Биккулова Н.Н., Горемычкин Е.А., Акманова Г.Р., Курбангулов А.Р., Биккулова Л.В., Сафаргалиев Д.И., Нигматуллина Г.Р., Алымов М.И. «Динамика решетки теллуридов меди и серебра» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 3-6 (2021)

Впервые представлены результаты исследований теллуридов меди и серебра методом неупругого рассеяния нейтронов при температуре 300 K в несуперионной фазе. Впервые получены динамические структурные факторы, обобщенные плотности фононных состояний и определены величины низкоэнергетических мод данных соединений. Фононные спектры теллуридов меди и серебра имеют особенности, характерные для структурно-разупорядоченных соединений. Вид фононного спектра в несуперионном состоянии характеризуется большой плотностью фононных мод в области малых частот.

Гришин М.Я., Леднёв В.Н., Сдвиженский П.А., Павкин Д.Ю., Никитин Е.А., Бункин А.Ф., Першин С.М. «Лидарный мониторинг влажности биологических объектов» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 7-11 (2021)

Впервые проведены эксперименты по лазерному дистанционному зондированию влажности биологических объектов, имеющих важное значение для агропромышленности. Зондирование проводили с помощью разработанного в ИОФ РАН флуоресцентного лидара на базе импульсного твердотельного лазера (527 нм, 5 нс, 1 кГц, 200 мкДж/имп) и стробируемой камеры с усилителем яркости. Зарегистрированы спектры лазерной флуоресценции различных биологических объектов растительного происхождения при различном значении влажности. Потеря воды сопровождалась деградацией биологических пигментов, что приводит к неравномерному увеличению интенсивности полос в спектре флуоресценции для разных спектральных диапазонов. Показано, что отношение спектральных полос хлорофилла а (680 нм) и протохлорофиллида (630 нм) имеет наилучшую корреляцию с остаточной влажностью, что открывает перспективное направление лидарного измерения и мониторинга влажности/сухого вещества в силосе или многолетних травах.

Лебедев-Степанов П.В. «Параметрическое уширение электронно-колебательного спектра молекулы в связи с нулевыми колебаниями и тепловыми флуктуациями межатомных связей» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 12-20 (2021)

В рамках приближения Борна–Оппенгеймера впервые показано существование принципиально нового типа уширения спектральной линии электронно-колебательно-вращательного (ровибронного) перехода в молекуле, обусловленного нулевыми колебаниями и тепловыми флуктуациями ядер атомов около их положений равновесия при колебательно-вращательном движении внутри молекулы. В рамках гармонического приближения для описания поверхностей потенциальной энергии основного и возбужденного состояний получено количественное описание формы и ширины линии электронного перехода, отвечающей данному типу уширения, названного параметрическим, поскольку энергия любого ровибронного уровня и перехода между уровнями параметрически зависит от текущего мгновенного положения ядер, которые движутся много медленнее, чем электроны. Для учета этого эффекта предложены диаграммы Франка–Кондона с наклонными (изогнутыми) колебательными уровнями. Найдены выражения параметрически уширенной спектральной интенсивности вибронного перехода. Показано, что основной электронный уровень размыт, как и любой другой ровибронный уровень, когда речь идет о молекулах, ядерная система которых термализована внешней средой. Этим эффектом нельзя пренебречь в ровибронных спектрах любых типов молекул, поскольку он связан с квантовой неопределенностью ядерных координат, вызывающей флуктуации энергии электронной подсистемы молекулы. Величина такого уширяющего эффекта оценивается на примере (0-0)-перехода в серии мономеров полиметиновых красителей. Оценка показала, что величина параметрического уширения указанной бесфононной линии соизмерима с уширением, наблюдаемым в эксперименте. Существующие квантово-химические методы расчета молекулярных спектров не учитывают параметрического уширения. Они сглаживают квазиконтинуум близко расположенных ровибронных переходов, приближенно вычисляя их общую огибающую, но не рассматривают уширения одиночного перехода. Создание теории параметрического уширения будет способствовать разработке внутримолекулярных преобразователей энергии от ядер к электронам и наоборот, сенсорных нанозондов, квантовых радиотехнических, фотоакустических и акустооптических, приемо-передающих или преобразующих устройств молекулярного размера.

Мандель А.М., Ошурко В.Б., Першин С.М. «Тонкое полупроводниковое квантовое кольцо – аналог атома Бора, управляемого магнитным полем» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 21-25 (2021)

Главный признак полуклассического боровского атома – целочисленное квантование орбитального момента электрона – можно реализовать в тонком полупроводниковом квантовом кольце. Такое кольцо из-за наличия двух неэквивалентных гетерограниц обладает уникальными правилами отбора. Они позволяют свести спектр кольца к единственному одноэлектронному состоянию с заранее определенными квантовыми числами, полностью управляемыми магнитным полем. Переключая поле, можно формировать в кольце состояния с заранее необходимыми квантовыми числами и вызывать требуемые переходы между этими состояниями. Обсуждается энергетика этих переходов. Установлено, что существует теоретическая возможность преобразования тепловой энергии в энергию направленного монохроматического излучения.

