70
Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых Санкт-Петербурга 9 февраля 2001 г. Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе Санкт-Петербург ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ Санкт-Петербург, 2001

Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Итоговый семинарпо физике и астрономии

по результатам конкурса грантов2000 года для молодых ученых

Санкт-Петербурга

9 февраля 2001 г.Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

Санкт-Петербург

ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ

Санкт-Петербург, 2001

Page 2: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Организаторы семинараФизико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Конкурсный центр фундаментального естествознания (КЦФЕ)Министерства образования РФ

Saint-Petersburg Chapter of Lasers and Electro-Optics Society (LEOS)

Организационный комитетСоколовский Григорий Семенович (ФТИ), председатель

Аверкиев Никита Сергеевич (ФТИ)Азбель Александр Юльевич (КЦФЕ)

Закгейм Дмитрий Александрович (ФТИ)Когновицкая Елена Андреевна (ФТИ)Кучинский Владимир Ильич (ФТИ)

Попов Алексей Юрьевич (ФТИ)Поpтной Ефим Лазаpевич (LEOS)

Семинар является одним из заключительных отчетных мероприятий кон-курса на соискание персональных грантов для студентов, аспирантов и мо-лодых ученых Санкт-Петербурга, организованного Администрацией Санкт-Петербурга, Министерством образования РФ и Российской академией на-ук. Конкурс получил также финансовую поддержку со стороны федераль-ной целевой программы «Государственная поддержка интеграции высшегообразования и фундаментальной науки на 2001–2005 годы». Для участияв семинаре были приглашены победители конкурса 2000 года в областифизики и астрономии, набравшие высший рейтинг по результатам экспер-тизы.

Page 3: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Предисловие

Конец XX столетия для ученых России и, в особенности, Санкт-Петербургабыл ознаменован событием, которое многих заставило с оптимизмомвзглянуть в наступающий век. Присуждение Нобелевской премии знаме-нитому Российскому ученому, директору С-Петербургского Физико-техни-ческого института академику Жоресу Ивановичу Алферову наполнило осо-бым смыслом все научные конкурсы, конференции и семинары, проходив-шие на стыке столетий. Надежда, что это событие положит конец незаслу-женному забвению неоценимого вклада России в мировую науку, сквозилав выступлениях и маститых ученых и студентов. Не стал исключением ипроводившийся 9 февраля 2001 года Итоговый семинар по физике и астро-номии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученыхСанкт-Пербурга.

Такие семинары проводятся в четвертый раз, начиная с 1997 года. Онипосвящены подведению итогов конкурсов работ студентов, аспирантов имолодых ученых Санкт-Петербурга, проводящихся в рамках программы,организованной городской администрацией, Конкурсным центром фунда-ментального естествознания (КЦФЕ)Министерства образования РФ и Рос-сийской академией наук. Задачей конкурса является выявление перспек-тивных научных идей молодежи и финансовая поддержка лучших работ.Конкурс проводится для трех групп участников. В первой группе, называе-мой «Дипломные проекты», участвуют студенты старших курсов, в группе«Кандидатский проекты» — аспиранты и стажеры-исследователи, и, нако-нец, в третьей группе «Поисковые проекты» рассматриваются работы мо-лодых ученых, недавно защитивших кандидатскую диссертацию. Подобнаяструктура конкурса, с одной стороны, обеспечивает максимальный охватнаучной молодежи, а, с другой, позволяет достаточно гибко осуществлятьподдержку наиболее перспективных направлений исследований.

Благодаря финансовой поддержке со стороны федеральной целевойпрограммы «Государственная поддержка интеграции высшего образованияи фундаментальной науки на 2001–2005 годы» (проект 553) традиционнымместом проведения Итоговых семинаров стал Научно-образовательныйцентр Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе. Участие в работесеминара в новом здании Научно-обpaзовательного центра, оборудован-ном самой современной техникой, дало возможность его участникам —молодым ученым Санкт-Петеpбуpга — воочию убедиться в том, что у Pос-сийской науки есть будущее.

Выступая перед участниками семинара, Ж. И. Алферов отметил, что,

Page 4: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

4

несмотря на бедственное финансовое положение всей Российской нау-ки, поддержка исследований, ведущихся студентами и молодыми учеными,является приоритетной задачей, решение которой позволит России сохра-нить звание великой державы. По его мнению, Российская наука умрет нетогда, когда закроют научные институты и перестанут платить зарплату ихсотрудникам, а тогда, когда на работу в эти институты перестанут прини-мать молодых специалистов. Поэтому громадное значение имеет организа-ция конкурсов грантов для молодых ученых, проведение молодежных кон-ференций и семинаров, обеспечивающих научный рост молодых ученых,способствующих быстрому формированию самостоятельных исследовате-лей из вчерашних студентов и расширению их научного кругозора.

В Итоговом семинаре 2001 года участвовало более пятидесяти доклад-чиков из университетов и академических институтов Санкт-Петербурга. Впрограмму включены как экспериментальные, так теоретические работыпо оптике, молекулярной физике, физике полимеров, радиофизике, физикеплазмы и астрофизике. Следует отметить высокий уровень представленныхработ, свидетельствующий о значительных успехах вузовской и академи-ческой молодежи в развитии выбранных научных идей. В нынешнем году,как и в прошлом, в программу семинара были включены также работы побиофизике. Хорошо известно, что расширение научного кругозора моло-дых ученых и их знакомство с новыми идеями в сочетании с применениеманалитического подхода и экспериментальных методик, развитых в физикев ХХ веке, не только способствует становлению молодых специалистов, нои дает мощный импульс для развития новых направлений исследований.

