., Подзерко А.В., Хабарова Д.Ф., Ali Ahmad Hasan, Farooqi Ahmed Salam, Zwawi Mohammed, Algarni Mohammed, Felemban Bassem F., Bahada Ali, Ullah Atta, Abdullah Bawadi «Разработка и применение системы на основе датчиков проводимости для исследования взаимодействия между сверхзвуковой паровой струей и водой» Приборы и техника эксперимента, № 4, с. 141-151 (2021)

Работа представляет собой попытку описать парожидкостный поток с фазовыми переходами, что может помочь в определении передачи массы, количества движения и энергии в межфазной области, содержащей пар и воду. В этом исследовании описывается разработка сенсорной электродной системы измерения паровой фракции, основанной на электродах на основе переменного тока, называемой системой томографии электрического сопротивления (ERT – Electrical Resistance Tomography). Система на основе ERT была применена, чтобы выявить процессы, связанные со сверхзвуковой закачкой пара в объем воды. Система сбора данных на основе ERT применялась в течение заданного интервала времени, а полученные данные обрабатывались с использованием бесплатного кода, известного как EIDORS. Изображения, полученные таким образом с помощью EIDORS, дали плоскую картину сверхзвуковой струи пара в окружающей воде. Изображения представляют собой хорошо видимые границы между фазами пара и воды, а также турбулентную зону между ними. Было обнаружено, что при повышении температуры на 30–60°C площадь паровой струи увеличивается с 46.51 до 65.40% при давлении пара на входе 3.0 бар.

Приборы и техника эксперимента, № 4, с. 141-151 (2021) | Рубрика: 14.01

Подобная Е.Д.

 

Глазачев Д.О., Попова О.П., Подобная Е.Д., Артемьева Н.А., Шувалов В.В., Светцов В.В. «Эффекты ударной волны, генерируемой на поверхности Земли при падении космических тел размером от 20 м до 3 км» Физика Земли, № 5, с. 133-145 (2021)

Разрушения на поверхности Земли, вызываемые ударной волной, являются одним из наиболее важных и опасных последствий падений астероидов и комет. Избыточное давление и скорость ветра за фронтом ударной волны, приводящие к тем или иным опасным последствиям, могут быть оценены на основе специально разработанных моделей взаимодействия космических объектов с атмосферой и поверхностью Земли. Ударная волна является также причиной сейсмических эффектов, но в данной работе рассматривается только прямое действие ударной волны. Систематическое численное моделирование взаимодействия космических объектов с атмосферой было ранее проведено для большого количества различных сценариев в рамках гидродинамической модели. Анализ результатов этого моделирования позволяет предложить аппроксимационные соотношения, которые дают возможность оценить избыточное давление, скорость ветра за ударной волной и их распределение на поверхности, если известны параметры импактора, его скорость и угол наклона траектории. Эти соотношения учитывают пространственную неоднородность распределения избыточного давления на поверхности Земли. Полученные соотношения подобия были протестированы на данных Челябинского и Тунгусского событий, и было показано хорошее соответствие с данными разрушений. Полученные аппроксимационные соотношения используются в интернет-калькуляторе (http://www.AsteroidHazard.pro), позволяющем быстро и достаточно точно оценивать различные эффекты падений.

Физика Земли, № 5, с. 133-145 (2021) | Рубрики: 09.05 18

Подымова Н.Б.

 

Подымова Н.Б., Карабутов А.А. «Преобразование термооптически возбуждаемых широкополосных импульсов продольных акустических волн в импульсы сдвиговых волн в изотропной твердотельной пластине в жидкости» Акустический журнал, 67, № 5, с. 482-492 (2021)

Теоретически проанализированы временные профили широкополосных импульсов сдвиговых акустических волн, получаемых в результате преобразования термооптически возбуждаемых импульсов продольных волн при падении под различными углами на плоскопараллельную изотропную твердотельную пластину, помещенную в иммерсионную жидкость. Показано, что при определенном угле падения временная форма импульса сдвиговых волн в пластине повторяет форму падающего импульса продольных волн. Для сравнения теоретических и экспериментальных результатов исследовалось преобразование термооптически возбуждаемых импульсов продольных волн в импульсы сдвиговых волн и обратно в алюминиевой и кварцевой плоскопараллельных пластинах, помещенных в дистиллированную воду. Экспериментальные временные профили ультразвуковых импульсов совпадают с теоретически рассчитанными профилями за исключением увеличенной длительности экспериментальных импульсов. На основе такой схемы двойного преобразования предложена и экспериментально реализована методика широкополосной акустической спектроскопии продольных и сдвиговых волн с термооптическим источником ультразвука в спектральном диапазоне 1–40 МГц. Ключевые слова: сдвиговые акустические волны, лазерное возбуждение ультразвука, широкополосная акустическая спектроскопия, коэффициенты затухания ультразвуковых волн. DOI: 10.31857/S0320791921040110

Акустический журнал, 67, № 5, с. 482-492 (2021) | Рубрика: 06.17

Подымова Н.Б., Калашников И.Е., Кобелева Л.И. «Лазерный оптико-акустический метод количественной оценки пористости литых дисперсно-упрочненных металломатричных композиционных материалов» Дефектоскопия, № 12, с. 3-13 (2020)

Предложен и экспериментально реализован лазерный оптико-акустический метод количественной оценки объемной пористости литых дисперсно-упрочненных металломатричных композиционных материалов. Метод основан на статистическом анализе распределения амплитуд обратнорассеянных широкополосных импульсов продольных акустических волн в исследуемых материалах. Лазерное возбуждение и пьезоэлектрическая регистрация ультразвука реализуется при одностороннем доступе к объекту контроля с использованием специального лазерно-ультразвукового преобразователя. Исследовались композиты на основе силумина, упрочненного микрочастицами карбида кремния в различной объемной концентрации (0,033–0,135), и композиты, полученные методом реакционного литья на основе алюминия, упрочненного интерметаллидом Al3Ti (объемные концентрации 0,04–0,115). Для обоих типов композитов распределение амплитуд обратнорассеянных ультразвуковых сигналов аппроксимируется гауссовской функцией распределения, применимой для большого числа статистически независимых величин. Эмпирически полученная зависимость полуширины этого распределения от объемной пористости композитов двух различных типов аппроксимируется одной и той же линейной функцией независимо от технологии изготовления, а также от типа, размера и концентрации упрочняющих частиц.

