Том 166, № 5 (2024)

В настоящее время во многих областях науки и техники все шире применяется когерентное излучение лазеров на свободных электронах (ЛСЭ). В прикладных и теоретических исследованиях важным эффектом является нелинейная генерация второй гармоники в материалах и на поверхностях как реакция на их облучение. В качестве источников света используют ЛСЭ, которые генерируют когерентное излучение в диапазоне от видимого до рентгеновского. При этом вторая гармоника собственно источника, ЛСЭ, является нежелательной, так как она маскирует исследуемый отклик на той же частоте. Нами аналитически исследуется влияние параметров электронного пучка на излучение ЛСЭ; проводится исследование генерации гармоник, в особенности второй; анализируются основные факторы, вызывающие появление второй гармоники в спектре ЛСЭ. Выясняется влияние параметров пучка: сечения, эмиттанса, параметров Твисса и разброса энергии, по отдельности и вместе на длину усиления и генерацию гармоник ЛСЭ на примере хорошо документированного ЛСЭ LEUTL. Анализируется влияние этих параметров на мощности излучения гармоник, в особенности второй. Исследуется также влияние гармоники поля ондулятора на излучение гармоник ЛСЭ. Предлагается повысить разброс энергий электронов в два раза до максимально возможного значения, обеспечивающего группировку электронов и одновременно уменьшение содержания второй гармоники в спектре ЛСЭ на один-два порядка. Также предлагается использовать слабую гармонику поля ондулятора с той же целью - подавить гармонику ЛСЭ.

Для численного решения нестационарного уравнения Шредингера в задачах об эволюции электрона в заданном потенциале под действием поля ультракороткого импульса высокой интенсивности необходимо с высокой точностью находить связанные состояния этого потенциала. В работе рассматривается применение степенного алгоритма с использованием операторных полиномов Чебышева для поиска связанных состояний одномерного квазикулоновского потенциала. Сходимость алгоритма улучшается с увеличением степени полинома m, насыщаясь при m > 8. Для такой степени основное состояние находится за ∼ 103 операций вычисления гамильтониана, высоколежащие - за ∼ 105 операций (несколько секунд и несколько минут соответственно).

Коммуникационные радиосигналы между орбитальным космическим аппаратом (КА) и наземной станцией слежения (НСС) испытывают смещение частоты пропорционально позиционной разности их гравитационных потенциалов. Эффект составляет экспериментальную базу общей теории относительности (ОТО) как один из аспектов принципа эквивалентности Эйнштейна (ПЭЭ). В статье представлены результаты прецизионного измерения эффекта с помощью стандартов частоты, размещенных на КА и НСС. Использовались данные специальных ¾гравитационных сеансов¿ радиосвязи, накопленные во время миссии космического радиотелескопа ¾РадиоАстрон¿ в период 2015–2019 гг. Скрупулезный анализ этих данных позволяет утверждать соответствие теории и эксперимента с высокой точностью: параметр нарушения (отклонение от ОТО) составил 1.57 ± 3.96 · 10−5.

Методом численных расчетов Монте-Карло исследуется термодинамика систем конечного числа спинов Изинга на решетке каирского спинового льда в модели дальнодействующего диполь-дипольного взаимодействия ограниченного радиуса. Каирская решетка состоит из вершин, объединяющих три либо четыре ближайших соседних спина. В модель добавлен параметр, варьирование которого позволяет без изменения геометрии каирской решетки менять баланс энергий взаимодействия между вершинами с тремя и четырьмя ближайшими спинами. Показано, что вариативный параметр влияет на характер процесса смены фаз от ближнего порядка к беспорядоку. При низких значениях этого параметра переход является кроссовером, а при его высоких значениях - фазовым переходом второго рода.

Измерены спектры андреевского отражения σN S (V, T) = (dI/dV )(V, T)точечных контактов Ag/FeSe вдиапазоне температур T= 4–14 К. Анализ спектров в рамках двухзонной модели с параметрами порядкаs-симметрии выявил две энергетические щели ∆i(i= 1,2) и позволил построить их зависимости оттемпературы. Аппроксимация зависимостей ∆i(T)двухзонной изотропной моделью в «чистом» пределе показала, что для их описания необходим учет как внутризонных, так и межзонных взаимодействийсверхпроводящих конденсатов. Такое описание соответствует s- или s++-симметрии параметра порядка.

Рассмотрена возможность возникновения диэлектрической электронно-дырочной жидкости (ЭДЖ) в монослоях дихалькогенидов переходных металлов и гетероструктурах на их основе. Показано, что когерентное спаривание электронов и дырок в них приводит к образованию диэлектрической ЭДЖ при превышении степени циркулярной поляризации возбуждающего света определенного порогового значения. Ниже этого значения реализуется металлическая ЭДЖ. Отмечены некоторые возможные физические проявления перехода между этими двумя типами ЭДЖ.

Исследован сценарий низкопорогового распада обыкновенной СВЧ-волны с частотой, соответствующей второй гармонике электронного циклотронного резонанса, приводящий к возбуждению двух электронных бернштейновских волн, двумерно-локализованных в крупномасштабной когерентной структуре в разреженной плазме. С использованием предложенной модели получены оценки для порога этого нелинейного явления на установках ASDEX-Upgrade и Wendelstein 7-X, а также в модельном эксперименте на линейной установке.