Как и в предыдущие годы, семинар проводился в Физико-техническоминституте им. А. Ф. Иоффе при финансовой поддержке КЦФЕ. В организа-ции семинара активнейшее участие приняли молодые сотрудники Физтеха,энергия и энтузиазм которых обеспечили успех семинара.

Ученый секретарьФТИ им. А. Ф. Иоффед. ф.-м. н. Н. С. Аверкиев

Page 5: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты

Клонирование фрагмента кДНК рецептора церулоплазминачеловека и анализ его филогенетического родстваА. В. ВасинСанкт-Петербургский государственный технический университет

Высокоочищенный препарат рецептора церулоплазмина (рЦП) мембранэритроцитов человека был выделен методом аффинной хроматографии.Физико-химический и иммунологический анализ препарата рЦП показал,что он частично сходен с церулоплазмином (ЦП). Клон, содержащийвставку кДНК рЦП был изолирован из экспрессионной библиотеки кДНКплаценты человека в векторе lgt11 методом иммунноскрининга. Частичноесеквенирование кДНК рецептора ЦП было проведено в обоих направле-ниях. Компьютерный анализ первичной структуры двух фрагментов клона,проведенный с помощью программы BLAST в базе данных GenBank, по-казал, что эти последовательности гомологичны кДНК ЦП человека. По-следовательность длиной 638 п.н. (NAF211154) гомологична участку с 4по 7 экзон кДНК ЦП (81% идентичности). По программе DNASIS после-довательность транслируется в единственной рамке считывания.

Вычисленная аминокислотная последовательность на 83% сходна с по-следовательностью с участком 216Е–Е427 ЦП, в который частично входятдомены 2 и 3. Замены в 63 кодонах рЦП не привели к замене аминокислот,37 а.о. оказались измененными, причем 22 замены — значимые. Положениеоставшихся 175 а.о. идентично в обеих полипептидных цепях. Только одиниз двух сайтов гликозилирования, содержащихся в сравниваемом участкеЦП (358N), сохраняется в рЦП. Формальный анализ вторичной структурыфрагмента ЦП, содержащего мононуклеарный медьсвязывающий центр, игомологичного ему участка рЦП, выявил высокое сходство в их вторичнойструктуре.

Показано, что все известные мембраносвязанные ЦП-подобные фер-роксидазы содержат центр связывания меди типа I. Последовательностьдлиной 257 п.н. (NAF211153) сходна с экзоном 16 ДНК ЦП (194 п.н.) на76%. Ее транслирование по программе DNASIS выявило единственнуюаминокислотную последовательность, которая не имеет ни одного гомоло-га в базе данных GenBank. Эта новая аминокислотная последовательностьпо гидрофильной шкале Hoop & Woods содержит гидрофобный участок из

Page 6: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

6 Дипломные проекты

27 а.о. Он содержит трансмембранный домен из 16 а.о. (53Н–Y68), пред-сказанный по методу Rao & Argos (программа PC/GENE). Наши данныепозволяют отнести рЦП в семейство мембранных ЦП-подобных белков,таких как Fet3, Heph, GPI-CP. Был проведен компьютерный анализ 20-тибелков, вовлеченных в МСМ разных организмов (ЦП, рЦП, Нерh, Fet3 изS. cerevisia, Fet3 из S. pombe, Atp7a, Atp7b, Ccc2, CopA, CopB, Aso, Lac,Ccsd, Atx1, Hah1, Cox17, Ctr1) с помощью программы Clustal W и паке-та программ Phylip. Были построены филогенетические дерева для мРНКэтих белков и выявлено, что последовательность NAF211154 рЦП имеетнаибольшее сходство с ЦП, Heph и Fet3 (с филогенетическим расстояни-ем равным 0,205, 0,580, 1,189, соответственно, вычисленным с помощьюпрограмм DNADIST и NEIGHBOUR). Тот же результат получен и для ами-нокислотных последовательностей. Последовательность NAF211153 рЦПимеет наибольшее сходство с Aso и Ссс2 (с филогенетическим рассто-янием равным 0,972 и 1,316, соответственно, вычисленным с помощьюпрограмм DNADIST и NEIGHBOUR). Для сравниваемых аминокислотныхпоследовательностей сходство оказалось незначимым.

Эти данные позволяют думать, что ЦП, рецептор ЦП, НЕРН млеко-питающих и FET3 дрожжей имеют общий предковый ген, что опровергаетшироко признанную рабочую гипотезу о происхождении гена ЦП путемтрипликации предкового гена, общего с геном пластоцианина.

Работа поддержана федеральной целевой программой «Интеграция»N 783/89.

Ядерная магнитная релаксация в водных растворах кислотА. А. ВоронцоваСПбГУ

Растворы электролитов являются интереснейшими обьектами исследова-ния ввиду их важной роли в физических, химических, биологических итехнологических процесса. Данная работа посвещена исследованию ми-кроструктуры водных растворов кислот методом ядерной магнитной ре-лаксации. В растворах электролитов существует несколько механизмов ре-лаксации в результате которых достигается равновесное значение ядернойнамагниченности [1, 2]. Было установлено [2], что c помощью исследо-вания ЯМР-релаксации можно получить информацию о координационныхчислах ионов и временах переориентации молекул растворителя.

В работе исследуются водные растворы следующих кислот D2SO4,H3PO4, HClO4 в температурном интервале от 0◦C до+30◦С. При пригото-

Page 7: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 7

влении образцов в качестве растворителя использовалась тяжеловодород-ная вода. Измерены концентрационные зависимости времен дейтероннойрелаксации. Дейтеронный резонанс использовался для того, чтобы избе-жать трудоемкую процедуру дегазации образцов. Измерения проведены спомощью модернизированного спектрометра SXP 4-100.