Новиков В.С., Кузнецов С.М., Кузьмин В.В., Прохоров К.А., Сагитова Е.А., Дарвин М.Е., Ладеманн Ю., Устынюк Л.Ю., Николаева Г.Ю. «Анализ природных и синтетических соединений, содержащих полиеновые цепи, методом спектроскопии комбинационного рассеяния» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 26-33 (2021)

Проведен теоретический анализ зависимости спектров комбинационного рассеяния молекул, содержащих полиеновые цепи, от длины сопряжения, структуры боковых и концевых групп и типа изомера.

Петров А.Г. «О колебательных диссипативных системах с двумя степенями свободы» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 34-38 (2021)

Рассматриваются вынужденные линейные колебания диссипативных механических систем с двумя степенями свободы под действием периодических по времени сил. Уравнения в форме Лагранжа выражаются через три положительно определенные квадратичные формы: кинетическая энергия, диссипативная функция и потенциальная энергия. Показано, при условии равенства нулю определителя третьего порядка коэффициентов квадратичных форм все три квадратичные формы приводятся к сумме квадратов с некоторыми коэффициентами. В этом случае система уравнений четвертого порядка уравнения расщепляются на два независимых уравнения второго порядка для линейных осцилляторов, для которых решение системы находится в общем аналитическом виде. Эффективность метода демонстрируется на анализе вынужденных колебаний двойного маятника.

Чашечкин Ю.Д., Ильиных А.Ю. «Визуализация областей контакта сред в течениях импакта капли с химическими реакциями» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 39-47 (2021)

Впервые проведена видеорегистрация процесса слияния капли раствора хлорного железа (концентрация 16 и 1%) с раствором роданида аммония (20%), включающего фазу формирования и реструктуризации системы наклонных петель на поверхности каверны, визуализированной продуктами химической реакции. Образующийся при слиянии жидкостей ярко окрашенный раствор роданида железа также попадает в капельки первичного контакта и группы последующих брызг. Волокна, содержащие роданид железа, образуют линейчатые и сетчатые структуры на стенках каверны и венца. На дне каверны под узлами сеток формируются выступы и мелкие кольцевые вихри на ножках. В фазе коллапса каверны выступы вытягиваются в наклонные петли длиной до 4.6 мм, вторгающиеся в принимающую жидкость. В ходе эволюции течения волокна перестраиваются с образованием новых структур. Тонко окрашенные области сохраняются длительное время и расплываются под действием процессов диффузии.

Морозов Н.Ф., Индейцев Д.А., Муратиков К.Л., Семёнов Б.Н., Вавилов Д.С., Кудрявцев А.А. «О влиянии релаксационных процессов на термоакустику материалов» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 48-52 (2021)

Показано, что присутствие дефектов в материале при определенной длительности теплового воздействия приводит к необходимости учета зависимости коэффициента линейного теплового расширения от их подвижности, которая определяет его операторный вид. На примере динамической задачи термоупругости, где в качестве дефекта выступает инерционное включение, показано изменение термоакустического сигнала, вызванного его наличием. Построена передаточная функция данного оператора, поведение которой согласуется с результатами эксперимента.

Приймак В.Г. «Решения уравнений Навье–Стокса с ограничениями симметрии и их связь с переходными и турбулентными течениями в круглой трубе» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 53-56 (2021)

Общепринятая математическая модель, описывающая ламинарно-турбулентный переход в круглой трубе, основана на полной системе уравнений Навье–Стокса. Рассчитанная динамика хаотична и слишком сложна для расшифровки сценариев перехода к турбулентности и построению на этой основе более простых физических моделей. В работе исследуется возможность упрощения математической модели, ограничивающей динамику зеркальной и вращательной симметриями скорости. Показано, что в обоих случаях переходные и турбулентные течения не могут быть правильно рассчитаны, что делает недостаточно обоснованным использование ограничений симметрии при построении более простых моделей турбулентности.

Розенблат Г.М. «О равновесии твердого тела, опирающегося одной точкой на шероховатую плоскостЬ» Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки, 500, № 1, с. 57-64 (2021)

Рассматривается задача о возможном и обязательном (в смысле Джеллетта) равновесии твердого тела, которое контактирует одной своей точкой с шероховатой плоскостью и находится под действием произвольной системы сил. Распределения масс в теле (т.е. центральный тензор инерции и положение центра масс тела относительно точки опоры) предполагаются произвольными. В точке контакта тела с опорой (односторонняя связь) действует сила сухого трения, подчиняющаяся классическому закону Кулона–Эйлера. Получены необходимые и достаточные условия обязательного равновесия. Эти условия выражаются простыми аналитическими формулами. Приводится сравнение с соответствующими результатами для плоского случая, полученными ранее.