Автореферат (1145424)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Íà ïðàâàõ ðóêîïèñèÀÍÄÐÅÅ Îëåã Þðüåâè÷ÊÂÀÍÒÎÂÎÝËÅÊÒÐÎÄÈÍÀÌÈ×ÅÑÊÀß ÒÅÎÐÈß ÊÎÍÒÓÐÀÑÏÅÊÒÐÀËÜÍÎÉ ËÈÍÈÈ È Åœ ÏÐÈËÎÆÅÍÈß Ê ÈÇÓ×ÅÍÈÞÀÒÎÌÍÛÕ ÑÈÑÒÅÌ01.04.02 òåîðåòè÷åñêàÿ ôèçèêàÀÂÒÎÐÅÔÅÐÀÒäèññåðòàöèè íà ñîèñêàíèå ó÷åíîé ñòåïåíèäîêòîðà ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêÑàíêò-Ïåòåðáóðã 2018Ðàáîòà âûïîëíåíà â ÔÃÁÎÓ ÂξÑàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò¿Íàó÷íûé êîíñóëüòàíò:äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèé íàóê,ïðîôåññîð ËÀÁÇÎÂÑÊÈÉ Ëåîíòèé Íàõèìîâè÷Îôèöèàëüíûå îïïîíåíòû: ÈÂÀÍΠÂàäèì Êîíñòàíòèíîâè÷,äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèé íàóê, ïðîôåññîð,Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé Ïîëèòåõíè÷åñêèé ÓíèâåðñèòåòÏåòðà Âåëèêîãî, ïðîôåññîðÊËÈÌ×ÈÖÊÀß Ãàëèíà Ëåîíèäîâíà,äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèé íàóê, ïðîôåññîð,Ãëàâíàÿ (Ïóëêîâñêàÿ) àñòðîíîìè÷åñêàÿîáñåðâàòîðèÿ ÐÀÍ, âåäóùèé íàó÷íûé ñîòðóäíèêØÅÂÅËÜÊÎ Âÿ÷åñëàâ Ïåòðîâè÷,äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèé íàóê, ñ.í.ñ.,Ôèçè÷åñêèé èíñòèòóò èìåíè Ï.Í.

Ëåáåäåâà ÐÀÍ,âåäóùèé íàó÷íûé ñîòðóäíèêÂåäóùàÿ îðãàíèçàöèÿ:Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé ãîñóäàðñòâåííûéýëåêòðîòåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò ¾ËÝÒÈ¿èì. Â.È. Óëüÿíîâà (Ëåíèíà)Çàùèòà ñîñòîèòñÿ ¾¿ èþíÿ 2018 ã. â 15-00 íà çàñåäàíèè äèññåðòàöèîííîãîñîâåòà Ä 212.232.24, ñîçäàííîãî íà áàçå Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãîóíèâåðñèòåòà, ïî àäðåñó: Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, Ñðåäíèé ïð. Â. Î., ä. 41/43, àóä. 304.Ñ äèññåðòàöèåé ìîæíî îçíàêîìèòüñÿ â Íàó÷íîé áèáëèîòåêå èì. Ì. ÃîðüêîãîÑÏáÃÓ è íà ñàéòåhttps://disser.spbu.ru/Àâòîðåôåðàò ðàçîñëàí ¾¿2018 ã.Ó÷¼íûé ñåêðåòàðü äèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà,äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèé íàóêÀêñ¼íîâà Åëåíà ÂàëåíòèíîâíàÎÁÙÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÐÀÁÎÒÛÀêòóàëüíîñòü ðàáîòû ïîñëåäíèå ãîäû áûë äîñòèãíóò çíà÷èòåëüíûé ïðîãðåññ â ðàçâèòèè êàê òåîðåòè÷åñêèõ, òàê è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ìåòîäîâ èçó÷åíèÿ ñòðóêòóðû è äèíàìè÷åñêèõñâîéñòâ àòîìíûõ ñèñòåì ñ íåáîëüøèì ÷èñëîì ýëåêòðîíîâ.