В ходе измерений было обнаружено существенное различие в характе-ре концентрационных зависимостей скоростей дейтеронной релаксации вводных растворах кислот и солей. Сделано предположение, что полученноеразличие обусловлено изменением интенсивности электрического квадру-польного взаимодействия дейтеронов при их переходе из молекулы воды вион гидроксония. Определены координационные числа ионов ClO−4 , SO2−

4 ,PO3−

4 , оценены времена переориентации молекул воды около них.

Список литературы

[1] В. И. Чижик, Ядерная магнитная релаксация, 385 (2000).[2] V. I. Chizhik, NMR relaxation and microstructure of aqueous electrolyte solution.

Molecular Physics, 90, 4, p. 653-656, 1997.

Моделирование межзвездного поглощения с учетом распро-страненности химических элементовД. Н. ДубковаСанкт-Петербургский Университет

Современные исследования химического состава межзвездного вещества извезд различных спектральных классов привели к смещению нуль-пунктаотсчетов распространенности и дефицита элементов в межзвездной среде[1]. Следствием этого стало то, что все существующие модели межзвезд-ных пылинок оказались несостоятельными: для объяснения наблюдаемогомежзвездного поглощения они требуют вещества в твердой фазе больше,чем имеется в межзвездной среде.

Для преодоления создавшегося кризиса предлагается рассмотреть мо-дель композитных пористых пылинок. На первом шаге расчетов использо-вана модель многослойных шаров [2].

В результате работы выявлены некоторые особенности поглощениясвета ансамблями многослойных сферических пылинок и оценен диапа-зон изменения параметров модели. Проведена интерпретация наблюдениймежзвездного поглощения для избранных направлений в Галактике.

Page 8: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

8 Дипломные проекты

Список литературы

[1] T. P. Snow, A. N. Witt, Interstellar depletions updated: where all the atoms went, ApJ,468, L65 (1996).

[2] N. V. Voshchinnikov, J. S. Mathis, Calculating cross sections of composite interstellargrains, ApJ, 526, 257 (1999).

Импульсная активность и модель памяти каноническогокортикального модуляС. А. ЕвдокимовСанкт-Петербургский государственный технический университет

Данная работа выполнена в институте мозга человека РАН в лабораториинейробиологии программирования действия. В работе исследуются новыесвойства канонического кортикального модуля (ККМ), описанного ранее вжурнале «Сенсорные системы». ККМ является реалистической нейроннойсетью. В отличие от искусственных нейронных сетей, ККМ, построенныйна основных принципах структурной организации мозга, объединяет мно-гие нейрофизиологические и психофизиологические данные. Это позволяетнадеяться, что он достаточно реально отражает функцию мозга в разложе-нии (репрезентации) изображения. Известно, что нейроны обладают им-пульсной активностью. Есть много моделей, которые объясняют импульс-ную активность одиночного нейрона, моделируя токи через ионные каналы.Но и группы нейронов — нейронные сети — также обладают суммарнойимпульсной активностью. В докладе представлена модель нейронной сети(ККМ), которая обладает такой импульсной активностью. ККМ обладаетимпульсной активностью благодаря тому, что мы учли такие эффекты пе-редачи импульсов между нейронами как депрессия и рефрактарность, име-ющие экспериментальное подтверждение. В докладе обсуждается взаимноевлияние друг на друга эффектов влияющих на передачу импульса: депрес-сии и рефрактарности. Показывается влияние депрессии и рефрактарностина импульсную активность нейронной сети независимо друг от друга и присовместном воздействии. Учитывая принцип Хебба в построении ККМ бы-ла получена модель памяти. Удалось решить проблему катастрофическогозабывания в коннективистских нейронных сетях, так как показано свойствоККМ запоминать различные текстуры без забывания ранее преобретенной

Page 9: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 9

информации. По результатам работы подготовлена статья опубликованнаяв № 4 «Сенсорные системы» 2000 г.

Работа поддержана грантом СПб НЦ РАН № 2.16 и федеральной целе-вой программой «Интеграция» N 354.

Регуляция взаимодействия миозина с актиномактин-связывающими участками кальдесмонаВ. С. ЕрмаковСанкт-Петербургский государственный технический университет

Известно, что главным регуляторным белком тонких нитей гладких мышцявляется кальдесмон, который способен ингибировать АТФазную актив-ность актомиозина. Однако молекулярные механизмы регуляции сокраще-ния гладких мышц этим белком изучены не достаточно.

Целью исследования являлось изучение влияния актин-связывающихучастков кальдесмона Н1 (аминокислотные остатки 506-793) и Н2 (остатки683-767) на конформационные изменения актина, вызванные связываниемс актином головок миозина (S1). Изучение конформационных измененийактина в мышечных волокнах осуществлялось с помощью адекватного длятаких исследований метода поляризационной микрофлуориметрии. Cокра-тительные белки в мышечном волокне специфически метятся флуоресцент-ными зондами, и поляризованная флуоресценция этих зондов измеряется.Регистрируются значения четырех составляющих интенсивности поляри-зационной флуоресценции.

Полученные данные анализируются с помощью математического мо-делирования. При изучении мышечного сокращения обычно используютмодель-зависимый подход, считая, что анизотропия флуоресценции мышеч-ного волокна хорошо описывается системой, состоящей из ориентирован-ных по спирали и хаотически расположенных флуорофоров. Предполагает-ся, что флуорофоры неподвижны и не взаимодействуют между собой, эле-ментарные акты поглощения и испускания света осуществляются линейны-ми, полностью анизотропными, осцилляторами поглощения и излучения,которые жестко связаны с молекулами флуорофора, оси осцилляторов ори-ентированных флуорофоров располагаются по спирали вдоль образующейповерхности конуса, ось которого совпадает с осью волокна. Осциллято-ры поглощения и излучения образуют при вершине конусов углы ФА иФЕ, соответственно. Величины ФА, ФЕ и количество хаотически распо-ложенных флуорофоров (N) рассчитывают исходя из значений четырехсоставляющих поляризованной флуоресценции. Изменение значений ФА,

Page 10: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

10 Дипломные проекты

ФЕ и N, а также степеней поляризации флуоресценции рассматривают какпоказатель структурных перестроек мышечных белков.