Дефектоскопия, № 12, с. 3-13 (2020) | Рубрики: 14.02 14.04

Поклад Ю.В.

 

Гаврилов Б.Г., Поклад Ю.В., Рыбнов Ю.С., Ряховский И.А., Санина И.А. «Геомагнитные эффекты удаленных землетрясений» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 1, с. 115-123 (2021)

Представлены результаты исследования взаимосвязи сейсмических событий с геомагнитными возмущениями, возникающими в результате акустического воздействия на нижнюю ионосферу, вызванного колебаниями земной поверхности на расстояниях в насколько тысяч км от очага землетрясения. Измерения выполнены на базе обс. Михнево, оборудованной приборным комплексом, включающим сейсмические, акустические, электромагнитные и ионосферные средства наблюдений и оборудованным системой временнoй привязки с использованием приемников системы GPS, что обеспечивает точность синхронизации данных измерений не хуже 20 нс. На примере пяти сейсмических событий показаны закономерности формирования атмосферных и геомагнитных эффектов удаленных землетрясений и зависимость времени их появления от расстояния до сейсмического источника. Продемонстрировано различие в характере и времени возникновения геомагнитных пульсаций, связанных с воздействием на ионосферу акустических волн, от сигналов, обусловленных сейсмомагнитным эффектом.

Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 1, с. 115-123 (2021) | Рубрики: 09.06 18

Полников В.Г.

 

Полников В.Г. «Гистограммы, кумулянты и спектры механических и ветровых волн в ветро-волновом канале» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 84-97 (2021)

С целью изучения взаимосвязи статистических характеристик волнения на поверхности воды и закономерностей их изменчивости построены гистограммы, а также рассчитаны кумулянты и спектры для механических и ветровых волн в ветро-волновом канале. Анализируется многообразие гистограмм волн различной природы и их изменчивость c изменением типа и параметров волн, а также с разгоном волн. Отмечается регулярность в отклонении от гауссова распределения амплитуд волн, в числовом виде представленная их кумулянтами. С учетом закономерностей эволюции частотного спектра установившихся волн вдоль канала утверждается, что изменчивость статистик волн однозначно определяется изменчивостью формы их спектра, а не отдельными характеристиками системы (разгон, крутизна или возраст волн). Дается теоретическое обоснование приведенному утверждению.

Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 6, с. 84-97 (2021) | Рубрики: 08.02 08.05 08.09

Полозов Р.В.

 

Ильичева И.А., Ходыков М.В., Панченко Л.А., Полозов Р.В., Нечипуренко Ю.Д. «Ультразвуковое расщепление ДНК: анализ структурно-динамических характеристик регуляторных участков генома и ошибок секвенирования» Биофизика, 65, № 3, с. 504-511 (2020)

DOI: 10.31857/S0006302920030096

Биофизика, 65, № 3, с. 504-511 (2020) | Рубрика: 17

Полухина Н.Г.

 

Александров А.Б., Дашкина А.Б., Коновалова Н.С., Окатьева Н.М., Полухина Н.Г., Старков Н.И., Тюков В.Э., Чернявский М.М., Щедрина Т.В. «Поиск слабовзаимодействующих массивных частиц тёмной материи: состояние и перспективы» Успехи физических наук, 191, № 9, с. 905-936 (2021)

Определение природы тёмной материи (ТМ) – одна из важнейших задач современной экспериментальной физики. Представлен обзор основных аргументов, подтверждающих существование ТМ, приведена современная классификация частиц ТМ, названы возможные кандидаты на эту роль, рассказывается о наиболее крупных проводимых и разрабатываемых экспериментах по поиску частиц ТМ. Основная цель публикации – дать представление о многообразии экспериментальных методов и подходов по регистрации частиц ТМ, а также о полученных к настоящему времени результатах их поиска, которые открывают новые перспективы по изучению ТМ и помогут решить актуальные задачи Новой физики.

Успехи физических наук, 191, № 9, с. 905-936 (2021) | Рубрика: 18

Полюшко С.М.

 

Дудай П.В., Зименков А.А., Ивановский А.В., Климушкин К.Н., Краев А.И., Куделькин В.Б., Мамышев В.И., Полюшко С.М., Цибиков З.С., Шаповалов Е.В. «Дисковые взрывомагнитные генераторы нового поколения» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 7-10 (2021)

Одним из примеров реализации принципа магнитной кумуляции явилось создание в 1980-х годах под руководством В.К. Чернышева уникальных устройств – дисковых взрывомагнитных генераторов, генерирующих рекордные токи до 300 МА. Попытки реализации их аналогов за рубежом до сих пор не увенчались успехом. В работе представлены результаты исследований, завершившихся созданием нового поколения дисковых взрывомагнитных генераторов малого класса с эффективностью преобразования энергии взрывчатого вещества в энергию магнитного поля, более чем в два раза превышающую ранее достигнутый уровень.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 498, № 1, с. 7-10 (2021) | Рубрика: 17

Поляков В.В.

 

Салита Д.С., Поляков В.В. «Акустическая эмиссия при пластической деформации оловянно-свинцовых сплавов» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 17, № 1, с. 119-123 (2020)

Проведено исследование акустической эмиссии при статическом растяжении оловянно-свинцовых сплавов в условиях повторного нагружения. Были исследованы сплавы 30%Pb-70%Sn, 20%Pb-80%Sn, 10%Pb-90%Sn, отличавшиеся топологически различной структурой. Для сплава 30%Pb-70%Sn структура характеризовалась эвтектическими колониями из чередующихся прослоек α- и β-фаз, образовывавшими связный кластер, с включениями изолированных зерен β-фазы. При увеличении концентрации β-фазы формировался связный кластера из зерен олова с изолированными включениями эвтектических областей. Для сплава 10%Pb-90%Sn эти области были представлены небольшими участками, располагавшимися по границам зерен β-фазы. Экспериментально обнаружено, что при повторном нагружении оловянно-свинцовых сплавов регистрировалась акустическая эмиссия, возникавшая с самого начала повторного нагружения до достижения уровня предыдущей нагрузки. Это означало, что нарушался эффект Кайзера, наблюдавшийся в большинстве металлических материалов. Для объяснения отклонения от акустоэмиссионного эффекта памяти рассмотрены физические механизмы, обусловленные наличием областей с эвтектической структурой. Для сплава 30%Pb-70%Sn пластическая деформация в первую очередь осуществлялась за счет движение эвтектических колоний как целого по общим границам раздела. При высоких концентрациях β-фазы в сплавах 20%Pb-80%Sn и 10%Pb-90%Sn пластическое течение реализовывалось путем скольжении зерен β-фазы по эвтектическим прослойками, залегавшим по границам зерен олова. Как следствие, при повторном нагружении отсутствовали мощные дислокационные барьеры, тормозящие дислокационные потоки. В связи с этим акустическая эмиссия регистрировалась на ранних стадиях повторного нагружения.

Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 17, № 1, с. 119-123 (2020) | Рубрики: 05.04 14.02 14.04

Полякова П.В.

 

Полякова П.В., Баимова Ю.А. «Сдвиговые деформации как способ получения композитной структуры Al-Cu: атомистическое моделирование» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 17, № 4, с. 419-423 (2020)

Одним из важных направлений исследования в последние годы является поиск способов получения in-situ композитов, которые формируются в процессе обработки отдельных слоев металла естественным образом. Твердость подобных систем в значительной степени зависит от формирования прочных интерметаллидных фаз, что происходит уже на стадии обработки. Именно поэтому исследователей особенно привлекают подобные соединения, в частности композиты, полученные на основе алюминия и меди, которые хорошо показали себя в практическом применении, например в авиастроении. Однако, не все эксперименты позволяют детально изучить формирование структуры на атомистическом уровне, из-за чего исследователи все чаще прибегают к различным методам моделирования, одним из которых является метод молекулярной динамики, позволяющий детально проанализировать особенности структурных и фазовых превращений. В данной работе методом молекулярной динамики исследовано перемешивание атомов по поверхности композита Cu-Al. Композит был получен из отдельных пластин Al и Cu посредством воздействия одновременно сжимающих и сдвигающих компонент деформации, что является имитацией кручения под высоким давлением. Экспериментальные данные подтверждают возможность получения нескольких твердых интерметаллидных фаз в процессе такой обработки. Из карты напряжений видно, что сдвиговые деформации способствуют более равномерному распределению напряжений и соответственно более быстрому перемешиванию атомов на границе. Следующим этапом, облегчающим диффузию атомов, является отжиг при 450°С. Показано, что данный способ обработки значительно ускоряет формирование композита, имеющего прочную интерметаллидную структуру.

Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 17, № 4, с. 419-423 (2020) | Рубрики: 04.01 06.18 08.13

Помишин Е.К.

 

Беспалько А.А., Суржиков А.П., Данн Д.Д., Уцын Г.Е., Петров М.В., Помишин Е.К. «Моделирование акустико-электрического неразрушающего контроля дефектности диэлектрических материалов» Дефектоскопия, № 2, с. 3-14 (2021)

Показано влияние дефектности твердотельных диэлектрических образцов на параметры электромагнитного отклика при детерминированном акустическом воздействии на объект контроля. Приведены закономерности изменения параметров электромагнитных сигналов при вариациях и увеличении вектора напряженности электрического поля по отношению к контакту материалов образца и дефекта. Показано, что амплитудно-частотные параметры излучаемых электромагнитных сигналов находятся в непосредственной связи с акустическим импедансом и проводимостью контактирующей среды и дефекта. Установлено соответствие амплитуд электромагнитных откликов на определенное при математическом моделировании распределение во времени и пространстве механических напряжений, возникающих в дефектной системе при распространении акустического импульса. Приведены данные изменения параметров электромагнитных сигналов при увеличении размеров модельных дефектов в однотипных образцах.

Дефектоскопия, № 2, с. 3-14 (2021) | Рубрики: 05.04 06.03 14.02

Попандопуло Н.А.

 

Александрова А.Г., Блинкова Е.В., Бордовицына Т.В., Попандопуло Н.А., Томилова И.В. «Вековые резонансы в динамике объектов, движущихся в областях LEO–MEO околоземного орбитального пространства» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 3, с. 272-287 (2021)

Представлены результаты выявления вековых резонансов, действующих на объекты, движущиеся в областях LEO–MEO. Результаты получены на основании обработки данных обширного численного эксперимента по исследованию орбитальной эволюции объектов, движущихся в диапазоне больших полуосей от 8000 км до зоны функционирования навигационной систем ГЛОНАСС (25 500 км), с наклонениями от 0 до 180° вне зон орбитальных резонансов. Даны карты распределения выявленных вековых резонансов. Приведен анализ орбитальной эволюции объектов. Ключевые слова: динамика околоземных объектов, области LEO–MEO, вековые резонансы, особенности орбитальной эволюции DOI: 10.31857/S0320930X21030014

Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 3, с. 272-287 (2021) | Рубрика: 18

Попель С.И.

 

Дубинский А.Ю., Попель С.И. «О возможном механизме образования оксида железа в лунном реголите» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 4, с. 316-321 (2021)

Предложена схема образования оксида железа(II) из молекул сульфида железа с использованием кислорода, входящего в состав оксида кремния, из лунного реголита. Источником энергии, запускающим реакцию обмена, служат протоны солнечного ветра. Ключевые слова: Луна, реголит, диоксид кремния, сульфид железа, оксид железа, солнечный ветер DOI: 10.31857/S0320930X21040046

Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 4, с. 316-321 (2021) | Рубрика: 18

Голубь А.П., Попель С.И. «К вопросу о потоках пылевых частиц, зафиксированных у поверхности Луны аппаратом Chang’E-3» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 5, с. 393-402 (2021)