Îêàçàëîñü, ÷òî èññëåäîâàíèå ýòèõ ñèñòåì, ïðåäîñòàâëÿåò óíèêàëüíûé èíñòðóìåíò äëÿ èññëåäîâàíèÿôóíäàìåíòàëüíûõ âçàèìîäåéñòâèé â îáëàñòè íèçêèõ ýíåðãèé. Áëàãîäàðÿ íåáîëüøîìó ÷èñëó ýëåêòðîíîâ, ìíîãîçàðÿäíûå èîíû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé îòíîñèòåëüíîïðîñòóþ ñèñòåìó, ïîçâîëÿþùóþ òî÷íîå òåîðåòè÷åñêîå îïèñàíèå. Ñâÿçàííûå ýëåêòðîíû äâèæóòñÿ âî âíåøíåì ýëåêòðîìàãíèòíîì ïîëå ÿäðà, êîòîðîå ìîæåò áûòüî÷åíü ñèëüíûì ïðè áîëüøîì çàðÿäå ÿäðà. Åñëè ñóììàðíûé çàðÿä ýëåêòðîíîâ ìàëïî ñðàâíåíèþ ñ çàðÿäîì ÿäðà, òî ýôôåêò ýêðàíèðîâàíèÿ òîæå ìàë.  ÷àñòíîñòè,â òÿæ¼ëûõ èîíàõ, òàêèõ êàê óðàí, ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ÿäðà ïðåâîñõîäèò ïî ñèëåäðóãèå èñêóññòâåííûå ýëåêòðè÷åñêèå ïîëÿ, äîñòóïíûå â ëàáîðàòîðèÿõ.

Ñîîòâåòñòâåííî, ìíîãîçàðÿäíûå èîíû ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðèðîäíóþ ñèñòåìó äëÿ èçó÷åíèÿ êâàíòîâîé ýëåêòðîäèíàìèêè (ÊÝÄ) â î÷åíü ñèëüíûõ âíåøíèõ ïîëÿõ. Íàèáîëåå òî÷íîå è ñòðîãîå òåîðåòè÷åñêîå îïèñàíèå ìíîãîçàðÿäíûõ èîíîâ ðàçðàáîòàíî âðàìêàõ ÊÝÄ.  òÿæåëûõ ìíîãîçàðÿäíûõ èîíàõ âñå îáû÷íûå ÊÝÄ ýôôåêòû çíà÷èòåëüíî óñèëèâàþòñÿ è ìîãóò çàìåòíî ïðåâûøàòü ýêñïåðèìåíòàëüíóþ òî÷íîñòü.Äëÿ òåîðåòè÷åñêîãî îïèñàíèÿ ìíîãîçàðÿäíûõ èîíîâ èñïîëüçóåòñÿ ðÿä ìåòîäîâ;âñå îíè îñíîâàíû íà ÊÝÄ òåîðèè âîçìóùåíèé. Òåîðåòè÷åñêîå è ýêñïåðèìåíòàëüíîå èññëåäîâàíèå ìíîãîçàðÿäíûõ èîíîâ ïîñòîÿííî òðåáóåò äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿè óòî÷íåíèå ÊÝÄ ìåòîäîâ, èñïîëüçóåìûõ â ðàñ÷¼òàõ, âìåñòå ñ ñîîòâåòñòâóþùèìèòåñòàìè è îöåíêàìè òî÷íîñòè èñïîëüçóåìûõ ïðèáëèæåíèé.

Ïðèìåíåíèå ðàçëè÷íûõ ÊÝÄ ìåòîäîâ äëÿ âû÷èñëåíèÿ îïðåäåë¼ííûõ ýôôåêòîâ ìîæåò ñòàòü äîâîëüíî ñëîæíûì, è, ñîîòâåòñòâåííî, ïîÿâëÿåòñÿ íåîáõîäèìîñòü ëèáî ðàçðàáàòûâàòüíîâûå òåõíèêè â ðàìêàõ ñóùåñòâóþùèõ ìåòîäîâ, ëèáî ðàçðàáàòûâàòü àëüòåðíàòèâíûå ïîäõîäû. Ìåòîä, ðàçâèòèþ êîòîðîãî ïîñâÿùåíà íàñòîÿùàÿ äèññåðòàöèÿ,íàèáîëåå òåñíî ñâÿçàí ñ òåîðèåé êîíòóðà ñïåêòðàëüíîé ëèíèè â ÊÝÄ.Öåëü ðàáîòûÎñíîâíîé öåëüþ äàííîé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîòêà ìåòîäà (ìåòîäà êîíòóðà ëèíèè) äëÿ îïèñàíèÿ ñòðóêòóðû è äèíàìè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìíîãîçàðÿäíûõ èîíîâ âðàìêàõ ÊÝÄ.3Òî÷íûå âû÷èñëåíèÿ ñâîéñòâ ìíîãîçàðÿäíûõ èîíîâ íåîáõîäèìî ïðîâîäèòü â ðàìêàõ ÊÝÄ. Ìåòîäû ðàñ÷¼òà ñâîéñòâ ìíîãîçàðÿäíûõ èîíîâ îñíîâûâàþòñÿ íà ÊÝÄòåîðèè âîçìóùåíèé è ñâîäÿòñÿ ê âû÷èñëåíèþ ðàçëè÷íûõ ïîïðàâîê.

Äëÿ âû÷èñëåíèÿ ðàçëè÷íûõ ÊÝÄ ïîïðàâîê íåîáõîäèìî ðàçâèòèå ñîîòâåòñòâóþùèõ ìåòîäîâ. Óæå âî âòîðîì ïîðÿäêå òåîðèè âîçìóùåíèé ïîïðàâêè ê ýíåðãèè âûâîäÿòñÿíåòðèâèàëüíûì îáðàçîì. Îñîáîå âíèìàíèå íàäî óäåëÿòü âû÷èñëåíèþ ïðèâîäèìûõ÷àñòåé ôåéíìàíîâñêèõ ãðàôèêîâ, âêëàäàì ññûëî÷íûõ ñîñòîÿíèé. Îòíîñèòåëüíîáîëüøîé âêëàä äàþò ïðèâîäèìûå ÷àñòè ïîïðàâîê â òðåòüåì ïîðÿäêå òåîðèè âîçìóùåíèé. Ïðèìåíåíèå ìåòîäà êîíòóðà ëèíèè ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü âûðàæåíèÿ äëÿðàçëè÷íûõ ïîïðàâîê â âèäå, ïðèãîäíîì äëÿ ÷èñëåííîãî ðàñ÷¼òà. ñëó÷àå êâàçèâûðîæäåííûõ óðîâíåé äëÿ âû÷èñëåíèÿ ïîïðàâîê ê ýíåðãèè íåîáõîäèìî ðàçâèâàòü êâàçèâûðîæäåííóþ òåîðèþ âîçìóùåíèé.

Ýòî áûëî ñäåëàíî âðàìêàõ ìåòîäà êîíòóðà ëèíèè.  ÷àñòíîñòè, ïðè ðàñ÷¼òàõ ó÷èòûâàëèñü âêëàäûáðåéòîâñêèõ øèðèí è, ãäå íåîáõîäèìî, âêëàäû îæå-øèðèí.Ìåòîä êîíòóðà ëèíèè áûë îáîáù¼í äëÿ âû÷èñëåíèÿ âåðîÿòíîñòåé ïåðåõîäà âìíîãîçàðÿäíûõ èîíàõ, ïðè ýòîì ó÷èòûâàëñÿ âêëàä âñåãî ñïåêòðà óðàâíåíèÿ Äèðàêà, âêëþ÷àÿ îòðèöàòåëüíî ÷àñòîòíûå ñîñòîÿíèÿ è ýôôåêò çàïàçäûâàíèÿ. Äëÿâû÷èñëåíèÿ âåðîÿòíîñòåé ïåðåõîäà ìåæäó êâàçèâûðîæäåííûìè óðîâíÿìè, íåîáõîäèìî áûëî ïðèìåíÿòü êâàçèâûðîæäåííóþ òåîðèþ âîçìóùåíèé.Ïðè èññëåäîâàíèè ïðîöåññà äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè ýëåêòðîíîâ ñ Hïîäîáíûìè èîíàìè ìåòîä êîíòóðà ëèíèè, èçíà÷àëüíî ñôîðìóëèðîâàííûé òîëüêîäëÿ îïèñàíèÿ ñâÿçàííûõ ñîñòîÿíèé, íåîáõîäèìî áûëî îáîáùèòü íà ñëó÷àé ïðèñóòñòâèÿ ñâîáîäíûõ ýëåêòðîíîâ â íà÷àëüíîì ñîñòîÿíèè ñèñòåìû.

Äëÿ îïèñàíèÿ ýòèõàâòîèîíèçàöèîííûõ ñîñòîÿíèé, îòâåòñòâåííûõ çà ïðîöåññ äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè, íàäî áûëî ïðèìåíÿòü êâàçèâûðîæäåííóþ òåîðèþ âîçìóùåíèé.Ïðè èññëåäîâàíèè ïðîöåññà ðåêîìáèíàöèè ýëåêòðîíîâ ñ He-ïîäîáíûìè èîíàìèè ðàññìîòðåíèè ðåçîíàíñíîãî êàíàëà, äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè, íåîáõîäèìîòî÷íî îïèñûâàòü òð¼õýëåêòðîííûå àâòîèîíèçàöèîííûå ñîñòîÿíèÿ, îòâåòñòâåííûåçà ïðîöåññ äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè.  ðàáîòå áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî äëÿ òð¼õýëåêòðîííûõ àâòîèîíèçàöèîííûõ ñîñòîÿíèé âàæíóþ ðîëü èãðàþò áðåéòîâñêèå øèðèíû. Äëÿ èõ ó÷¼òà ìåòîä êîíòóðà ëèíèè áûë îáîáù¼í íà ñëó÷àé êâàçèâûðîæäåííûõ òð¼õýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé.Ïðè èññëåäîâàíèè ïðîöåññà ïîòåðè ýëåêòðîíà ìíîãîçàðÿäíûìè èîíàìè â ñòîëêíîâåíèÿõ ñ àòîìíûìè ÷àñòèöàìè îñîáûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò ðåçîíàíñíûé êàíàëýòîãî ïðîöåññà.  ýòîì ðåçîíàíñíîì êàíàëå ïîòåðÿ ýëåêòðîíîâ èä¼ò ÷åðåç âîçáóæäåíèå èîíà â îäíî èç àâòîèîíèçàöèîííûõ ñîñòîÿíèé è ïîñëåäóþùèé îæå-ðàñïàä4ýòîãî ñîñòîÿíèÿ.

Ïðè òåîðåòè÷åñêîì îïèñàíèè ýòîãî ïðîöåññà âîçíèêàþò äâå ñëîæíîñòè. Âî-ïåðâûõ, ýòî íåîáõîäèìîñòü òî÷íîãî ó÷¼òà îæå-øèðèí äëÿ àâòîèîíèçàöèîííûõ ñîñòîÿíèé, êîòîðûå, êàê ïðàâèëî, ÿâëÿþòñÿ êâàçèâûðîæäåííûìè ñîñòîÿíèÿìè, è èõ îïèñàíèå òðåáóåò êâàçèâûðîæäåííîé òåîðèè âîçìóùåíèé. Âî-âòîðûõ,îïèñàíèå îáðàçîâàíèÿ àâòîèîíèçàöèîííûõ ñîñòîÿíèé â ðåçóëüòàòå âçàèìîäåéñòâèÿìíîãîçàðÿäíîãî èîíà ñ àòîìíîé ÷àñòèöåé, ðàññìàòðèâàåìîãî êàê âîçìóùåíèå, òðåáóåò ó÷¼òà êàê ïåðâîãî, òàê è âòîðîãî ïîðÿäêîâ òåîðèè âîçìóùåíèé. Äëÿ òåîðåòè÷åñêîãî èññëåäîâàíèÿ òàêîãî ïðîöåññà â ðàìêàõ ÊÝÄ íåîáõîäèìî ðàçâèòèå ñîîòâåòñòâóþùèõ ìåòîäîâ.Îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ, âûíîñèìûå íà çàùèòó1. Ðàçðàáîòàí ìåòîä êîíòóðà ëèíèè, ïðèìåíÿåìûé äëÿ îïèñàíèÿ ìíîãîçàðÿäíûõ èîíîâ â ðàìêàõ ÊÝÄ òåîðèè.