Было показано, что присоединение Н1, Н2 и S1 к F-актину вызыва-ет изменение параметров поляризованной флуоресценции FITC. Так S1 вотсутствии фрагментов кальдесмона индуцирует типичные для «сильной»формы связывания миозина с актином изменения ФА и ФЕ. Оказалось,что Н1 ингибирует, а Н2 активирует эти изменения. Предполагается, чторегуляция сокращения гладких мышц кальдесмоном осуществляется инги-бированием формирования между актином и миозином существенной длягенерации силы «сильной» формы связывания.

Работа поддержана федеральной целевой программой «Интеграция»N 354.

Формирование точечных дефектов в бездислокационномкремнииВ. А. ЗабелинСанкт-Петербургский государственный технический университет

В данной работе исследовалось формирование и развитие точечных дефек-тов в бездислокационном кремнии, выращиваемом по методу Чохральско-го. При росте кристалла на интерфейсе с расплавом происходит активнаядиффузия первичных дефектов: вакансий и междоузленных атомов кремниявглубь кристала. Соотношение вкладов диффузионого и конвекционноготранспорта дефектов определяется параметром роста V/G — отношениемскорости вытягивания кристалла к нормальному градиенту температурына границе кристалл/расплав [1].

Расчет концентраций внедренных первичных дефектов производился врамках квазиравновесной модели, исходя из предположения о быстрой ре-комбинации вакансий и межузленного Si в сравнительно узкой горячейзоне вблизи интерфейса. Расссматривая поток дефектов вглубь кристал-ла можно получить концентрацию оставшихся первичных дефектов послепрохождения горячей зоны. При этом показано, что при превышении па-раметром роста порогового значения преимущественным типом дефектовявляются вакансии, а при параметре V/G меньше порогового — межузель-ные атомы Si [2].

При дальнейшем охлаждении кристалла в процессе вытягивания пер-вичные дефекты собираются в кластеры: поры в зоне преобладания вакан-сий и дислокационные петли в зоне преобладания межузельных атомов. Врамках данной работы исследовалась эволюция точечных дефектов в обла-

Page 11: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 11

сти преобладания вакансий. Значение температуры нуклеации пор зависитот первичной концентрации вакансий и падает при ее уменьшении [1, 3].Особенностью выращивания кристалла по методу Чохральского являетсясравнительно высокая концентрация межузельных атомов кислорода в вы-ращиваемом кристалле, что приводит к выпадению частиц аморфного SiO2.Однако, плотность аморфого SiO2 меньше, чем кремния и рост этих де-фектов происходит только при поглощении вакансий. Таким образом, пре-ципитация кислорода происходит только в зоне преобладания вакансий.Кинетика нуклеации и роста частиц SiO2 аналогична нуклеации и роступор, однако, учитывается одновременное осаждение атомов кислорода ивакансий.

Эволюция точечных дефектов во времени описывается системой диф-ференциальных уравнений для концентраций вакансий и атомов кислорода,функций распределения по размерам пор и частиц SiO2. Решение этой си-стемы проводилось численным методом. В данной работе показано, что призначительном превышении параметром V/G порогового значения преоб-ладающим типом точечных дефектов являются поры, но при значении V/Gблизком к пороговому преобладающим типом дефектов являются преци-питаты кислорода.

Данная модель позволяет определять распределение по размерам и кон-центрацию точечных дефектов в кристаллах кремния, выращенных по ме-тоду Чохральского, что является крайне важным для современных микро-электронных технологий и ее дальнейшее развитие позволит оптимизиро-вать процессы роста кристаллов.

Список литературы

[1] V. V. Voronkov, R. Falster, J. Cryst. Growth 194, 76 (1998).[2] V. V. Voronkov, R. Falster, J. Appl. Phys 86, 5975 (1999).[3] V. V. Voronkov, R. Falster, J. Cryst. Growth 204, 462 (1999).

Механизм перехода в генерацию инжекционного лазера с точкизрения теории сверхизлученияЛ. Я. КарачинскийСанкт-Петербургский Государственный Технический Университет

Переход от спонтанного излучения к лазерной генерации является оченьважным аспектом работы инжекционного лазера. В данной работе пока-зано, что для описания такого перехода в случае полупроводниковых ла-зерных гетероструктур следует принимать во внимание коллективное ре-зонансное взаимодействие неравновесных носителей заряда. Такого рода

Page 12: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

12 Дипломные проекты

многочастичные взаимодействия имеют место в случае малого расстояниямежду излучающими центрами по сравнению с длиной волны их излуче-ния и носят название «сверхизлучение Дике». Они приводят к фазировкеизлучателей и, как следствие, к формированию коротких оптических им-пульсов. Эти эффекты хорошо изучены теоретически и экспериментальнодля газовых и твердотельных лазеров. В последние годы интерес к явлениюсверхизлучения для случая полупроводниковых гетероструктур неуклоннорастет [1, 2, 3].

