Метод коррекции PCA заключается в глобальном анализе пооборотных данных, полученных с пикапов. Одними из главных его преимуществ является его быстродействие и возможность определения пульсирующих источников питания. Наряду с этим метод PCA отличается широким спектром применения: определение возмущений магнитной структуры ускорителя, расчет элементов транспортной матрицы и оптических функций, а также определение величины поперечной связи. Был написан прототип программы, реализующий предложенный метод, который для экспериментальной апробации тестировался на электрон-позитронном коллайдере ВЭПП-4М. В ходе экспериментов искусственно поочередно вводились возмущения в отдельные элементы скью-квадрупольной коррекции. В одном случае возбуждение бетатронных колебаний осуществлялось посредством удара инфлектора, а в другом случае – путем резонансной раскачки пластинами деполяризатора. Было обнаружено, что, несмотря на простоту практической реализации, исследуемый метод имеет некоторые нюансы, которые мешают получению и идентификации верных результатов. Тем не менее удалось выявлять введенные возмущения и даже найти магнит с низкочастотными пульсациями по характерным изменениям рассчитанных инвариантов. Кроме того, была рассмотрена возможность определения интегральных параметров связи колебаний в экспериментах по наблюдению резонансно раскачанных собственных мод, имеющих вид эллипсов в поперечной к оси движения пучка плоскости.

В статье приведены результаты расчетов С-образных дипольных магнитов, которые будут располагаться в накопителе СКИФа, а также четырех горизонтальных дипольных магнитов для транспортного канала от ЛИНАКа к бустеру и трех дипольных магнитов для канала от бустера до накопителя. Требуемое качество поля в интегральном смысле для рассматриваемых диполей должно быть не хуже, чем 5 × 10-4.

Ускоритель-тандем с вакуумной изоляцией разработан в Институте ядерной физики для исследования бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ). Нейтроны генерируются в реакции ⁷Li(p,n)⁷Be. Для получения терапевтического пучка нейтронов используют систему формирования пучка, состоящую из замедлителя, отражателя и фильтров. Замедлитель обычно изготавливают из MgF₂ из-за высокого значения сечения неупругого рассеяния нейтронов. Ранее нами было продемонстрировано, что для генерации нейтронов оптимально использовать энергию пучка протонов 2,3 МэВ.

В результате анализа принятых нами ранее решений по формированию терапевтического пучка нейтронов, работ других групп исследователей, а также успешных результатов экспериментов по облучению лабораторных животных и клеточных культур, проводившихся на нашей установке, мы отметили, что с наметившейся в последнее время тенденцией к уменьшению энергии протонов процесс неупругого рассеяния в MgF₂ уже не является определяющим в замедлении нейтронов, и решили рассмотреть материалы на основе оргстекла в качестве материала замедлителя.

В данной работе представлен разработанный нами замедлитель из материала Poly-Biz, позволяющий получать нейтронный пучок такого же качества, как в системе формирования пучка с замедлителем из MgF₂ при энергии протонов 2,3 МэВ, но при более низком токе и энергии пучка протонов, что приведет к уменьшению времени терапии и обеспечит более стабильную и надежную генерацию нейтронов. Долгое время развитие методики БНЗТ сдерживалось недостатком ускорителей заряженных частиц, способных стабильно генерировать нейтроны при энергии протонного пучка 2,5 МэВ и токе 10 мА. Использование СФП с Poly-Biz может помочь упростить требования к ускорителям заряженных частиц и способствовать использованию в БНЗТ ускорителей, которые еще не достигли требуемых параметров.

В работе изучается механизм зажигания плазменного разряда в газодинамической ловушке (ГДЛ) в объеме, сечение которого значительно превышает сечение инжектируемого электронного пучка. Это свойство пучково-плазменного разряда делает привлекательным использование относительно маломощных электронных пучков для создания в открытых ловушках стартовой плазмы с параметрами, достаточными для ее дальнейшего эффективного нагрева с помощью нейтральной инжекции. Несмотря на то что эффективная ионизация плазмы далеко за пределами электронного пучка в открытых ловушках экспериментально наблюдается уже более 60 лет, детальный механизм этого явления до сих пор не ясен. Особенно много вопросов возникает в режимах, которые реализуются в таких больших термоядерных установках, как ГДЛ, где длина релаксации пучка оказывается существенно меньше длины ловушки, а возбуждаемые пучком плазменные колебания локализованы вблизи входной магнитной пробки. На основе недавних экспериментов [E. I. Soldatkina et al. Nucl. Fusion 62, 066034 (2022)] был предложен сценарий развития разряда в ГДЛ, согласно которому компактная область интенсивных плазменных колебаний сначала быстро расширяется по радиусу, ионизируя газ в окресности магнитной пробки за пределами магнитной силовой трубки, по которой двигается пучок, а затем начинается более медленный процесс ионизации в остальном объеме ловушки. Этот процесс реализуется как за счет хвоста надтепловых электронов, которые формируются в зоне турбулентности, так и благодаря тепловым электронам, которые получают энергию из области накачки по каналу продольной электронной теплопроводности. Чтобы оценить, насколько хорошо предложенный сценарий объясняет наблюдаемую в экспериментах динамику роста плотности плазмы в разных частях установки, в работе проводится PIC-моделирование радиального расширения зоны мелкомасштабной плазменной турбулентности и предлагается упрощенная модель ударной ионизации во всем объеме ловушки как тепловыми, так и надтепловыми электронами.

