Том 119, № 9-10 (2024)

В работе рассмотрено использование торсионно-вращательных переходов в молекулах CH3OH и 13CH3OH для оценки возможных вариаций физической постоянной µ = me/mp – отношение массы электрона к массе протона – по спектральным наблюдениям линий излучения, обнаруженных в микроволновом диапазоне в плотном молекулярном облаке Orion-KL. Получена оценка верхнего предела на относительное изменение µ двумя независимыми способами – по линиям 13CH3OH и по комбинации линий 13CH3OH и CH3OH. Вычисленный верхний предел ∆µ/µ < 1.1 × 10−8 (1σ) соответствует значениям наиболее жестких ограничений на вариабельность фундаментальных физических постоянных, установленных другими астрофизическими методами.

Экспериментально выполнено сличение двух оптических часов на основе атомов тулия в оптических решетках на интервале времени до одного часа. Использование синхронного метода опроса часового перехода в двух независимых атомных ансамблях с помощью одного ультрастабильного лазера позволило устранить флуктуации частоты лазера из измеряемой разности частот и достичь относительной погрешности измерений 10−16 после 500 с усреднения, что соответствует относительной нестабильности 2×10−15/√τ. Успешная демонстрация долговременной работы двух систем с использованием синхронного опроса часовых переходов открывает возможность выполнять исследование систематических сдвигов в оптических часах на атомах тулия на уровне 17 знака точности.

Экспериментально продемонстрирован эффект смещения изображения при асимметричном облучении диэлектрической сферы гауссовым терагерцовым пучком в системах терагерцового имиджинга. На основе численных расчетов, выполненных с использованием операторной теории рассеяния, было показано искривление области локализации электромагнитного поля вблизи теневой поверхности диэлектрической сферы при ее смещении относительно центра перетяжки гауссова пучка, приводящие к формированию так называемого “фотонного крючка”, свойства которого зависят от поляризациии и частоты падающего излучения. Экспериментально продемонстрирована возможность достижения пространственного разрешения уровня 0.38λ в исследуемом диапазоне. Полученные результаты могут использоваться для повышения разрешающей способности коммерческих сканирующих терагерцовых систем.

Экспериментально исследована спиновая накачка поверхностными и обратными объемными магнитостатическими волнами в структурах YIG/Pt. Показано, что на частотах, соответствующих сингулярностям ван Хова в плотности состояний спектра спиновых волн, происходит рост эффективности генерации спинового тока. Полученные результаты важны для разработки устройств магнонной спинтроники.

Впервые экспериментально продемонстрирована возможность получения силицена на модифицированных электронным облучением подложках CaF2/Si(111). Показано, что формирующиеся под электронным пучком участки планарной поверхности CaSi2 с гексагональной упаковкой могут быть использованы как естественная основа для последующего роста силицена. На таких поверхностях проведено осаждение кремния и методами атомно-силовой микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света получено подтверждение формирования островков силицена.

Показано, что выражение для эффекта разделения киральностей может быть получено при помощи дзета-регуляризации, которая диктуется термодинамическим описанием системы.

При помощи теории многоволнового рассеяния исследованы собственные моды в тримере из бесконечных цилиндров в форме равностороннего и равнобедренных треугольников. Получены уравнения на собственные частоты исключительных точек, в которых происходит вырождение собственных частот и собственных векторов. Симметрия равнобедренного треугольника обуславливает отделение мод, антисимметричных вдоль направления основания. В случае, когда треугольник равносторонний, моды распадаются на симметричные и дважды вырожденные вращательные моды. Обнаружено, что затухающие симметричные моды в тримере имеют большую добротность по сравнению с димером, что имеет значение для практических применений эффектов на основе исключительных точек. Также было исследовано поведение комплексных собственных частот в тримере в форме равнобедренного треугольника в зависимости от соотношения длин основания и боковой стороны. В точке, соответствующей равностороннему треугольнику, добротность симметричных мод имеет локальный максимум, а антисимметричных – локальный минимум.

Экспериментально продемонстрирована генерация ультракоротких импульсов среднего ИК диапазона (длина волны от 8.5 до 10.5 мкм) с высокой энергией (до 4.5 мкДж) путем генерации разностной частоты в кристалле BaGa2GeSe6 при его накачке импульсами титан-сапфирового лазера длительностью 100 фс и длиной волны 0.95-мкм. Для таких импульсов накачки определены порог оптического повреждения и коэффициент двухфотонного поглощения BaGa2GeSe6. Эффективность преобразования частоты достигла 0,24 % при энергии импульса накачки 1.85 мДж, которая уменьшалась при большей энергии. Оценки показывают, что применение широкоапертурного (диаметром 15 мм) образца BaGa2GeSe6 позволит увеличить энергию импульса накачки до ∼ 10 мДж и, соответственно, увеличить энергию импульса среднего инфракрасного диапазона до 24 мкДж при той же эффективности.

Для описания динамики хиральных топологических систем получено обобщенное уравнение Тиля, учитывающее заданный набор низкоэнергетических возбуждений равновесной магнитной структуры. Для магнитных скирмионов включена “дыхательная” мода, соответствующая изменению их размера. Исследована релаксация магнитной структуры при изменении магнитного поля. Показана важность сохранения гамильтоновой формы уравнений движения. Радиус и спиральность скирмиона оказываются канонически сопряженными переменными, и только их одновременный учет позволяет воспроизвести основные особенности магнитной релаксации при включении (выключении) поля, сопровождающейся осцилляциями радиуса.

С помощью спектроскопии эффекта некогерентных многократных андреевских отражений, реализованного в планарных контактах на микротрещине, исследована щелевая структура пниктидов CaKFe4As4 (семейство 1144), переходящих в сверхпроводящее состояние в стехиометрическом составе при критической температуре Tc ≈ 36.1 K. Показано сосуществование трех объемных параметров сверхпроводящего порядка ∆i, при T ≪ Tc напрямую определены их амплитуды и соответствующие характеристические отношения 2∆i(0)/kBTc ≈ 5.6, 3.9 и 1.3. Проведено сравнение щелевой структуры CaKFe4As4 и родственных пниктидов семейств 1144 и 122, исследованных нами ранее.

В данной работе представлены уравнения для двух и трех скалярных полей, допускающие локализованые решения, которые проявляют эффект биений связанных осцилляторов. Периодически амплитуда колебаний локализованного возмущения для одного поля постепенно уменьшается до минимума, а остальных скалярных полей – увеличивается до максимума, затем процесс повторяется в обратном направлении. При этом, первоначально другие поля, кроме одного, находятся либо в состоянии фонового решения с малой амплитудой, либо равны нулю. Подобные решения могут быть интересны с точки зрения аналогии с осцилляциями нейтрино. Представлены так же уравнения движения, в которых при возмущении одной из компонент обязательно появляется возмущение второй и третьей даже при нулевом фоновом состоянии. Показано, что для этих уравнений выполняется закон сохранения энергии.