Были проведены электролюминесцентные исследования InGaAs/GaAsлазерной двойной гетероструктуры с раздельным ограничением (РО ДГС)с квантоворазмерным активным слоем. Спектральные и временные измере-ния проводились в широком диапазоне температур и токов накачки. Анализэкспериментальных данных позволил описать механизм перехода в лазер-ную генерацию инжекционных лазеров в терминах теории сверхизлуче-ния [4].

Оценка характеристического времени сверхизлучения показала, чтопри комнатной температуре ниже порога лазерной генерации характери-стическое время сверхизлучения составляет величину порядка 20 фс. Пока-зано, что наличие положительной обратной связи приводит к увеличениюдлительности импульса сверхизлучения, которая максимальна на порогелазерной генерации. При комнатной температуре максимальная длитель-ность составила 300 фс, а при температуре кипения жидкого азота 70 фс[4, 5]. Обнаружено, что форма спектральной линии выше порога лазернойгенерации имеет сложную структуру, но тем не менее хорошо описывает-ся с помощью предлагаемой модели, представляя собой комбинацию двухконкурирующих резонансных процессов.

Полученные результаты находятся в соответствие с ранее cформулиро-ванной гипотезой об особенностях процессов сверхизлучения в полупро-водниках.

Список литературы

[1] A. A. Belyanin, V. V. Kocharovsky and Vl. V. Kocharovsky, Quantum and Semiclass.Opt., 10, L13 (1998).

[2] P. P. Vasil’ev, Quantum Electronics, 29, 4 (1999).[3] S. V. Zaitsev, N. Yu. Gordeev, L. Ya. Karachinsky, V. I. Kopchatov, I. I. Novikov,

I. S. Tarasov, N. A. Pikhtin, V. M. Ustinov and P. S. Kop’ev, Appl. Phys. Lett., 76, 2514(2000).

[4] N. Yu. Gordeev, L. Ya. Karachinsky, V. I. Kopchatov, P. S. Kop’ev, I. I. Novikov,S. V. Zaitsev, Proc. 8th Int. Symp. Nanostructures: Physics and Technology, June19–23, 2000, St Petersburg, Russia, p. 23.

Page 13: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 13

[5] L. Karachinsky, N. Gordeev, V. Kopchatov, P. Kop’ev, I. Novikov, S. Zaitsev, Proc.First International Conference for Young Scientists on Laser Optics (LO-YS’2000), June 26–30, 2000, St Petersburg, Russia, WeS3-P01, p. 69.

Моделирование пристеночной плазмы токамаков с помощьючисленного кода В2-SOLPS 5.0Е. Г. КавееваСанкт-Петербургский Государственный Технический Университет

Многие явления, определяющие поведение всей плазмы и характерное вре-мя удержания частиц и энергии в ней, критическим образом зависят откраевых эффектов. Одним из таких эффектов является переход к режимуулучшенного удержания (H-mode). Понимание процессов в пристеночнойплазме особенно важно при проектировании экспериментального реактораITER.

Объектом данной работы является компьютерное моделирование при-стеночной плазмы. В качестве базового варианта взят используемый намногих установках мира В2-код. Расчеты проводились для параметров то-камака ASDEX-Upgrade. Код был серьезно модифицирован. Включениеэлектрических и диамагнитных дрейфов, учет токов, связанных с вязко-стью и инерцией дали возможность адекватно описать электрическое полеи потоки частиц и увеличить эффективность работы кода. Аккуратный учеттоков позволил избежать задания в коде большой физически не оправдан-ной аномальной проводимости. Во внутренней части плазмы полученныйчисленный профиль потенциала практически совпадает с неоклассическойтеорией, вблизи сепаратрисы - определяется аномальной компонентой вяз-ких сил и связанными с ней токами.

Было проведено моделирование нейтральной инжекции (раскручива-ния плазмы в тороидальном направлении пучком нейтральных атомов) ипостроена простая аналитическая модель для перераспределения потоковчастиц и тепла между пластинами дивертора.

Таким образом, в результате работы создан новый численный код дляописания пристеночной плазмы и промоделирована пристеночная плазмадля различных режимов токамака ASDEX-Upgrade.

Page 14: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

14 Дипломные проекты

Оптический конструктор, моделирующее ядро и программнаясреда электронного учебникаК. П. КолинькоСанкт-Петербургский государственный университет[email protected]

Основой электронного мультимедийного учебника является сочетание мо-делирующей программы и специализированной гипертекстовой оболочки,объединённых в единый продукт. Задачей моделирующей подсистемы явля-ется проведение модельных экспериментов (как предусмотренных авто-ром, так и созданных пользователем), а также предоставление возмож-ностей для качественного и численного анализа полученных результатов.Задачей гипертекстовой подсистемы является хранение и отображение ил-люстрированной гипертекстовой информации, запуск демонстрационныхэкспериментов и внешних программ для просмотра видеоматериалов. От-дельное внимание уделяется возможности распечатки материалов учебни-ка для получения их бумажной копии.

В основе существующего моделирующего ядра программы лежат двапринципа: объектно-ориентированный подход и принцип модульности. Мо-делируемая ситуация представлена как набор объектов (элементов оптиче-ской системы, в том числе источников света), взаимодействие между кото-рыми моделирует программа. В основе модели лежит некоторая абстракт-ная схема эксперимента, которая, используя технологию полиморфизма, вовремя расчёта оказывается связанной с конкретными свойствами модели-руемых объектов. Расчётный цикл программы, таким образом, оказываетсяне связан непосредственно с используемыми в эксперименте объектами, аоперирует некоторыми базовыми понятиями, реализация которых полно-стью заключена уже в конкретных объектах эксперимента. Это позволяетразделить программу на несколько независимых модулей/библиотек. Нали-чие такого разделения позволяет адаптировать её для использования раз-личными категориями пользователей.

Отдельную, существенную, часть работы над учебниками составляютвидеоматериалы. Например, обработка одного видеофрагмента продолжи-тельностью около 3 минут требует примерно 2 дней работы. Для воспро-изведения видеоматериалов в учебнике используется внешняя программа,например Media Player. По нашему опыту, это более удобно для пользо-вателя, т.к., например, даёт возможность лекционной демонстрации видео-фрагментов, используя всю площадь экрана. Используемый нами форматсжатия видеоизображения MPEG-1 позволяет это без значительных иска-

Page 15: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 15

жений в качестве.

Создаваемые нами электронные пособия, в частности данный электрон-ный учебник, предназначены для поддержки квалифицированного препо-давания физики в школах, на нефизических специальностях ВУЗов, а так-же как иллюстративный материал на лекциях физических специальностей,если демонстрация реальных экспериментов по каким-либо причинам не-возможна. Возможно использование учебника для самостоятельного обра-зования, но при этом рекомендуется наличие внешнего методического кон-троля (заочное либо дистанционное образование).

Расчет размерности составного оператора φ′∆φ′ при произ-вольной размерности пространства в стохастической теорииразвитой турбулентности.

М. В. КомпаниецСанкт-Петербургский Государственный Университет

Ренормгрупповой (РГ) подход в стохастической теории турбулентности,впервые предложенный в работе [1], является сейчас одним из стандарт-ных методов исследования режима изотропной однородной развитой тур-булентности несжимаемой жидкости или газа.

До последнего времени все расчеты в теории турбулентности ограничи-вались низшим нетривиальным порядком ε-разложения, что соответствуетоднопетлевому приближению. Первый двухпетлевой расчет в стохастиче-ской теории турбулентности был выполнен лишь недавно в работе [2] дляслучая «реальной размерности пространства» d = 3. В следующей ра-боте [3] был произведен двухпетлевой расчет в теории турбулентности спеременной размерностью пространства d = 2+2∆ (с последующим пере-ходом к реальному значению d = 3). Анализ результатов этих двух работвыявил особую важность составного оператора.

Данная работа посвящена исследованию поведения этого составногооператора при различных размерностях пространства. Найдена размер-ность оператора при d = 2.5, d = 3, d = 5 и асимптотические разложенияпри d → 2+ 0 и d →∞.

Анализ полученных выражений для размерности составного операторапозволил выявить причину аномально больших поправок к таким важнымфизическим величинам как константа Колмогорова и поправочный индекс.

Page 16: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

16 Дипломные проекты

Список литературы

[1] Л. Ц. Аджемян,Н. В. Антонов, А. Н. Васильев, Успехи физ.наук Т.166 С.1257-1284,1996

[2] Л. Ц. Аджемян, А. Н. Васильев, Ю. С. Кабриц, М. В. Компаниец, Вестн. С.-Петерб. ун-та Сер. 4. 2000. Вып. 1(N 4). с.3-12.

[3] Л. Ц. Аджемян, А. Н. Васильев, Ю. С. Кабриц, М. В. Компаниец, Вестн. С.-Петерб. ун-та Сер. 4. 2000. Вып. 3(N 20), с.136-138.

Влияние индуцибельной экспрессии онкобелка Ras на диффе-ренцировку клеток тератокарциномы мыши F9А. В. КрасиковаСанкт-Петербургский государственный технический университет

Ключевую роль в онкогенезе играют мутации протоонкогенов и генов опу-холевых супрессоров. Одним из протоонкогенов, наиболее часто активи-рованных в самых различных новообразованиях, является ген ras. Этообъясняется тем, что продукт гена ras — мембранно-связанная ГТФазаRas — участвует в регуляции деления, выживаемости и дифференцировкиклеток. В активную ГТФ-связанную форму белок Ras переходит как в слу-чае активации различных рецепторов клеточной поверхности, так и приналичии онкогенных мутаций в гене ras в кодонах 12,13 и 61 (например, всаркоме Харвея: c-Ha-ras). При этом Ras активирует несколько мишенейи запускает несколько сигнальных каскадов. Из них лучше всего изученыпути Ras — Raf/Erk и Ras — PI3K — PKB/Akt. Через эти каскады Rasучаствует и в регуляции апоптоза — программируемой клеточной гибе-ли. При наличии конститутивной экспрессии онкогенов ras реализоватьсямогут как проапоптотические, так и антиапототические сигналы (мишениRaf и PI3K соответственно). В частности, в эпителиальных клетках онко-генный Ras подавляет процесс апоптоза (анойкиса), вызванного в ответ наоткрепление клеток от внеклеточного матрикса. Кроме того, в некоторыхслучаях наличие активной формы Ras необходимо, чтобы индуцироватьдифференцировку клеток.

Данная работа направлена на исследование роли онкогенного Ras вдифференцировке клеток и ингибировании апоптоза в клеточной линии F9эмбриональной карциномы мыши. Ранее в нашей лаборатории было по-казано, что при дифференцировке, индуцированной ретиноевой кислотой(RA), клетки F9 приобретают чувствительность к внеклеточному матрик-су как к фактору выживания. Это позволяет использовать клетки F9 как

Page 17: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 17

модельный объект для изучения механизмов анойкиса. Для этого в лабора-тории были получены производные клеток F9, экспрессирующие индуци-бельный онкоген c-Ha-ras. Индукция экспрессии онкогенного Ras должнапроисходить при изъятии доксициклина из среды культивирования. В нашузадачу входит изучение индуцибельной экспрессии белка Ras в производ-ных клетках F9, анализ влияния онкогенного Ras на структуру клеточногоцикла в этих клетках и исследование вмешательства индуцибельного Rasв процесс анойкиса в дифференцированных клетках-трансформантах.

На данный момент получены следующие результаты. Методом имму-ноблотинга производных клеток F9 мы показали, что белок Ras со вре-менем накапливается после изъятия доксициклина из среды культивирова-ния. Анализ морфологии, кривой роста популяции и структуры цикла этихклеток после индукции экспрессии белка показал, что Ras, по-видимому,полноценной дифференцировки клеток не вызывает. Исследование струк-туры клеточного цикла методом проточной цитофлюорометрии после об-работки клеток RA и изъятия доксициклина из среды показало, что Rasне мешает нормальной дифференцировке клеток, но влияет на свойствоклеток гибнуть при отрыве от субстрата.

Работа поддержана федеральной целевой программой «Интеграция»N 354.

Аналитическое и численное исследование равновесных харак-теристик капли с заряженным ядром конденсации во внешнемэлектрическом полеМ. С. Кшевецкий, А. К. ЩёкинСанкт-Петербургский Государственный Университет,НИИ физики, Отдел теоретической физики[email protected]

Нередко образование атмосферных аэрозолей происходит на заряжен-ных частицах в присутствии внешнего электрического поля. Подобная си-туация возникает и во многих технических приложениях, где поля могутбыть достаточно сильными. Изучение влияния электрических полей на про-цесс образования капель является, таким образом, актуальной задачей.

При описании процессов конденсации капель во внешних и внутреннихэлектрических полях одной из главных задач является исследование влия-ния электрического поля на равновесные характеристики капли. Для этогокруга задач наиболее интересна информация о влиянии поля на химическийпотенциал молекул конденсата и работу образования капли. Кроме того,

Page 18: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

18 Дипломные проекты

важными оказываются профиль капли и его устойчивость в электрическомполе, а также зависимость этих характеристик от параметров задачи.

Изучались равновесные характеристики диэлектрической капли с заря-женным ядром конденсации в сильных электрических полях. Считалось,что ядро конденсации под действием электрического поля смещается изцентра масс капли в новое положение равновесия. Численно и аналити-чески найдены профиль капли, смещение ядра конденсации, химическийпотенциал и работа образования капли.

В этой задаче за счет смещения ядра конденсации профиль капли при-нимает «грушевидную» форму, при этом само ядро в зависимости от сво-ей массы может сместиться как вперед (вдоль поля), так и назад, причемхарактер такого смещения практически не зависит от заряда ядра конден-сации. Выражение для работы образования капли будет содержать в себезнакопеременный вклад, зависящий от направления смещения ядра конден-сации. Этот вклад отрицателен, когда ядро конденсации смещается вдольнаправления поля, и положителен в обратном случае. Подобное поведениедля химического потенциала конденсата в ходе численного исследованияне обнаружено, однако отмечено, что увеличение массы ядра конденсацииспособствует увеличению химического потенциала конденсата.

Работа выполнена при поддержке Конкурсного Центра Фундаменталь-ного Естествознания (КЦФЕ) Минобразования Российской Федерации(программа поддержки молодых учёных, грант М2000-2.4Д-561).

Моделирование однородного тлеющего разряда атмосферногодавленияВ. А. МайоровСанкт-Петербургский Государственный Университет

Одним из видов тлеющего разряда при атмосферном давлении являетсяразряд переменного тока между двумя плоскими электродами, покрытымидиэлектриком (барьерный разряд). В некоторых случаях разряд остаетсяоднородным в плоскости электродов, в частности, в чистом гелии и азо-те. Теоретическое исследование такого разряда может дать информацию омеханизмах зажигания и причинах устойчивости разряда.

Модель разряда в гелии основывается на уравнениях непрерывностидля заряженных частиц, уравнении Пуассона и уравнениях для поверхност-ных зарядов на стенках. Произведены расчеты для напряжения частотой10 кГц. Электрические характеристики представлены на Рис. 1. Зависи-мость тока специфична для преобладающей прямой ионизации. В случае

Page 19: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 19

концентрация электроновконцентрация ионовэлектрическое поле

U(k

V)

j (m

A/c

m)2

N(1

0cm

)9

–3

E(k

V/c

m)

t (µs) x (cm)

UgapUext

Рис. 1 Рис. 2

узкого разрядного промежутка (0.1 см) реализуется Таунсендовский раз-ряд. В широком промежутке (0.5 см) развивается тлеющий разряд и по-является квазинейтральная плазма, распадающаяся далее за счет реком-бинации. Электрическое поле и концентрации заряженных частиц послезажигания приведены на Рис. 2.

Исследование кинетики ионизации в азоте показывает, что преоблада-ющим механизмом может стать различного рода ассоциативная ионизация.Электронная лавина не развивается, и временная зависимость тока изме-няет вид. В азоте для не слишком больших разрядных промежутков разрядявляется Таунсендовским.

Возбуждение параметрического резонанса при коллективномвзаимодействии когерентного электромагнитного поля с опти-чески плотной резонансной неинвертированной средойВ. С. Егоров, И. Б. Мехов, П. В. Морошкин, А. Н. Федоров,И. А. ЧехонинСанкт-Петербургский государственный университет,[email protected]

В данной работе рассматриваются процессы взаимодействия лазерного из-лучения с оптически плотной протяженной средой без инверсии заселенно-стей. Проанализировано усиление слабого пробного поля в среде двухуров-невых резонансных атомов, накачиваемой широкополосным полихромати-ческим лазером на красителе. Теоретическое описание модели основыва-ется на решении системы полуклассических уравнений Максвелла–Блоха.При изучении взаимодействия ансамбля двухуровневых атомов с электро-магнитным полем особое внимание было уделено случаю, когда концентра-