Проанализировано происхождение пылевых частиц в приповерхностном слое над лунной поверхностью, потоки которых измерялись в рамках лунной миссии КНР Chang’E-3. Рассмотрены частицы лунного реголита, поднятые над поверхностью Луны либо в результате электростатических процессов, либо вследствие ударов метеороидов. Оказывается, что основной вклад в наблюдаемые потоки массы пылевых частиц вносили микрометровые пылевые частицы, происхождение которых обусловлено выбросами вещества реголита с лунной поверхности в результате ударов метеороидов. Проведены теоретические расчеты потока массы пылевых частиц, которые оседают на измерительной поверхности космического аппарата Chang’E-3, расположенной на высоте 190 см над лунной поверхностью. Оказывается, что теоретическая величина примерно в 7 раз превосходит измеренное в рамках миссии Chang’E-3 значение потока массы пылевых частиц. Данное расхождение может быть обусловлено как неточностью используемых при расчетах параметров, характеризующих условия на Луне и свойства лунного реголита, так и тем фактом, что основная часть массы, поднимающейся над поверхностью Луны в результате ударов метеороидов, содержится в микрометровых частицах, значительная часть которых могла осыпаться с измерительной поверхности космического аппарата Chang’E-3 и соответственно, не была учтена в измерениях. Ключевые слова: Луна, реголит, лунная миссия КНР Chang’E-3, пылевые частицы, пылевая плазма, метеороиды DOI: 10.31857/S0320930X2104006X

Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 5, с. 393-402 (2021) | Рубрика: 18

Голубь А.П., Попель С.И. «Нестационарные процессы при формировании пылевой плазмы у поверхности спутника Марса – Деймоса» Физика плазмы, 47, № 8, с. 741-747 (2021)

Обсуждается формирование пылевой плазмы за счет фотоэлектрических и электростатических процессов в приповерхностном слое над освещенной частью спутника Марса – Деймоса. На основе физико-математической модели для самосогласованного описания концентраций фотоэлектронов и пылевых частиц над поверхностью освещенной части Деймоса определены параметры, характеризующие траектории движения пылевых частиц. Показано, что затухание колебаний пылевой частицы над поверхностью спутника Марса связано с вариациями ее заряда, что согласуется с представлениями об аномальной диссипации, природа которой вытекает из процессов, связанных с вариацией зарядов пылевых частиц. Продемонстрировано, что для большинства пылевых частиц, поднимающихся над поверхностью Деймоса из-за фотоэлектрических и электростатических процессов, время затухания их колебаний оказывается большим продолжительности светлого времени суток, т.е. нестационарность плазменно-пылевой системы над освещенной частью поверхности Деймоса проявляется практически в течение всей продолжительности дня на нем. Определены максимальные значения высоты подьема пылевых частиц и зарядового числа, которые могут быть достигнуты пылевыми частицами разных размеров, а также приведена оценка типичных концентраций пылевых частиц и фотоэлектронов над Деймосом. Для получения более определенных данных о параметрах плазменно-пылевой системы в окрестности Деймоса необходима более детальная информация о свойствах его грунта, которая, как ожидается, будет получена в будущих космических миссиях. Ключевые слова: пылевая плазма, система Марса, Деймос, затухание колебаний пылевых частиц, нестационарность, будущие космические миссии DOI: 10.31857/S0367292121070088

Физика плазмы, 47, № 8, с. 741-747 (2021) | Рубрика: 18

Попков А.А.

 

Рыжова А.О., Бехер С.А., Попков А.А. «Использование метода акустоупругости для контроля упругих механических напряжений в материале колец подшипников» Дефектоскопия, № 11, с. 28-37 (2020)

Разработаны и изготовлены настроечные образцы натяга колец подшипников на шейку оси колесной пары вагона и выполнена аттестация гидравлического стенда для нагружения колец подшипников, имитирующего их прессовую посадку на ось. Создана и решена математическая модель способа контроля механических напряжений кольца подшипника акустоупругим методом при хордовом прозвучивании, учитывающая изменение угла между направлением распространения волны и осью главных механических напряжений. Экспериментально при нагружении кольца подшипника определен коэффициент акустоупругости продольной волны в стали ШХ15. Проведены измерения натяга колец подшипников на настроечных образцах натяга методом акустоупругости. DOI: 10.31857/S0130308220110032

Дефектоскопия, № 11, с. 28-37 (2020) | Рубрики: 14.02 14.04

Поплавной А.С.

 

Загвоздин И.Н., Копытов А.В., Поплавной А.С. «Анизотропия распространения упругих волн в орторомбических кристаллах MgSiN2, MgGeN2 и MgSnN2» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 17, № 2, с. 263-268 (2020)

Путем численного решения уравнения Кристоффеля по значениям упругих постоянных исследована анизотропия распространения акустических волн в MgSiN2, MgGeN2 и MgSnN2. Для случая продольных нормалей уравнение Кристоффеля может быть сведено к векторному уравнению, которое определяет конус продольных нормалей. Численное решение этого уравнения выявило по 7 продольных нормалей в каждом кристалле в неприводимой части зоны Бриллюэна. Проверка условий реализации акустических осей показала, что в MgSiN2, MgGeN2 и MgSnN2 4, 6 и 3 акустические оси соответственно. Условия распространения чистопоперечных волн в кристаллах орторомбической системы выполняются во всех координатных плоскостях. Кроме того, чисто поперечные волны могут распространяться вдоль направлений, лежащих на поверхности конуса 4-го порядка, уравнение которого записано в классической монографии Ф.И. Федорова. Для акустических осей, не являющихся продольными нормалями, имеет место внутренняя коническая рефракция, т.е. если волновая нормаль совпадает с акустической осью кристалла, то ей соответствует целый конус направлений вектора потока энергии, каждое из которых отвечает определенному вектору смещения квазипоперечной волны. Вычисленные характеристики конуса рефракции приведены в работе. По вычисленным значениям фазовой скорости в различных направлениях были построены поверхности рефракции (поверхность обратной фазовой скорости) и их сечения плоскостями симметрии. В работе показано, что с увеличением периода элементов Si, Ge, Sn наблюдается уменьшение деформации эллипсоидов, что указывает на уменьшение отклонения от изотропного случая.

Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 17, № 2, с. 263-268 (2020) | Рубрики: 06.01 06.03

Попов А.И.