В данной работе экспериментально в процессе охлаждения исследована температурная зависимость удельной теплоемкости стекол, полученных на основе соединения Na₂B₄O₇ + Bi₂O₃ с разной концентрацией тетрабората натрия и оксида висмута в исходной смеси. Экспериментально показано, что с изменением концентрации исходных веществ меняется удельная теплоемкость образцов, наблюдается сдвиг максимумов в сторону низких температур с увеличением концентрации оксида висмута. Дана физическая интерпретация природы максимума на температурной зависимости удельной теплоемкости.

В работе изучены электрические параметры фазового перехода полупроводник–металл в наноструктурах диоксида ванадия, синтезированных с помощью химического осаждения из газовой фазы на подложке кремния (100) и декорированных золотыми наночастицами с поверхностной концентрацией от 3∙10⁹ до 3∙10¹⁰ см^–2. Методом рентгенофазного анализа установлено, что синтезированные наноструктуры диоксида ванадия содержат моноклинную М1-фазу, испытывающую фазовый переход при температуре около 68 °С. При помощи сканирующего электронного микроскопа и атомно-силового микроскопа исследована морфология поверхности наноструктур диоксида ванадия, покрытых золотыми наночастицами. Определены характеристики температурного фазового перехода исходных наноструктур и наноструктур, декорированных наночастицами золота. Температурная зависимость сопротивления вблизи точки фазового перехода исходных наноструктур показала, что скачок сопротивлений составляет около четырех порядков по величине, что подтверждает их высокое качество. Показано, что увеличение поверхностной концентрации золотых частиц до значения 3∙10¹⁰ см^–2 увеличивает проводимость диоксида ванадия при комнатной температуре примерно в два раза, а температуру фазового перехода сдвигает на 5 °С: с 68 до 63 °С. Методами численного моделирования рассмотрены оптические переключения в диоксиде ванадия с массивом золотых частиц с размером 9 нм. Установлено, что отклик электромагнитной волны от материала VO₂ при фазовом переходе усиливается за счет возбуждения локализованного плазмонного резонанса в золотых наночастицах и достигает локального максимума в районе 600 нм. Дополнительно, данный эффект усиливается при углах падения в районе угла псевдо-Брюстера для диоксида ванадия. Рассмотренные гибридные наноструктуры VO₂–Au перспективны в качестве базовых наноэлементов для компьютеров нового поколения, а также для сверхбыстрых и высокочувствительных сенсоров.

Композитные, медь- и цинксодержащие наночастицы, а также наночастицы латуни получены высокопроизводительным методом испарения веществ релятивистским пучком электронов. Рассмотрены изменения структуры, формы и состава нанопорошков, созданных при последовательных облучениях слитка латуни, помещенного в однозонный графитовый тигель. Выявлено, что получение таких частиц зависит от концентрации насыщенных паров цинка и меди. Разработана двухзонная конфигурация тигля, позволяющая реализовать одномоментное испарение составных компонентов, тем самым обеспечивая условие для формирования однородных наночастиц латуни с равномерным распределением элементов и высокого выхода нанопорошка. Проведены рентгенофазовый анализ, трансмиссионная электронная микроскопия, энергодисперсионный анализ, определена удельная поверхность полученных наночастиц. Обсуждается механизм образования композитных наночастиц.

В работе исследован процесс получения водорода вследствие термокаталитического разложения метана с применением катализатора «никель на кизельгуре» на подложке из кварцевого песка толщиной 1 см вида «песок – катализатор – песок». В результате эксперимента получена зависимость процентного выхода водорода от температуры. Диапазон исследуемых температур от 530 до 770 °С. В итоге удалось получить 68 % содержания водорода в газовой смеси на выходе из реактора при температуре 770 °С и расходе метана 2 л/ч.

Рассмотрен вывод нестационарного уравнения Шрёдингера из стационарного. При этом вместо времени в нестационарное уравнение Шрёдингера входит координата дополнительной степени свободы – часов. Показано, что стандартное нестационарное уравнение Шрёдингера можно получить только для квазиклассических часов. Для выяснения физического смысла полученного таким образом уравнения обсуждаются различные виды часов. Кроме того, выводятся соответствующее уравнение для матрицы плотности и формулы для средних от операторов.

С помощью математического пакета MathCAD получены решения задач с использованием уравнения теплового баланса, в которых теплоемкость рассчитывалась по теории Дебая, а также применялась сплайн-интерполяция экспериментальных данных по теплоемкости из справочника. Вычислена степень ионизации гелия при заданной температуре. Рассмотрен пример влияния примеси лития на степень ионизации водорода. Рассчитаны энергия и давление неона в области многократной ионизации. Построены изотермы идеального ферми-газа. Построен график функции распределения Ферми – Дирака для различных температур. Вычислена концентрация электронов и позитронов при температурах соответствующих энергии покоя электронов. Приведенные примеры можно использовать в учебном процессе.