Доклад президиума российской академии наук

3. КВАНТОВАЯ МАКРОФИЗИКА

Реализованы принципиально новые сверхпроводниковые джозефсоновские -контакты, использующие сосуществование сверхпроводимости (S) и ферро-магнетизма (F) в SFS тонкопленочных структурах. Сдвиг фазы возникает из-за взаимодействия куперовских пар с обменным полем ферромагнетика. При этом впервые экспериментально показано, что при замыкании -контакта сверх-проводящей петлей возникает спонтанный магнитный поток равный половине кванта магнитного потока ₀/2. Такие спонтанные магнитные потоки были обнаружены и исследованы в различных сетках с -контактами при помощи сканирующего СКВИД-микроскопа. Выявлено, что антиферромагнитное упорядо-чение спонтанных потоков наиболее устойчиво в сетке. (ИФТТ РАН)

В рамках многоканальной теории рассеяния исследовано явление полного поглощения электромагнитных волн различными структурами с внутренним материальным резонансом и сформулированы условия для его реализации. Теоретически и экспериментально исследован эффект полного поглощения
света нанопористой металлической поверхностью за счет возбуждения плазменных колебаний, локализованных в порах. А также продемонстриро-
вана возможность реализации данного эффекта при произвольном угле падения
и поляризации падающего света. Результаты могут быть использованы для создания всенаправленных частотно-селективных оптических фильтров и погло-тителей.

Теоретически исследованы оптические свойства пористых металлических нанокластеров с несферической конфигурацией в виде двух взаимопроникающих нанопор в металле. При этом установлено, что плазмонная мода пористого кластера с нарушенной сферической симметрией является чрезвычайно чувствительной к диэлектрическому заполнению и форме нанопор. Данное явление может быть использовано для создания чувствительных биосенсоров в биофизике и медицине. (Саратовский филиал ИРЭ РАН)

Теоретически и экспериментально показано, что основным состоянием латерально-ограниченной многослойной структуры, содержащей три магнитных слоя, разделенных немагнитными прослойками, является спиновая спираль. Геликодальное распределение в этой системе возникает как результат конкуренции магнитостатического взаимодействия ближайших и следующих за ближайшими магнитных слоев. Для наблюдения спирального распределения был использован метод магнитно-силовой микроскопии.

Предсказаны эффекты выпрямления электрического тока в системах с некомпланарным распределением намагниченности. Построены феноменологи-ческая и микроскопическая (на основе s-d модели) теория эффектов выпрямления в некомпланарной геликоидальной структуре. Микроскопическими механизмами эффекта выпрямления являются асимметрия групповой скорости и рассеяния носителей тока, а также асимметрия вероятностей перехода между спиновыми подзонами. Теоретически показано, что в средах с вихревым распределением намагниченности должен наблюдаться «топологический» эффект Холла. (ИФМ РАН)

Обнаружено и исследовано явление Бозе-Эйнштейновской конденсации (БЭК) диполярных экситонов в двойных и одиночных квантовых ямах в полупро-водниковых гетероструктурах. БЭК экситонов, накапливаемых в ловушках, сопровождается макроскопическим заполнением основного экситонного состояния и возникновением крупномасштабной пространственной когерент-ности. По наблюдаемым в дальнем поле интерференционным картинам люминесценции установлено, что пространственная когерентность существует на масштабах периметра кольцевых ловушек и исчезает при больших оптических накачках (эффект разрушения экситонов из-за экранирования кулоновского взаимодействия), а также при увеличении температуры выше порога бозе-конденсации. При импульсном фотовозбуждении бозе-конденсата анализ интерференционных картин с высоким временным разрешением (около 200 пс) позволил установить, что пространственная когерентность возникает с задержкой около 1 нс относительно возбуждающего импульса. Эта задержка коррелирует с установлением квазиравновесия в экситонной системе и ее охлаждением до достаточно низких температур благодаря рассеянию на фононах. (ИФТТ РАН)

В антиферромагнетике с треугольной решеткой KFe(MoO₄)₂ обнаружена экзотическая магнитная структура, в которой сосуществуют чередующиеся магнитные плоскости со спиральным и коллинеарным упорядочением. Необычность спинового упорядочения состоит в том, что в соседних кристаллографических плоскостях реализуются магнитные структуры с несоизмеримыми значениями пространственного периода.

Нейтронографические исследования, изучение кривых намагничивания, теплоемкости и магнитного резонанса позволили экспериментально установить полную фазовую диаграмму этого соединения в координатах температура – магнитное поле и структуру спинового упорядочения в различных фазах. При этом упомянутые магнитные плоскости образуют две квазидвумерные магнитные подсистемы и демонстрируют практически независимое друг от друга поведение в магнитном поле. Так плоскости со спиральным упорядочением проявляют последовательность переходов между соизмеримыми и несоизмеримыми фазами, а плоскости с коллинеарным упорядочением – обычное опрокидывание магнитных подрешеток. Различные же фазы обладают либо трехмерным спиновым порядком, либо необычным квазидвумерным упорядочением.

Наличие различных типов упорядочения и последовательность фазовых переходов могут быть поняты на основе модели, устанавливающей связь между образованием спиральной или коллинеарной структуры с величиной отношения обменных интегралов внутри соседних кристаллографически неэквивалентных слоев ионов железа. (ИФП РАН; ИК РАН; Национальная лаборатория Оак Ридж, США; CEA-Grenoble, Франция; Университет Варвика, Великобритания; Университет Осаки, Япония)

4. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЕЗД И ГАЛАКТИК

Построена теоретическая картина формирования линий излучения молекул в плотной межзвездной среде. Эти линии являются основным, а часто и единственным источником знаний о свойствах ядер молекулярных облаков – прародителей звезд – и о процессах, протекающих на ранних стадиях звездообразования. Разработан подход к исследованию спектральных карт дозвездных и протозвездных объектов, в котором сочетаются современный метод расчета переноса излучения и самосогласованная модель динамической и химической эволюции межзвездной среды. Анализ большого объема данных наблюдений позволил прояснить роль основных факторов, определяющих характеристики спектров излучения этих объектов. Данный подход лег в основу теоретического инструмента для всесторонней интерпретации данных наблюдений об одном из важнейших процессов во Вселенной – процессе рождения звезд. (ИНАСАН)

На 6-метровом телескопе БТА с применением спекл-интерферометрии обнаружено, что система субкарликов G89-14 с металличностью –1.9 состоит из четырех компонент с субсолнечной массой (M_A ≈ 0.67 M_, M_B ≈ 0.24 M_,
M_C ≈ 0.33 M_, M_D ≈ 0.22 M_) и является самой низкометалличной из известных четверных звезд. Этот факт свидетельствует о том, что звездные системы высокой кратности образовывались в среде с низким содержанием металлов так, как это происходит в современную эпоху в молекулярных облаках с солнечным химическим составом. Полученная оценка соотношения орбитальных периодов подсистем четверной звезды P₁ : P₂ : P₃ = 0.52 : 3000 : 650000 (в годах) указывает на высокую иерархичность и устойчивость звезды. Существование подобных
G89-14 объектов доказывает способность звездных систем высокой кратности сохраняться в процессе динамической эволюции в течение времени, сравнимого со временем жизни нашей Галактики. (САО РАН)

Исследовано тормозное излучение от электрон-ионных столкновений в специфических условиях фотосфер магнитных белых карликов, когда ларморовский радиус электрона меньше характерного прицельного параметра ближних столкновений в отсутствие магнитного поля. Аналитически вычислены частотный спектр и поляризация тормозного излучения отдельных электронов и ансамбля частиц с максвелловским распределением по скоростям. Показано, что мощность тормозного излучения уменьшается на частотах ниже электронной циклотронной частоты по сравнению со случаем отсутствия магнитного поля. При этом тормозное излучение частиц становится практически полностью линейно-поляризованным. Также сделан вывод, что существенное различие тормозных коэффициентов поглощения обыкновенной и необыкновенной электромагнитных волн (дихроизм) должно приводить к сильной линейной поляризации инфракрасного излучения магнитных белых карликов, что и соответствует наблюдениям. (ИПФ РАН)

Впервые показано, что сдвиговое течение в аккреционных дисках с ненулевым давлением и кеплеровским распределением скорости ведет к образованию и развитию крупномасштабных вихревых структур. Со временем структура течения в диске претерпевает значительные изменения и структура начальных возмущений забывается. Взаимодействие крупных вихревых структур ведет к рождению двух симметричных ударных волн. Кроме этого, проведенные исследования показали наличие эффективного перераспределения углового момента образующимися крупными вихревыми структурами без заметного нагрева вещества аккреционного диска. (ИПМ РАН)

жүктеу/скачать 2.65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: