Том 168, № 1 (2025)

Наличие пространственной неоднородности kr в электромагнитной волне и магнитной компоненты в ней приводит к неразделению переменных электрона и центра масс в атоме водорода, взаимодействующего с лазерным импульсом, и, как следствие, к ускорению атома. Этот эффект был исследован нами ранее для линейной поляризации электромагнитного поля (V. S. Melezhik, S. Shadmehri, Photonics 10, 1290 (2023)). Здесь мы рассматриваем более общий случай эллиптической поляризации: исследуются влияние поляризации лазера на ускорение атома, а также его возбуждение и ионизацию для лазерных импульсов с интенсивностью 1014 Вт/см2, длительностью около 8 фс в диапазоне частот 0.2 ат. ед. ≾ ω ≾ 0.7 ат. ед. (5 эВ ≾ ħω ≾ 20 эВ). Показано, что в рассмотренной области параметров лазера влияние поляризации на возбуждение, ионизацию и ускорение атома водорода незначительно. Однако отклонение от линейной поляризации приводит к закручиванию атома, которое достигает максимального значения для циркулярной поляризации. Этот альтернативный способ закручивания атомов с помощью циркулярно поляризованных электромагнитных полей может открыть новые возможности для получения пучков закрученных атомов по сравнению с традиционными методиками, использующими вилочные дифракционные решетки, разработанные для элементарных частиц (фотонов и электронов), однако требующие существенных доработок для закручивания составных частиц (протонов, нейтронов и атомов).

Определены численные значения постоянной ван-дер-ваальсова взаимодействия C6 между атомами щелочноземельно-подобных элементов группы IIb (Zn, Cd, Hg) и Yb в синглетных ридберговских состояниях n 1S0 с большими значениями главных квантовых чисел n > 20. Результаты расчетов в рамках полуэмпирического метода модельного потенциала Фьюса аппроксимированы квадратичными полиномами. Коэффициенты полиномов табулированы и могут быть использованы для упрощенных количественных оценок индуцированных межатомным взаимодействием энергетических сдвигов, определения радиуса блокады процессов возбуждения ридберговских состояний, длин волн излучений, создающих ридберговские решетки для нейтральных атомов группы IIb. Определены численные значения вкладов различных двухатомных состояний в численное значение константы C6. Основной вклад, аналогичный вкладу фёрстеровского резонанса, обеспечивает двухатомное состояние (n1P1) − ((n − 1)1P1).

Представлены результаты исследований по созданию абсолютного квантового гравиметра на основе интерференции ультрахолодных атомов 87Rb. Проведена подготовка начального волнового пакета в немагнитном квантовом состоянии с одномерной шириной скоростного распределения 0.5 см/с и числом атомов 1–2 % от их начального числа в магнитооптической ловушке. Реализован атомный интерферометр-гравиметр по трехимпульсной схеме с использованием встречных рамановских пучков и временем свободного падения атомов до 20 мс. Выполнены измерения величины ускорения свободного падения с погрешностью на уровне 9 · 10−5 м/с2. Исследовано влияние вибраций установки на точность измерений гравиметра.

Проведено численное исследование параметрического резонанса вблизи переходной области линейной динамо-системы Паркера. Показано, что реакция системы на периодическое изменение динамопараметра имеет как общие, так и отличные черты с классическим параметрическим резонансом для уравнения гармонических колебаний. Так, в локализованной частотной области, например, вблизи удвоенной частоты, также может наблюдаться усиление скорости генерации, однако при этом в околорезонансной области может происходить не сдвиг частоты, как в классическом случае, а ее расщепление с последующим появлением биений и не увеличением, а наоборот, существенным подавлением скорости генерации. Однако наиболее ярким из обнаруженных отличий оказалась возможность возникновения нового типа резонанса — резонанса на фоне исходно монотонного решения. Этот резонанс можно объяснить наличием у модели Паркера не одной, а нескольких собственных решений с близкими скоростями генерации. В этом случае резонанс с гармоникой, растущей медленнее, чем монотонное решение, может усилить ее и сделать основной, переводя на время резонанса монотонное решение системы в периодически осциллирующее.

Интерфейсные плоскости и ориентационные соотношения между ферромагнитным силицидом Fe3Si и кремнием были спрогнозированы в рамках кристалло-геометрического подхода. Показана возможность образования атомарно гладкого интерфейса между Fe3Si и подложками Si(001) и Si(111), а также α-FeSi2(001). На основе анализа ориентационных соотношений в системе Fe3Si//α-FeSi2//Si предложен способ выращивания отдельно стоящих нанокристаллов Fe3Si на подложках Si(001) и Si(111) с помощью нанокристаллов α-FeSi2 в качестве буферного слоя. В зависимости от типа подложки и параметров роста буферного слоя кристаллическая решетка нанокристаллов Fe3Si, выращенных в подобной тройной системе, может претерпевать понижение симметрии с кубической до тетрагональной и далее, до орторомбической, со сжатием вдоль направлений [110] на 3.93 % или 5.31 %. Полученные результаты указывают на возможность создания ансамблей ферромагнитных наночастиц с управляемыми магнитными свойствами, которые могут использоваться для систем хранения данных высокой плотности, спинтроники и магнитных датчиков.

Методом проекционных присоединенных волн рассчитаны энергии образования дефектов внедрения и замещения, заселенности орбиталей Гамильтона, локализация электронов, объем Вороного и другие характеристики α-Ti и α2-Ti3Al. Показано, что металлические примеси предпочитают занимать междоузельные позиции с низкой локализацией электронов. Энергетически предпочтительной позицией внедрения в α-Ti для большинства примесей является краудион между атомами Ti, расположенными в смежных плоскостях (0001), тогда как в α2-Ti3Al сплаве — гексаэдрическая позиция в центре титанового треугольника. Их предпочтительность обусловлена в основном химическим вкладом в энергию образования дефекта. В целом наличие алюминия в сплаве приводит к повышению энергии образования дефектов. В α-Ti энергия замещения для 3d-металлов середины ряда лишь на 0.13–0.67 эВ ниже, чем энергия внедрения в краудион, тогда как для металлов IIIA группы эта разница существенно выше (2.60–3.13 эВ). Напротив, заселенность орбиталей Гамильтона для переходных металлов середины 3d-периода является максимальной и составляет 3.9–4.7 эВ. Подобная тенденция характерна и для α2-Ti3Al: меньшая разница в энергии образования дефектов замещения и внедрения, более прочная связь примеси в позиции внедрения. Локализация электронов повышается вблизи примесей простых металлов, что свидетельствует о повышении ковалентного вклада в механизм их химической связи в позициях внедрения.

В приближении слабой нелинейности исследовано взаимодействие геодезических акустических мод (ГАМ) и низкочастотных зональных течений в токамаках с тороидальным вращением плазмы. Показано, что определяющее влияние на зональное течение оказывают нелинейные эффекты, обусловленные самим зональным течением. Из-за своей малой частоты уже при небольших амплитудах зональное течение становится заведомо нелинейным. Получено условие, при котором зональное течение может быть описано в приближении слабой нелинейности. Вместе с тем основное влияние на ГАМ оказывает ее нелинейное взаимодействие с зональным течением. В результате взаимодействия возникают сателлиты ГАМ с частотами, равными сумме и разности частот ГАМ и зонального течения. Частоты сателлитов качественно согласуются с частотами сателлитов, наблюдаемых в спектре колебаний потенциала в токамаке Т-10. При этом в противоречии с экспериментальными результатами вычисленные амплитуды сателлитов малы по сравнению с амплитудой ГАМ.