В рамках реализации проекта NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility) и FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research, Дармштадт, Германия) в Лаборатории физики высоких энергий (ЛФВЭ) Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) изготавливаются и тестируются сверхпроводящие магниты. Структура коллайдера NICA включает в себя 290 сверхпроводящих дипольных, квадрупольных и корректирующих магнитов [1]. Для защиты магнитов от повреждения в момент выхода из сверхпроводящего состояния используется система эвакуации энергии. Проведена необходимая модернизация данной системы с целью расширения диапазона индуктивности тестируемых магнитов до 210 мГн. Разработаны схемотехнические решения электронных блоков управления. Проведено моделирование и успешное тестирование новых модулей электроники. Данные модули введены в эксплуатацию в качестве элементов действующего стенда криогенных испытаний сверхпроводящих магнитов. В данной статье описан принцип работы систем эвакуации энергии и ее составных узлов, а также результаты работы при испытаниях сверхпроводящих магнитов ускорительных комплексов NICA и FAIR.

В открытой магнитной ловушке для удержания высокотемпературной плазмы ключевой проблемой являются продольные потери тепла, с которой борется расширитель плазменного потока. В предыдущих работах было показано, что нейтральный газ может снижать эффективность расширителя. В этой работе предложена модель, описывающая распределение нейтрального газа внутри плазмы и за ее пределами до стенок расширителя. Результаты показали, что концентрация газа вблизи и внутри плазмы на порядок меньше, чем вблизи стенок. Это указывает на менее строгие ограничения на предельную концентрацию нейтралов внутри плазмы.

В работе рассмотрено расщепление спектральных линий в магнитном поле. Представлены приближения слабого и сильного магнитного поля и квантово-механическое рассмотрение в случае произвольного поля. Детально рассмотрены переходы ²P_3/2,1/2 – ²S_1/2 и ²D_5/2,3/2 – ²P_3/2,1/2. Приведены результаты расчетов расщепления ярких линий в плазме установки ГОЛ-3 и сравнение расчетных профилей линий с экспериментальными данными.

Решена задача о быстром импульсном заполнении водородом длинной вакуумированной цилиндрической трубки. Численное решение задачи проведено в рамках системы уравнений газовой динамики. По результатам этого решения представлена картина пространственно-временной динамики процесса заполнения трубки водородом, инжектируемым в нее через сопла, установленные на ее концах. В результате проведенного моделирования продемонстрировано, что выбранное инженерно-физическое решение по заполнению трубки водородом удовлетворяет требованиям задачи по созданию в ней тонкого плазменного шнура с высокой концентрацией электронов.

Рассмотрены примеры разработки и применения полупроводниковых наноструктур для реализации квантовых технологий при решении задач развития современных информационных и телекоммуникационных технологий. В их числе: гетеропереходные полевые транзисторы с высокой подвижностью электронов; многоэлементные матричные фотоприемники инфракрасного диапазона на многослойных гетероструктурах с квантовыми ямами; квантовые каскадные лазеры; полупроводниковые лазеры с вертикальным резонатором; источники одиночных и запутанных фотонов с квантовыми точками в активной области; спиновые структуры в эпитаксиальной системе «германий – кремний» с квантовыми точками. Ожидается применение полупроводниковых наноструктур в новых областях полупроводниковой электроники, таких как разработка универсальной памяти, нейропроцессоры, спинтроника, квантовые вычислители и квантовая криптография, элементы СВЧ и терагерцевой электроники, оптоэлектроники и радиофотоники, устройства теплового и ночного видения.