Журнал проблем эволюции открытых систем

ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ФИЗИКЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ НА ЭЛЕКТРОН-ПОЗИТРОННЫХ КОЛЛАЙДЕРАХ В ИЯФ СО РАН

2025-01-08T13:49:53+00:00

Статья подготовлена по материалам доклада на семинаре ИЯФ РК и ИЯФ СО РАН, прошедшего 28.05.2024 г. В статье описаны эксперименты на установках ИЯФ со встречными электрон-позитронными пучками. Установки со встречными пучками (коллайдеры) являются в настоящее время одним из основных инструментов в экспериментальной физике высоких энергий. Первые такие установки появились в начале 60-х годов прошлого века и ИЯФ был пионером в этой области. В 1967 году были опубликованы первые результаты изучения в ИЯФ рождения адронов в электрон-позитронной аннигиляции на первом в мире е+е- коллайдере ВЭПП-2. В настоящее время в мире существует четыре е+е- коллайдера, два из кото¬рых, ВЭПП-2000 с энергией пучков до 1 ГэВ и ВЭПП-4М с энергией до 6 ГэВ, работают в ИЯФ. В статье описаны эксперименты на этих коллайдерах, основные цели и мотивация этих исследований. Установки со встречными электрон-позитронными пучками являются в настоящее время одним из основных инструментов в экспериментальной физике высоких энергий, позволяющих получать точные данные о параметрах и взаимодействии адронов и лептонов.

ВАРИАЦИИ ФРАКТАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СОЛНЕЧНОГО ПРОТОННОГО СОБЫТИЯ

2025-01-09T16:56:22+00:00

Данная совместная исследовательская работа посвящена количественной радиодиагностике вспышечных и протонных событий по их радиовсплескам вблизи конца 24-го цикла активности Солнца. Наблюдения проводились на 12-метровом радиотелескопе Института ионосферы Республики Казахстан на частотах f=1 и f=3 ГГц. Исследования показали, что три события вспышки: B 6.2/~ Х 2.4, 01.09.2014 г.; М 2.7, 21.06.2015 и М 7.9, 25.06.2015 для которых полностью выполняются критерии протонности. Точка пересечения радиоизлучений двухчастотных (1 и 3 ГГц) солнечных протонных событий определяет нулевое время начала их импульсов и постепенных фаз. В первой – импульсной фазе преобладают электроны, а во второй – фазе постепенного увеличения количества протонов. Ускорение электронов на “первой” фазе при солнечных вспышках составляет 4 – 8 мин.; ускорение электронов и протонов во “второй” фазе варьирует в интервале 10 – 46 мин.. Построенные нами временные профили и найденные значения индекса Хереста позволяют проследить за динамикой изученных нами событий горения. Это позволяет оценить события привыкания как качественно, так и количественно. Таким образом, значения радиоданных, полученных в результате применения метода к этим трем протонным событиям, вполне корректно отражают явления, отличающиеся друг от друга по своим характеристикам, как по масштабу наблюдения, так и по энергетике спектров. Ключевые слова: радиоизлучение – солнечные электронные и протонные события – солнечные вспышки – радиодиогностика.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ СМЕСЕЙ ВОДОРОД-КРЕМНИЙ И ВОДОРОД- ГРАФИТ В ПЛОТНОЙ ПЛАЗМЕ

2024-12-05T11:27:34+00:00

Исследования в области горячей плотной материи и инерциального удержания термоядерного синтеза приобретают всё большее значение в современной науке. А также позволяет глубже понять внутреннюю динамику гигантских планет, аккрецию вещества вблизи звёзд, влияние радиационного давления, включая процессы конвекции и диффузии в их внутренней структуре и спектральную эволюцию. Ключевую роль в изучении процессов теплопереноса и диффузии в плотной среде играет металлический водород. Оно имеет важного практического применения, который может быть использован как сверхпроводник в науке и технике. В данной работе исследуются процессы диффузии в плотной плазме водорода. С использованием модели потенциала Дебая были рассчитаны коэффициенты диффузии для различных значений параметра неидеальности плазмы методом Чепмена-Энскога. Особое внимание уделялось взаимодействию плазмы с материалами на основе кремния и углерода. Результаты, полученные на основе потенциала Дебая, демонстрируют хорошее совпадение с моделями молекулярной динамики и AA-TCP (среднеатомной двухкомпонентной плазмы) в области слабых взаимодействий, где Γ < 1. Это подтверждает достоверность методики и её применимость для анализа слабосвязанных систем.

ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ КОМПОЗИТНЫХ ВОЛОКОН НА ОСНОВЕ Fe₃O₄

2024-12-05T11:15:28+00:00

В современных фундаментальных и прикладных исследованиях защитные материалы, содержащие наноструктуры, становятся все более популярными, что обусловливает их широкое применение в таких областях, как медицина, фармацевтика, электроника и многих других. В данной работе рассматривается метод химической конденсации для интеграции магнитных наночастиц с суперпарамагнитными свойствами в структуры полимерных волокон, открывая новые горизонты для разработки материалов, способных защищать от электромагнитного излучения. Наночастицы магнетита (Fe3O4) были синтезированы методом химической конденсации при оптимальном соотношении двух водных растворов солей железа. В качестве исходных реагентов использовались сульфат железа (FeSO4·7H2O), трихлорид железа (FeCl3·6H2O) и 25%-ный водный раствор аммиака (NH4OH·H2O). Исследования сосредоточены на изучении ультратонких композитных волокон, полученных из синтезированных наночастиц магнетита. В работе будет проведен детальный анализ кристаллической структуры, фазового состава и физико-химических свойств магнитных наполнителей. Для этого будут использованы методы визуализации, такие как сканирующая электронная микроскопия (SEM), трансмиссионная электронная микроскопия (TEM), рентгеноструктурный анализ (XRD) и энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDAX). Также будет проведен анализ факторов, влияющих на экранирующие свойства композитных материалов. Полученные результаты могут значительно расширить спектр применения полимерных волокон в качестве защитных материалов в различных высокотехнологичных отраслях.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФФУЗИИ ПЛОТНОГО РАЗОГРЕТОГО БЕРИЛЛИЯ МЕТОДОМ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ

2024-12-05T11:20:57+00:00

Теплое плотное вещество интенсивно изучается во всем мире как экспериментально, так и теоретически. При высоких температурах и давлениях существующие теоретические модели жидкости, газа, твердого тела и плазмы неприменимы к экстремальному состоянию вещества. Основным препятствием для применения этих моделей является сильная неидеальность среды, т. е. существенная роль, которую играют взаимодействие частиц и квантовые эффекты. Транспортные свойства материалов в широком диапазоне плотностей и температур, в частности веществ, находящихся в экстремальных условиях, важны в различных областях. Некоторые системы, представляющие интерес, включают недра планет-гигантов, белых карликов и нагретую плотную материю, созданную в результате лазерного нагрева и ударного сжатия в экспериментах. Кроме того, нагретое плотное вещество активно изучается в связи с разработкой установок инерционного термоядерного синтеза . Из-за трудностей диагностики в экстремальных условиях эксперимента квантово-молекулярное динамическое (КМД) моделирование на основе теории функционала плотности стало неотъемлемой частью современных исследований нагретой плотной материи. В данной работе представлены результаты расчетов транспортных свойств бериллия методами, основанными на теории функционала плотности (DFT-моделирование). На основе DFT-моделирования нами рассчитаны коэффициенты диффузии и вязкости для различных значений параметров нагретого плотного бериллия.

ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ МЕДНЫХ ПОКРЫТИЙ, ОСАЖДЕННЫХ ИЗ ПЛАЗМЫ ИМПУЛЬСНОЙ ВАКУУМНОЙ ДУГИ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ

2024-12-05T11:31:30+00:00

Работа посвящена исследованию структуры слоев металлов, осажденных из плазмы вакуумной дуги. В условиях высоких градиентов температурных полей и плотности термической плазмы дуги, покрытия формируются с неоднородной структурой, пористые, с каплями металла на поверхности. Исследование слоев металлов, осажденных из термической плазмы, актуально в связи необычными свойствами и своеобразной структурой этих покрытий. Цель нашего исследования проследить эволюцию структуры покрытия из меди, осажденного из плазмы вакуумной дуги при импульсном режиме работы. Особенность метода в том, что импульсный режим предполагает малое энергопотребление, поэтому он более экономичный, чем стационарная дуга, однако характерные физические особенности дуговой плазмы сохраняются. Практической целью является осаждение тонкого слоя из меди на алюминии для применения в энергетике. В результате опытов, за время осаждения 15-40 мин наблюдали процесс существенного уплотнения слоя меди на поверхности алюминиевых подложек. Проведен анализ влияния времени осаждения на размер поверхностных дефектов. До 30 мин осаждения в покрытии наблюдали формирование высокодисперсной структуры из наноразмерных сферических образований, после 30 мин трансформацию структуры покрытия в толстый слой с высокой однородностью. Такое поведение может быть объяснено изначально формированием покрытия слоями из наноразмерной пыли. При изменении температуры подложки происходит укрупнение и распад кластеров, сопровождающих фазовые переходы. Сопутствующим нежелательным фактором наблюдали выделение фаз оксидов металлов. Развитие данного направления исследований необходимо в связи с тем, что в импульсных дугах достигается высокая скорость осаждения слоев, поэтому необходимо улучшать свойства покрытий, развивая данный метод.

ПРИРОДА НЕГАТИВИЗМА В РАЗВИТИИ СОЦИУМА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ОБЩИХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ

2024-12-05T11:11:55+00:00

Рассматривается природа возникновения различных негативных тенденций развития социума, которые на фоне научных и технологических достижений, являющихся продуктом разума, выглядят чужеродным (привнесённым) атрибутом человеческой цивилизации. Не существует объяснения феномена деградации культуры, образования, этики, экономики и политики, полученного на основе применения общих методов общественных и гуманитарных наук. В этой связи обосновывается привлечение к анализу имманентных тенденций развития, как элементов социума, так и его в целом, проверенных обширной практикой ключевых научных принципов физики. На основании представления о социуме, как о замкнутой системе, в работе последовательно рассмотрены возможные социальные последствия действия в социальной сфере принципа минимума энергии и принципа наименьшего действия Гамильтона. Исходя из представлений о мере интеллектуально – духовного состояния общества и личности, а также о социальном действии, показано, что негативные изменения в обществе могут быть онтологически обусловлены проявлениями этих принципов в отсутствии действия каких-либо модераторов общественного развития. Самым общим и критериально значимым подходом к анализу текущего и перспективного состояния социума является применение понятия энтропии и второго начала термодинамики к анализу практически всех сфер человеческой деятельности. Рассматривается возможность минимизации энтропийных тенденций в развитии социума. Ключевым моментом такого изменения является превращение его в открытую систему. На основе применения изложенного метода получены выводы о сравнительной ценности различных социально-философских концепций.

РЕШЕНИЯ КИНК - АНТИКИНК ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ НУКЛЕИДА В ПОЛЕ ПОТЕНЦИАЛА В ПРОГРАММЕ PYTHON

2024-12-05T11:10:06+00:00

Данная статья посвящена исследованию модели Инглендера в потенциальном поле. В модели нуклиды представлены в виде маятника, соединенного общей нитью. На основе модели Инглендера исследовано уравнение синус-Гордона, описывающее нелинейные системы. Рассмотрены новые нелинейные модели Пейрар-Бишопа, модели Поланд-Шерага, Якушевича и Скотта. С использованием модели Инглендера функциональность молекулы ДНК как графическая структура. В основе структурных изменений в модели Инглендера лежит кинк и антикинк. Рассчитаны аналитические и численные значения характеристик. Показано, как топологические аспекты используются в нелинейных моделях молекулы ДНК. Описана сложная динамика ДНК и ее топологические дефекты. Рассмотрено моделирование динамического процесса во время транскрипции или репликации путем применения уравнения ДНК. Используя параметры ДНК, решения уравнения получаются в виде кинка и антикинка. Найдена плотность энергии кинка и антикинка. Построены кривые плотности и поверхности кинк и антикинков. Для поиска решений дифференциальных уравнений используется метод разделения переменных. С помощью программного обеспечения Python получены 2D и 3D графики взаимодействия кинков-антикинков.