Ìåòîä êîíòóðà ëèíèè ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿäëÿ èññëåäîâàíèÿ óðîâíåé ýíåðãèè è âåðîÿòíîñòåé ïåðåõîäà â ìíîãîçàðÿäíûõèîíàõ. Òàêæå ïðîäåìîíñòðèðîâàíà âîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ ìåòîäà êîíòóðàäëÿ îïèñàíèÿ ïðîöåññîâ ýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè ñ ìíîãîçàðÿäíûìè èîíàìè è ïðîöåññîâ ïîòåðè ýëåêòðîíîâ ìíîãîçàðÿäíûìè èîíàìè â ñòîëêíîâåíèÿõñ àòîìíûìè ÷àñòèöàìè.2.  ðàìêàõ ìåòîäà êîíòóðà ëèíèè ïðîèçâåä¼í ÊÝÄ ðàñ÷¼ò óðîâíåé ýíåðãèèäâóõ è òð¼õýëåêòðîííûõ èîíîâ. Ðàññìàòðèâàëèñü, â ÷àñòíîñòè, êâàçèâûðîæäåííûå ñîñòîÿíèÿ. Ïðè ðàñ÷¼òå ýíåðãèé äâàæäû âîçáóæä¼ííûõ ñîñòîÿíèé áûëè èññëåäîâàíû âêëàäû áðåéòîâñêèõ øèðèí è îæå-øèðèí.3.

Ïðîèçâåä¼í ñòðîãèé ÊÝÄ ðàñ÷¼ò âåðîÿòíîñòåé ïåðåõîäà â He-ïîäîáíûõ èîíàõ. ÷àñòíîñòè, áûëè èçó÷åíû âåðîÿòíîñòè ïåðåõîäîâ ìåæäó êâàçèâûðîæäåííûìè óðîâíÿìè. Èññëåäîâàíî çíà÷åíèå áðåéòîâñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ äëÿ âåðîÿòíîñòåé ïåðåõîäà.4.  ðàìêàõ ìåòîäà êîíòóðà ëèíèè ïðîèçâåä¼í òî÷íûé ÊÝÄ ðàñ÷¼ò äèôôåðåíöèàëüíîãî ñå÷åíèÿ äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè ñ H-ïîäîáíûìè èîíàìè óðàíà.

Îòäåëüíî èññëåäîâàëñÿ âêëàä áðåéòîâñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ è âêëàäû âûñøèõ ìóëüòèïîëåé èçëó÷¼ííîãî ôîòîíà. Èññëåäîâàíû ïîëÿðèçàöèîííûå ñâîéñòâà èçëó÷¼ííîãî ôîòîíà.5. Ïðîèçâåä¼í ñòðîãèé ÊÝÄ ðàñ÷¼ò ñå÷åíèÿ ïðîöåññà äèýëåêòðîííîé ðåêîìáèíàöèè ñ He-ïîäîáíûìè èîíàìè óðàíà. Èññëåäîâàí âêëàä áðåéòîâñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ è áðåéòîâñêèõ øèðèí íà ñå÷åíèå ðåêîìáèíàöèè. Èññëåäîâàíî âëè5ÿíèå ïîëÿðèçàöèè íàëåòàþùåãî ýëåêòðîíà íà ñå÷åíèå ðåêîìáèíàöèè ñ ïîëÿðèçîâàííûìè èîíàìè.

Èññëåäîâàíû ïîëÿðèçàöèîííûå ñâîéñòâà èçëó÷¼ííîãîôîòîíà.6. Èññëåäîâàí ïðîöåññ ïîòåðè ýëåêòðîíà He-ïîäîáíûìè èîíàìè Ca è Zn â ñòîëêíîâåíèÿõ (100 MeV/u) ñ ãîëûìè ÿäðàìè Ne è ñ àòîìàìè Ne. Îñîáîå âíèìàíèåáûëî óäåëåíî ðåçîíàíñíîìó êàíàëó ïîòåðè ýëåêòðîíà, â êîòîðîì èîí ñíà÷àëàâîçáóæäàåòñÿ â àâòîèîíèçàöèîííîå ñîñòîÿíèå è çàòåì ïðîèñõîäèò îæå-ðàñïàä.Èññëåäîâàíà ðåçîíàíñíàÿ ñòðóêòóðà ïîëíîãî è äèôôåðåíöèàëüíîãî ñå÷åíèÿïîòåðè ýëåêòðîíà.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации