Раздел 1. Теоретическая электродинамика

СЮРПРИЗ МОДЕЛИ ХАББАРДА: КОНКУРЕНЦИЯ МНОЖЕСТВЕННЫХ НИЗКОЛЕЖАЩИХ УПОРЯДОЧЕННЫХ СОСТОЯНИЙ

Рожков А.В., Сбойчаков А.О.

Аннотация 

В работе мы обсуждаем конкуренцию низколежащих упорядоченных состояний для модели Хаббарда. Имеющиеся численные и аналитические расчеты, выполненные в различных режимах, однозначно показывают, что для гамильтониана Хаббарда и родственных моделей существует целый набор непохожих друг на друга несверхпроводящих низколежащих состояний с чрезвычайно близкими энергиями. Эти состояния конкурируют между собой за возможность стать «истинным» основным состоянием системы. Мы приводим аргументы в пользу того, что параметры этой конкуренции таковы, что ценность поиска единственного состояния с наименьшей энергией весьма ограничена. Современные результаты требуют пересмотра роли модели Хаббарда (и других подобных упрощенных моделей) в теоретических исследованиях многоэлектронных коррелированных систем. Мы также показываем, что модель Хаббарда со слабым взаимодействием может быть использована как удобный теоретический «полигон» для изучения такой конкуренции.

Ключевые слова: модель Хаббарда, основное состояние, легирование, волна спиновой плотности, фазовое расслоение, доменные стенки

ЭФФЕКТИВНОЕ ПОДАВЛЕНИЕ ФАЗОВОГО ШУМА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНЕШНЕЙ СИЛЫ В ЛИНЕЙНОМ ОСЦИЛЛЯТОРЕ

Нефедкин Н.Е., Виноградов А.П., Пухов А.А., Андрианов Е.С.

Аннотация 

В работе рассматриваются вынужденные колебания линейного осциллятора, взаимодействующего с резервуаром, ответственным за диссипацию и шумовое воздействие. Известно, что в случае линейного осциллятора шумы на значения частоты вынужденных колебаний не влияют, а затухание автокорреляционной функции амплитуды не зависит ни от свойств осциллятора, ни от параметров внешнего воздействия, а определяется только шумами. В работе установлено, что, в отличие от амплитуды осциллятора, существуют определённые значения амплитуды и частоты внешнего поля, а также скорости диссипации осциллятора, которые разделяют два различных режима динамики фазы осциллятора. В первом режиме шумы фазы осциллятора и коэффициент диффузии фазы не зависят от свойств внешней силы и определяются взаимодействием осциллятора с резервуаром. Как следствие, автокорреляционная функция косинуса фазы на больших временах затухает. Во втором режиме коэффициент диффузии фазы становится зависящим не только от взаимодействия с резервуаром, но и от параметров внешней силы. Эта зависимость проявляется в том, что в этом режиме коэффициент диффузии уменьшается на два порядка. Как следствие, на больших временах автокорреляционная функция косинуса фазы не затухает, т.е. система «помнит» начальное значение фазы. На языке уравнения Адлера для фазы показано, что переход от первого режима ко второму происходит, когда эффективный потенциал для фазы становится немонотонной функцией.

Ключевые слова: стохастический резонанс, фазовый шум, диффузия фазы, время корреляции фазы, влияние шумов и диссипации на поведение фазы линейного осциллятора

Раздел 2. Вопросы экспериментальной электродинамики

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НЕИДЕАЛЬНОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕРКАЛА КОЛЛИМАТОРА МАРК-12 НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ

Балабуха Н.П., Булычев Е.В., Зубов А.С., Меньших Н.Л., Солосин В.С., Федоров С.А.

Аннотация 

В работе представлен анализ влияния отклонения отражающей поверхности зеркала коллиматора от теоретической на неравномерность распределения поля в рабочей зоне. На основе проведенных подробных исследований состояния поверхности зеркала коллиматора МАРК-12, расположенного в ИТПЭ РАН, разработана компьютерная модель данного зеркала. Проведены расчеты неравномерности распределения поля в рабочей зоне коллиматора для существующей и теоретической поверхности зеркала с использованием метода физической оптики. Определены вклады плавно меняющейся (влияние диаграммы направленности облучателя) и быстро меняющейся составляющих в неравномерность распределения поля в рабочей зоне.

Ключевые слова: компактный полигон, зеркальный коллиматор, рабочая зона, распределение поля, среднеквадратичная ошибка

Раздел 3. Взаимодействие электромагнитного поля с материалами

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИГАНТСКОГО КОМБИНАЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ МОЛЕКУЛ В СФЕРИЧЕСКОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ

Иванов А.В., Сарычев А.К., Бахолдин Н.В., Быков И.В., Рыжиков И.А.

Аннотация 

Проведено компьютерное моделирование излучения молекул, помещенных в металлическую оболочку. Модель качественно описывает усиление излучения от глобул белков, покрытых тонкой серебряной оболочкой. Модель позволяет рассчитать изменение сигнала гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) в зависимости от толщины нанослоя металла поверх глобулы белка. Излучающий молекулярный диполь взаимодействует с металлической оболочкой и возбуждает поверхностные плазмоны. Плазмонные колебания достигают максимума, когда частота диполя близка к плазмон-ному резонансу металлической оболочки, а сам диполь находится вблизи плазмонной оболочки. Показано, что для различных радиусов полусфер существуют толщины серебряной оболочки, позволяющие возбудить дипольные, квадрупольные, октупольные и др. резонансы. При резонансной толщине оболочки моды электрического поля распространяются как по внутренней, так и по внешней границе серебряной оболочки, что приводит к дальнейшему усилению эффекта ГКР. Показано, что для глобул субмикронных размеров резонансное усиление излучения приходится на толщины серебряного покрытия в десятки нанометров, что соответствует толщине непрерывных пленок. Разработанная простая модель качественно описывает усиление ГКР от спайкового белка рецептор связывающего домена (RBD) коронавируса SARS-CoV-2, покрытого тонкой серебряной пленкой.

Ключевые слова: плазмонный резонанс, металлическая нанооболочка, усиление излучения, гигантское комбинационное рассеяние, рецептор связывающий домен, коронавирус SARS-CoV-2

ОПТИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЕВЫХ ДИСКОВЫХ РЕЗОНАТОРОВ

Иванов А.В., Быков И.В., Гарбилион Г., Сарычев А.К.

Аннотация 

Создана и изучается периодическая система дисковых резонаторов, выполненная из кристаллического кремния с поверхностным нанослоем серебра. Измеренные угловые зависимости коэффициента отражения от дисковых резонаторов демонстрируют глубокие провалы в видимом и инфракрасном диапазонах, причем слабо зависящие от угла падения. Измеренные спектры коэффициента отражения свидетельствуют о возбуждении в периодической системе дисковых резонаторов коллективных плазмонных колебаний, в том числе стоячих волн, усиливающих локальное электромагнитное поле. Проведены работы по измерению сигнала комбинационного рассеяния в системе кремниевых дисковых резонаторов. Сигнал комбинационного рассеяния в системе дисков на частоте возбуждения оптического фонона кремния усилен более чем в 102 раз по отношению к сигналу на гладкой области образца. Результаты картирования сигнала комбинационного рассеяния косвенно демонстрируют распределение усиленных полей комбинационного рассеяния по поверхности системы дисковых резонаторов. Преимуществом предложенной системы дисковых резонаторов является возможность получить воспроизводимый стабильный сигнал комбинационного рассеяния на заданных частотах, которые можно варьировать изменением периода и диаметра дисков.

Ключевые слова: плазмонный резонанс, дисковые резонаторы, кремний, гигантское комбинационное рассеяние

Ознакомиться с полным выпуском журнала можно здесь