 

Попов А.И., Плохов Д.И., Звездин А.К. «Квантовая теория пьезоэлектрического эффекта в редкоземельных ферроборатах» Физика твердого тела, 63, № 3, с. 385-392 (2021)

Развита квантовая теория пьезоэлектрического эффекта в редкоземельных ферроборатах. Установлено, что за возникновение эффекта отвечают преимущественно одноионные механизмы: при наличии механических напряжений в кристалле индуцируются дипольные электрические моменты непосредственно в электронных 4f-оболочках редкоземельных ионов, что приводит к поляризации кристалла. Количественно эффект рассмотрен на примере ферроборатов неодима и самария, в частности, в интервале от 0 до 300 K получены температурные зависимости пьезоэлектрических модулей. Дополнительно показано, что при температурах ниже точки Нееля при деформации кристалла в магнитном поле также возможно возникновение поляризованности кристалла вдоль кристаллографической оси c. Рассчитаны температурные, полевые и ориентационные зависимости магнитоиндуцированных пьезомодулей. Ключевые слова: пьезоэлектрический эффект, ферробораты, редкоземельные ионы, кристаллическое поле.

Физика твердого тела, 63, № 3, с. 385-392 (2021) | Рубрики: 06.14 06.17

Попов В.Ю.

 

Царева О.О., Попова Е.П., Попов В.Ю., Малова Х.В., Зеленый Л.М. «Моделирование распределения доз радиации электронов на поверхности спутника Ю питера Европы для различных моделей магнитного поля» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 4, с. 334-340 (2021)

Считается, что в подледном океане Европы, спутника Юпитера, возможно существование микроскопической жизни. Однако радиационные пояса Юпитера усложняют возможность ее обнаружения на поверхности или на небольших глубинах. С помощью численного моделирования, мы исследовали влияние наклона магнитного диполя Юпитера, альвеновских крыльев и индуцированного поля Европы на динамику электронов вблизи спутника Юпитера, что позволило уточнить карту доз радиации на поверхности Европы, полученную ранее в приближении ведущего центра. Ключевые слова: Европа – спутник Юпитера, радиация, радиационные пояса Юпитера DOI: 10.31857/S0320930X21040113

Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 4, с. 334-340 (2021) | Рубрика: 18

Левашов Н.Н., Попов В.Ю., Малова Х.В., Зеленый Л.М. «Исследование процессов ускорения заряженных частиц в турбулентной космической плазме с перемежаемостью» Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, с. 2140802_1-2140802_6 (2021)

Представлен результат численного эксперимента по ускорению заряженных частиц в турбулентном поле с различными уровнями перемежаемости. Нашей главной задачей было исследовать влияние перемежаемости на ускорение частиц в турбулентной космической плазме. Для этого была разработана трехмерная модель турбулентного поля с контролируемым уровнем перемежаемости. Перемежаемое электромагнитное поле моделируется как суперпозиция турбулентного электромагнитного поля со степенным спектром, полученного при помощи суммы фурье гармоник и электромагнитного поля, создаваемого небольшими плазмоидами, амплитуды которых заданы при помощи специального распределения. При помощи данной модели исследовалось влияние перемежаемости на процессы ускорения заряженных частиц в турбулентном поле в хвосте магнитосферы. Показано, что чем выше уровень перемежаемости, тем больших значений энергии способны достигнуть отдельные частицы.

Ученые записки физического факультета МГУ, № 4, с. 2140802_1-2140802_6 (2021) | Рубрика: 18

Зелёный Л.М., Малова Х.В., Попов В.Ю., Григоренко Е.Е., Buchner J. «Альберт Галеев: проблема метастабильности и взрывного пересоединения» Физика плазмы, 47, № 9, с. 771-792 (2021)

Альберт Абубакирович Галеев, советский и российский специалист по физике плазмы, активно занимавшийся исследованиями в области УТС, в начале 1970-х годов, став заведующим отделом ИКИ АН СССР, начал уделять основное внимание проблемам физики космической плазмы и внес важнейший вклад в решение многих из них. Среди них физика бесстолкновительных ударных волн, явление аномальной ионизации, процессы в плазменных оболочках комет и многое другое. Наша статья посвящена лишь одному из многочисленных направлений его работы: исследованиям токовых слоев и происходящих в них процессах магнитного пересоединения. Исследование тонких токовых структур в космической плазме, с толщинами порядка протонных гирорадиусов, положено пионерскими работами С.И. Сыроватского, T. Спейсера и других выдающихся ученых, предположивших, что в космической плазме существуют пограничные тонкие токовые слои, играющие ключевую роль в динамике магнитосферы Земли и короны Солнца. Развитие этих работ диктовалось необходимостью объяснить вспышки на Солнце и магнитосферные возмущения, при которых фазы эволюционного развития сменяются взрывными, спонтанными процессами с высвобождением свободной энергии. Один из ключевых физических процессов – пересоединение магнитных полей – реализуется в природе как элемент общей проблемы создания и эволюции ТС. В своей серии работ, начатой в 1975 г. публикацией в “Письмах ЖЭТФ” статьи (совместно с Л.М. Зеленым) “Метастабильные состояния диффузного нейтрального слоя”, А.А. Галеев исследовал устойчивость токовых слоев к разрывной тиринг-моде, изучил динамику магнитного пересоединения на границах планетных магнитосфер, объяснил процессы генерации быстрых ионных потоков с энергиями в несколько МэВ в хвосте магнитосферы Земли. В настоящей статье обсуждается дальнейшее развитие этих работ, в свое время инициированное А.А. Галеевым. Представлена новая модель вложенного токового слоя с внутренним сверхтонким электронным слоем и двумя внешними токовыми слоями с носителями тока – протонами и ионами кислорода. Показано, что свободная энергия такой вложенной структуры в соответствующей области параметров значительно превышает свободную энергию хорошо известной конфигурации Харриса. Это позволяет одновременно объяснить и их устойчивость (до определенного предела), и дестабилизацию при достижении параметрами ТС некоторых критических значений, что ведет к изменению топологии магнитного поля и началу процессов макроскопического пересоединения. Ключевые слова: Альберт Галеев, космическая плазма, токовые слои, метастабильность, неустойчивость, магнитное пересоединение DOI: 10.31857/S0367292121090092

Физика плазмы, 47, № 9, с. 771-792 (2021) | Рубрика: 18

Попов П.А.

 

Новиков В.В., Митрошенков Н.В., Кузнецов С.В., Попов П.А., Бучинская И.И., Каримов Д.Н., Кошелев А.В. «Ангармонизм колебаний решетки и тепловые свойства твердых растворов Сd1-xSrxF2» Физика твердого тела, 62, № 4, с. 627-634 (2020)

Экспериментально изучены температурные изменения параметров кристаллической решетки a(T) дифторидов кадмия и стронция, а также их взаимных твердых растворов Сd1-xSrxF2 (x=0.23, 0.50) при температурах 5–300 K. Температурные зависимости объема элементарной ячейки изучаемых фторидов проанализированы в модели Дебая–Эйнштейна. Установлено повышенное влияние ангармонизма колебаний решетки растворов, обусловленное неупорядоченностью кристаллической структуры на их тепловые свойства. Определены параметры модели и характеристики ангармонического вклада. На основе полученных данных в модели Калауэя рассчитана концентрационная зависимость теплопроводности твердых растворов Сd1-xSrxF2 при T=300 K, сопоставленная с литературными экспериментальными данными. Показана возможность оценки теплопроводности монокристаллов твердых растворов изучаемой системы на основе данных о тепловых свойствах компонентов раствора, полученных на порошкообразных образцах. Ключевые слова: твердые растворы, параметры решетки, низкие температуры, тепловое расширение, теплопроводность.

Физика твердого тела, 62, № 4, с. 627-634 (2020) | Рубрики: 06.14 06.17

Попов С.Б.

 

Хохрякова А.Д., Бирюков А.В., Попов С.Б. «Наблюдаемость одиночных нейтронных звезд на СРГ/eROSITA» Астрономический журнал, 98, № 7, с. 599-616 (2021)

Четырехлетний обзор неба с использованием телескопа eROSITA на борту обсерватории Спектр-РГ с фокусирующей оптикой позволит получить наилучший обзор в мягком (0.5–2 кэВ) и стандартном (2–10 кэВ) рентгеновских диапазонах, как с точки зрения чувствительности, так и с точки зрения углового разрешения. Мы провели исследование возможности обнаружения различных типов одиночных нейтронных звезд с помощью eROSITA. Среди уже известных объектов eROSITA сможет зарегистрировать более 160 пульсаров, 21 магнитар, 7 центральных компактных объектов, все семь источников Великолепной семерки и две другие рентгеновские одиночные нейтронные звезды в течение четырехлетней миссии. Кроме того, ожидается, что eROSITA сможет обнаружить аккрецирующие одиночные нейтронные звезды, а также открывать новые остывающие нейтронные звезды и магнитары. Ключевые слова: нейтронные звезды, пульсары, рентгеновские наблюдения, рентгеновская астрономия DOI: 10.31857/S0004629921080065

Астрономический журнал, 98, № 7, с. 599-616 (2021) | Рубрика: 18

Попова Е.П.

 

Царева О.О., Попова Е.П., Попов В.Ю., Малова Х.В., Зеленый Л.М. «Моделирование распределения доз радиации электронов на поверхности спутника Ю питера Европы для различных моделей магнитного поля» Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 4, с. 334-340 (2021)

Считается, что в подледном океане Европы, спутника Юпитера, возможно существование микроскопической жизни. Однако радиационные пояса Юпитера усложняют возможность ее обнаружения на поверхности или на небольших глубинах. С помощью численного моделирования, мы исследовали влияние наклона магнитного диполя Юпитера, альвеновских крыльев и индуцированного поля Европы на динамику электронов вблизи спутника Юпитера, что позволило уточнить карту доз радиации на поверхности Европы, полученную ранее в приближении ведущего центра. Ключевые слова: Европа – спутник Юпитера, радиация, радиационные пояса Юпитера DOI: 10.31857/S0320930X21040113

Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы, 55, № 4, с. 334-340 (2021) | Рубрика: 18

Попова О.П.

 

Глазачев Д.О., Попова О.П., Подобная Е.Д., Артемьева Н.А., Шувалов В.В., Светцов В.В. «Эффекты ударной волны, генерируемой на поверхности Земли при падении космических тел размером от 20 м до 3 км» Физика Земли, № 5, с. 133-145 (2021)

Разрушения на поверхности Земли, вызываемые ударной волной, являются одним из наиболее важных и опасных последствий падений астероидов и комет. Избыточное давление и скорость ветра за фронтом ударной волны, приводящие к тем или иным опасным последствиям, могут быть оценены на основе специально разработанных моделей взаимодействия космических объектов с атмосферой и поверхностью Земли. Ударная волна является также причиной сейсмических эффектов, но в данной работе рассматривается только прямое действие ударной волны. Систематическое численное моделирование взаимодействия космических объектов с атмосферой было ранее проведено для большого количества различных сценариев в рамках гидродинамической модели. Анализ результатов этого моделирования позволяет предложить аппроксимационные соотношения, которые дают возможность оценить избыточное давление, скорость ветра за ударной волной и их распределение на поверхности, если известны параметры импактора, его скорость и угол наклона траектории. Эти соотношения учитывают пространственную неоднородность распределения избыточного давления на поверхности Земли. Полученные соотношения подобия были протестированы на данных Челябинского и Тунгусского событий, и было показано хорошее соответствие с данными разрушений. Полученные аппроксимационные соотношения используются в интернет-калькуляторе (http://www.AsteroidHazard.pro), позволяющем быстро и достаточно точно оценивать различные эффекты падений.

Физика Земли, № 5, с. 133-145 (2021) | Рубрики: 09.05 18

Потанин С.А.

 

Иконникова Н.П., Шапошников И.А., Есипов В.Ф., Бурлак М.А., Архипова В.П., Додин А.В., Потанин С.А., Шатский Н.И. «Спектральная переменность компактной планетарной туманности Hb 12» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 8, с. 584-605 (2021)

Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 8, с. 584-605 (2021) | Рубрика: 18

Потапкин А.В.

