0704-2-opreview (Неупругие процессы при взаимодействии полей тяжёлых ионов и ультракоротких импульсов электромагнитного поля с атомными системами)

отзыв официального оппонента на диссертацию Макарова Дмитрия Николаевича «Неупругие процессы при взаимодействии полей тяжелых ионов и ультракоротких импульсов электромагнитного поля с атомными системами» представленную на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности ОЬ04.02 — теоретическая физика В диссертационной работе Макарова Д.Н. изучаются неупругие процессы при взаимодействии полей тяжелых ионов и ультракоротких импульсов электромагнитного поля с атомными системами. Под атомными системами понимаются различные многоатомные структуры, в том числе наносистемы. Действие сильных полей тяжелых ионов и ультракоротких импульсов электромагнитного поля на такие системы приводит к новым и интересным научным результетем. Безуаловно, изучение таких лролеааов являетая ектувльным и авоевременным. Например, при исследовании процессов, связанных с прохождением тяжелых ионов через вещество ~мишень), необходимо учитывать непертурбативный характер взаимодействия ионов с веществом.

Актуальность этого связана в первую очередь с появлением ускорителей тяжелых ионов, в том числе и у нас в России (г. Дубна, проект Х1СА). Аналогичные проблемы возникают при описании взаимодействия ультракоротких импульсов электромагнитного поля с веществом, что с учетом появления Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах — ХРЕЬ, характеристики полей которого близки к исследуемым в работе Макарова Д.Н, также является актуальным. Следует отметить,что процессы взаимодействия ионных пучков при их прохождении через газовые и твердотельные вещества представляют интерес не только в физике ускорителей, но и при решении фундаментальных задач в атомной и ядерной физике.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения. Во введении автор приводит и обосновывает основные пункты необходимые при защите диссертации. Первые четыре главы диссертации посвящены описанию процессов взаимодействия тяжелых ионов с веществом, в том числе наноструктурированным. В этих главах исследуются основные характеристики ионного пучка — зарядовый состав ионного пучка, ионизационные потери энергии, флуктуации ионизационных потерь энергии при его прохождении через изучаемое вещество (мишень). Пятая и шестая главы диссертации посвящены процессам взаимодействия полей ультракоротких импульсов электромагнитного поля с многоатомными и динамическими мишенями.

Можно выделить основные положения, составляющие на н ю новизн результатов, представленных в этих главах: В первой главе диссертационной работы были исследованы процессы обдирки тяжелых ионов на молекулах и наносистемах. Показано, что существует так называемый эффект кратности столкновения. Этот эффект приводит к существенному увеличению сечений обдирки ионов и проявляется в определенных структурированных атомных системах, в том числе в нанотрубках.

Кроме того, такие системы должны быть специальным образом ориентированы по отношению к ионному пучку. Автором предложено использовать этот эффект для обдирки ионного пучка в ускорительных комплексах. При этом было показано, что использование такого типа мишеней приводит к существенному увеличению обдирки ионного пучка. Во 2,3,4 главах диссертации изучены ионизационные потери энергии и их флуктуации при прохождении ионов через изучаемое вещество, Используя эйкональное приближение для ионизационных потерь энергии, было показано, что известная теория Бете-Блоха является частным случаем развитой в представляемой работе теории, причем поправка к теории Бете-Блоха может быть довольно большой (до 50',4). В то же время проведенное автором сравнение полученных теоретических результатов с экспериментальными данными показало хорошее согласие теории с экспериментом.

В этих главах также разработана теория флуктуаций ионизационных потерь энергии и было показано, что известная теория Титейка является частным случаем развитой теории. При этом было обнаружено, что отличие от теории Титейка может быть многократным, что в итоге подтверждается сравнением с экспериментом. Также была изучена поляризационная поправка (поправка Баркаса) для потерь энергии и было убедительно доказано, что учет этой поправки также улучшает согласие теории и эксперимента. В пятой главе диссертации исследованы процессы рассеяния ультракоротких импульсов электромагнитного поля на различных структурированных системах. Под ультракороткими импульсами понимаются аттосекундные импульсы электромагнитного поля. При рассеянии таких импульсов на различных многоатомных структурах появляются характерные дифракционные максимумы, что приводит к возможности идентифицировать изучаемый объект по спектру рассеяния.

Автором показано, что тепловые колебания атомов в подобных структурах приводят к изменению спектров рассеяния, что необходимо учитывать в спектроскопии с высоким временным разрешением. Кроме того, было продемонстрировано, что по спектрам рассеяния можно определить дефекты наносистем. В шестой главе диссертации изучены процессы рассеяния ультракоротких импульсов на динамических системах, то есть квантовых системах с параметрами, зависящими от времени.

По характеристикам рассеянного ультракороткого импульса можно судить о состоянии динамической системы в определенный момент времени. Это дает возможность наблюдать за такими системами в реальном времени, используя ультракороткие импульсы. В заключении кратно сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе. Также следует отметить и актическ ю значимость полученных результатов.

Данные, полученные в ходе работы над диссертацией, могут быть использованы в Объединенном институте ядерных исследований для проекта Х1СА. Помимо этого, полученные результаты могут быть использованы при работе на ускорителях тяжелых ионов в других научных лаборатория, в отраслях, связанных с радиационными повреждениями, процессами в ядерных реакторах, спектроскопией с высоким временным разрешением, а также представлять интерес для многих конкретных областей физической электроники, атомной и ядерной физики.

остове ность и обоснованность диссертационной работы определяется известными методами исследования — приближение эйконала, приближение внезапных возмущений, теория возмущений. В работе также используются точные решения уравнения Шредингера. Кроме того, было продемонстрировано хорошее согласие полученных теоретических результатов с экспериментом.

Оп бликованные ез льтаты иссе та ии соответствуют содержанию диссертации и автореферата. По результатам диссертационной работы опубликовано 33 работы в рецензируемых научных изданиях, основная часть из которых это высокорейтинговые Российские и зарубежные журналы: Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики 1.1ЕТР Ье11егз) — 10 публикаций, Журнал экспериментальной и теоретической физики (1ЕТР) — 8 публикаций, Письма в журнал технической физики (1ТР Ьейегз) — 4 публикации, Журнал технической физики (.1ТР) — 3 публикации, РЬуяса1 К.ейе~ А — 1 публикация, Аппа1еп с1ег РЬузй — 1 публикация, СЫпезе РЬуясз С вЂ” 1 публикация, Оптика и спектроскопия 10р6сз апд Брес1гозсору) — 1 публикация, Теоретическая и математическая физика (ТМР) — 1 публикация.

Кроме того, опубликованы 2 монографии по теме диссертации, а также 2 препринта, которые в настоящее время опубликованы в журналах РЬуяса1 Келеч Е и Бс1еп66с Керог1з. Следует отметить, что многие полученные результаты в диссертационной работе имеют аналитический вид, что безусловно ведет к более ясному пониманию полученных результатов„удобству их использования и анализа. Также есть некоторые замечания к диссертационной работе: 1.

В первой главе диссертации показано, что для увеличения обдирки ионного пучка необходимо использовать нанотрубки. Использовать нанотрубки для обдирки ионного пучка в ускорительном комплексе достаточно сложно, поскольку мишень должна быть в виде фольги. Неясно, можно ли создать такую мишень из нанотрубок.

Возможно, для такой обдирки можно использовать другую мишень в виде фольги, где проявляется эффект кратности столкновения. 2. На стр. 64, ссылка на формулу (2.5) появляется раньше упомянутой в диссертации этой формулы. Однако, замечания не влияют на высокое качество исследований проведенных в диссертационной работе. Таким образом, диссертация Макарова Дмитрия Николаевича несомненно является научно-квалификационной работой, в которой на основании выпол- Доктор физико-математических наук, Профессор кафедры ФиТН Ипатов А.Н. ,,:,';:;.' "-'""'."> ~~~~у.гМ-~ Ж- Ф "-~"4 амйслецизлистя — .