 

Потапкин А.В., Москвичев Д.Ю. «Звуковой удар от тонкого тела и локальных областей нагрева сверхзвукового набегающего потока» Журнал технической физики, 91, № 4, с. 558-566 (2021)

Численно решалась задача о звуковом ударе от тонкого тела и локальных областей нагрева сверхзвукового набегающего потока. Число Маха набегающего потока воздуха равно 2. Расчеты выполнены с помощью комбинированного метода "тел-фантомов". Результаты расчетов показали, что локальный разогрев набегающего потока может обеспечить снижение уровня звукового удара. Уровень звукового удара зависит от количества локальных областей нагрева набегающего потока. При одной области нагрева потока можно получить снижение уровня звукового удара на 20%, по сравнению с уровнем звукового удара от тела в холодном потоке. А последовательный нагрев набегающего потока в двух областях нагрева обеспечивает уменьшение уровня звукового удара более чем на 30%. Ключевые слова: сверхзвуковой полет, ударные волны, звуковой удар, тонкое тело, нагрев потока, метод "тел-фантомов".

Журнал технической физики, 91, № 4, с. 558-566 (2021) | Рубрика: 08.10

Потапов И.И.

 

Потапов И.И., Силакова Ю.Г. «О развитии волновых возмущений донной поверхности в реках и каналах» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 57, № 2, с. 212-217 (2021)

На основе аналитической модели расхода влекомых наносов, учитывающей влияние уклонов донной поверхности, придонных нормальных и касательных напряжений на движение донного материала и аналитического решения, позволяющего определять придонные касательные и нормальные напряжения, возникающие при обтекании турбулентным потоком периодических длинных донных волн малой амплитуды, сформулирована и решена задача определения скорости роста амплитуды донной волны. Из решения задачи получена аналитическая зависимость, определяющая скорость роста амплитуды донных волн от текущего значения ее амплитуды. На примере развития периодической синусоидальной донной волны малой крутизны выполнена верификация, которая показала хорошее качественное и количественное согласование полученного решения с экспериментальными данными.

Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 57, № 2, с. 212-217 (2021) | Рубрика: 07.14

Похотелов О.А.

 

Онищенко О.Г., Похотелов О.А., Беляев В.С., Загреев Б.В., Матафонов А.П. «Модель генерации джетов в космической плазме» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 1, с. 16-19 (2021)

В МГД-приближении создана новая аналитическая модель генерации аксиально симметричных джетов (направленных струй) в бездиссипативной, неравновесно стратифицированной плазме. В основу модели положено предположение о конвективной неустойчивости Шварцшильда в плазме и условие вмороженности силовых линий магнитного поля в вещество. Показано, что в такой плазме генерируются джеты с полоидальными полями скорости и магнитного поля. Наряду с исследованием динамики поля скорострей и магнитного поля исследована динамика и структура возникающего тороидального электрического тока.

Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 1, с. 16-19 (2021) | Рубрики: 17 18

Преображенский В.Л.

 

Мошкин В.В., Преображенский В.Л. «Фононные триады Борромео в магнетике» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 499, № 1, с. 12-16 (2021)

Сообщаются результаты экспериментального наблюдения связанных возбуждений трех попарно не взаимодействующих фононов, два из которых относятся к непрерывному, а третий к дискретному акустическим спектрам. Связь возбуждений регистрируется по генерации обратной акустической волны в поле поперечной электромагнитной накачки в антиферромагнитном кристалле α-Fe2O3. Показано, что условием связи прямой и обратной фазосопряженных волн является возбуждение дополнительной акустической моды дискретного спектра подобно резонансу Фешбаха. Механизмом связи является модуляция нелинейного акустического параметра кристалла переменным магнитным полем.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 499, № 1, с. 12-16 (2021) | Рубрика: 06.16

Преснов Д.А.

 

Алешин И.М., Гоев А.Г., Косарев Г.Л., Преснов Д.А. «Спектр отношения H/V сейсмического шума можно обращать совместно с приемными функциями» Физика Земли, № 4, с. 133-141 (2021)

Обоснована возможность совместной инверсии волновых форм приемных функций и спектра отношения горизонтальной и вертикальной компонент (H/V) сейсмического шума для изучения строения Земли. Оба типа данных широко применяются для построения скоростной модели среды под одиночной сейсмостанцией. Главное отличие методов связано с разницей в частотном составе входных данных: 0.02–0.2 Гц для приемных функций и 0.5–20 Гц для шума. В работе показано, что, несмотря на эти различия, такая постановка задачи позволяет повысить эффективность восстановления модели среды, если под станцией имеется осадочный чехол со сложной структурой. С практической точки зрения для описания параметров обоих сейсмических методов используется представление среды плоскими слоями. Кроме того, оба метода наиболее чувствительны к распределению скорости поперечных волн по глубине. На примере записей сейсмостанции Монаково (Нижегородская обл., Россия) построена модель среды, не противоречащая данным обоих типов. Показано, что учет спектральной кривой H/V при интерпретации приемной функции вводит дополнительные ограничения на тонкую структуру верхней части скоростного разреза, тем самым стабилизируя процедуру его восстановления.

Физика Земли, № 4, с. 133-141 (2021) | Рубрика: 09.06

Прохоренко С.А.

 

Прохоренко С.А., Сазонов С.Ю. «Темп роста сверхмассивных черных дыр и его зависимость от массы звездного населения галактик в современную эпоху» Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 8, с. 537-556 (2021)

Письма в Астрономический журнал: Астрономия и космическая физика, 47, № 8, с. 537-556 (2021) | Рубрика: 18

Прямушкина И.И.

 

Абунина М.А., Белов А.В., Шлык Н.С., Ерошенко Е.А., Абунин А.А., Оленева В.А., Прямушкина И.И., Янке В.Г. «Форбуш-эффекты, созданные выбросами солнечного вещества с магнитными облаками» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 5, с. 572-582 (2021)

Изучается влияние магнитных облаков на вариации плотности космических лучей, регистрируемые нейтронными мониторами. Из данных о 252 Форбуш-эффектах, обусловленных межпланетными возмущениями, содержащими магнитные облака, выделяются статистические закономерности и характерные особенности таких событий. Обсуждается поведение основных параметров солнечного ветра, космических лучей и геомагнитной активности во время прохождения магнитных облаков мимо Земли, а также характерные особенности внутренней структуры магнитных облаков. Было показано, что вариации космических лучей тесно связаны с максимальными параметрами солнечного ветра и межпланетного магнитного поля внутри магнитных облаков. Установлено, что по распределению времени максимальных параметров солнечного ветра чаще всего максимальная скорость внутри магнитного облака регистрируется в начале, а максимальное значение межпланетного магнитного поля – как в начале, так и в середине события. Также получено, что существует достаточно тесная корреляция вариаций плотности космических лучей в магнитном облаке с его размером, выраженным в гирорадиусах.

Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 5, с. 572-582 (2021) | Рубрика: 18

Птицына Н.Г.

 

Птицына Н.Г., Демина И.М. «Цикличность солнечной активности, реконструированной из статистики полярных сияний с учетом вклада главного магнитного поля Земли, 1000–2000 гг.» Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 3, с. 295-308 (2021)

Мы рассмотрели методом вейвлет-анализа цикличность солнечной активности, реконструированной на базе числа полярных сияний, наблюдавшихся на средних и низких широтах в 1000–1700 гг. На движение космических частиц, которые вызывают полярные сияния, оказывают влияние вариации магнитного момента Земли. Это влияние было учтено нами при реконструкции солнечной активности на основе вариаций ряда числа полярных сияний. Анализ проводился для объединенного ряда – реконструированного ряда солнечных пятен SN (1000–1700 гг.) и современного ряда SN (1700–2000 гг.). В спектре SN получено наличие двух доминирующих составляющих: околовекового цикла Глейсберга, состоящего из двух мод с периодами 60–80 и 90–140 лет и околодвухвекового цикла Зюсса. В результате учета вклада магнитного момента амплитуды периодов группы Глейсберга в спектре SN усиливаются по сравнению с исходным спектром числа полярных сияний и по интенсивности приближаются к интенсивности вариации Зюсса. Анализ изменения амплитуд и периодов всех циклов показал наличие длинноволновой модуляции с возможным периодом от 1300 до 1700 лет. Для циклов Глейсберга выявлена также частотная модуляция с периодом 216 лет, циклом Зюсса. Мы полагаем, что ∼200-летния составляющая имеет внесолнечную природу и может отражать результат дублирования основной частоты (11 и 22-летних циклов) на кратных модах модулятора.

Геомагнетизм и аэрономия, 61, № 3, с. 295-308 (2021) | Рубрика: 18

Пудалов В.М.

 

Арсеев П.И., Виноградов Е.А., Кведер В.В., Литасов К.Д., Муртазаев А.К., Пудалов В.М., Рыжов В.Н., Садовский М.В., Стрельцов С.В., Сурис Р.А., Суровцев Н.В., Щербаков И.А. «Вадим Вениаминович Бражкин (к 60-летию со дня рождения)» Успехи физических наук, 191, № 10, с. 1127_-1128 (2021)

Успехи физических наук, 191, № 10, с. 1127_-1128 (2021) | Рубрика: 03

Пушанкина П.Д.

 

Петриев И.С., Пушанкина П.Д., Луценко И.С., Барышев М.Г. «Влияние кристаллографически нетипичного пентагонального наноструктурированного покрытия на лимитирующую стадию процесса низкотемпературного транспорта водорода через Pd–Cu мембраны» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 499, № 1, с. 17-21 (2021)

Продемонстрирован новый подход к ускорению поверхностных процессов транспорта водорода через Pd–40%Cu мембраны, путем нанесения развитого каталитического покрытия, состоящего из наночастиц с совершенно новой кристаллографически нетипичной пентагональной структурой. Благодаря наличию у таких частиц высокоиндексных граней с большим количеством реакционноспособных недокоординированных атомов значительно увеличивается количество локализованных потенциально более активных областей поверхности мембраны. Такая модификация приводит к сдвигу лимитирующей стадии, существенно ускоряя рекомбинативную десорбцию на поверхности, и увеличению влияния стадии диффузии. Это улучшает газотранспортные характеристики мембраны, позволяя достичь проницаемости до 8.9 ммоль с–1 м–2 в низкотемпературном режиме (до 100°С). Полученное значение превышает до 6 раз соответствующее значение для гладких мембран и до 2 раз для мембран, модифицированных классической палладиевой чернью.

Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 499, № 1, с. 17-21 (2021) | Рубрика: 17

Пушкин М.С.

 

Гринберг Б.А., Иванов М.А., Пушкин М.С., Иноземцев А.В., Пацелов А.М. «Эволюция процесса самоорганизации при сварке взрывом: микроструктуры и поверхности раздела» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 18, № 1, с. 88-101 (2021)

Исследуемые процессы, протекающие внутри сварного шва, подчиняются принципу самоорганизации открытых систем, который предполагает, что система выбирает такие диссипативные каналы, которые быстрее всего «тратят» подводимую внешнюю энергию. Самоорганизация системы осуществляется посредством многообразия механизмов: образование выступов, всплесков, вихрей, зон локального расплавления, квазиволновой поверхности, прерывистой поверхности. Для разных исследуемых соединений эти механизмы являются похожими, но не тождественными. Показано, что многочисленные вихри, наблюдаемые для соединения титан–алюминид титана, являются редкими и случайными для соединения медь–титан. Общим для исследованных соединений титан–алюминид титана является процесс разупорядочения, наблюдаемый при приближении к контактной поверхности. Речь идет об образовании разупорядоченных фаз с ОЦК и ГПУ решетками. Разупорядоченные фазы по сравнению с другими (О+a2) фазами, входящими в состав алюминида, обладают большей пластичностью и вязкостью. Процесс разупорядочения является одним из процессов, которые обеспечивают самоорганизацию при сварке взрывом. Процесс самоорганизации при сварке алюминий–тантал является альтернативным упоминаемому выше процессу разупорядочения. Речь идет об образовании интерметаллической фазы Al3Ta. Алюминий – один из немногих металлов, склеивание которого невозможно без предварительной химической обработки поверхности. Тем не менее, сварное соединение алюминия с танталом было получено, благодаря замечательной особенности сварки взрывом: самоочищению свариваемых поверхностей вследствие кумулятивного эффекта.

Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 18, № 1, с. 88-101 (2021) | Рубрика: 08.10