Page 20: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

20 Дипломные проекты

ция атомов на нижнем уровне превосходит плотность фотонов внешнегополя, что приводит к существенной роли фотонов реакции среды и к кол-лективному поведению атомной системы. Значительная величина коэффи-циента связи между полем и веществом обеспечивает быстрый обмен фо-тонами между пробной волной и атомами. Это соответствует осцилляциямколлективного вектора Блоха около положения равновесия. Квазипериоди-ческая модуляция разности заселенностей полем накачки воздействует накоэффициент связи и при некоторых условиях ведет к возбуждению па-раметрического резонанса на частотах, близких к частотам коллективноговзаимодействия. В отличие от случая пространственно однородной задачи(взаимодействие в резонаторе), где частота обмена фотонами равна ко-оперативной частоте среды, анализ эффектов распространения показываетналичие зависимости частоты обмена от пространственной координаты ипоявление пространственных кооперативных решеток.

Теоретическое исследование было произведено для случая положитель-ного столба тлеющего разряда в неоне при давлении 1 тор. В качествеосновного состояния двухуровневой системы был выбран нижний мета-стабильный уровень неона. Рассматривался резонансный атомный переходс длиной волны 588.2 нм. В описанных условиях концентрация метаста-бильных атомов в разряде принимает значения порядка 1012 см−3.

Представляется вероятным, что эффект коллективного параметриче-ского резонанса имеет непосредственное отношение к явлению конден-сации спектра многомодового лазера на красителе с внутрирезонаторнойузкополосной поглощающей ячейкой.

Резонансный магнитоэлектрический эффект в магнитоупоря-доченных материалахА. А. Никифоров,Д. А. ФилипповНовГУ им. Ярослава Мудрого, каф. ФТТМ

В некоторых магнитоупорядоченных материалах в СВЧ области наблю-дается резонансный МЭ эффект. Этот эффект заключается в том, что вобласти ферро- или антиферромагнитного резонанса наблюдается сдвигрезонансной линии ФМР или АФМР под действием статического или низ-кочастотного внешнего электрического поля. Совместное действие спин-орбитального взаимодействия, нечетной части потенциала внутрикристал-лического поля и внешнего электрического поля приводит к вкладу в сво-бодную энергию, который можно интерпретировать как изменение кон-станты анизотропии под действием электрического поля. Это изменение

Page 21: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 21

приводит к сдвигу частоты антиферромагнитного резонанса, который вкристаллах без центра инверсии будет линейным по внешнему электриче-скому полю. Для расчета в рамках этой модели резонансного МЭ эффектанеобходимо определить величину кристаллического поля и расщеплениеэнергетических уровней магнитного иона во внутрикристаллическом поле.Необходимо также найти волновые функции основного и возбужденныхсостояний, которые представляют собой линейные комбинации волновыхфункций свободного иона. В приближении среднего кристаллического по-ля, когда взаимодействие электронов с кристаллическим полем Vcr многоменьше электростатического взаимодействия электронов Vee удобно ис-пользовать метод эквивалентных операторов Стивенсона. В действитель-ности это не всегда имеет место (в частности в случае ионов группы же-леза). Это указывает на то, что необходимо рассмотреть случай промежу-точного поля. В случае промежуточного поля следует рассматривать Vcr

и Vee одновременно используя метод неприводимых тензорных операто-ров Рака. Этот метод позволяет учесть взаимодействие между различнымисостояниями, характеризующимися полным орбитальным L и спиновымS моментом. Основной проблемой является расчет коэффициентов разло-жения кристаллического потенциала, которые определяются только типомокружающих ионов и симметрией кристаллической структуры. Нами уста-новлено, что при суммировании не по сфере, а по элементарной ячейкепотенциал кристаллического поля сходится к конечному значению уже по-сле нескольких трансляций. Для окиси хрома определены величины четныхи нечетных компонент кристаллического поля и расщепление энергетиче-ских уровней изолированного иона во внутрикристаллическом поле. Най-дены волновые функции основного и возбужденных состояний иона хромав кристалле окиси хрома. Полученные результаты хорошо согласуются сэкспериментальными данными, погрешность составляет порядка 5%.

Численное моделирование деформирования и разрушения средс полиморфными фазовыми переходамиЕ. А. НоткинаФизико-Технический Институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Работа посвящена построению численного алгоритма моделирования удар-но-волнового деформирования и разрушения конденсированной среды сполиморфными фазовыми переходами (примером такой среды являетсяжелезо). В процессе работы составляется программа, которая позволяетполучить картины распространения ударных волн в двумерном образце

Page 22: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

22 Дипломные проекты

материала произвольной заданной формы и его разрушения при импульс-ном нагружении.

В процессе работы сформулирована математическая модель взрывно-го и ударного деформирования среды в одномерном и двумерном случаях.Полиморфный фазовый переход учитывается особой формой уравнениясостояния. Разработан численный метод решения уравнений модели, обес-печивающий адекватное описание распространения возмущений в средахс аномальными свойствами. Метод реализован на неструктурированнойадаптивной расчетной сетке, учитывающей особенности рассматриваемыхтечений и позволяющей получить достоверные результаты при реальныхкомпьютерных ресурсах. Увеличение точности достигается путем сгуще-ния узлов в областях больших градиентов полей физических величин. Про-изведены тестовые расчеты, доказывающие точность и эффективность раз-работанного алгоритма.

Расчеты производились для железа. Рассматривался фазовый переходα − ε (при давлении ∼ 13 ГПа). Получены поля давления и скоростипри соударении двух плоских пластин и при взрыве на поверхности слояжелеза. Показано, что существует три качественно различных режима рас-пространения импульса нагрузки в образце. Проанализировано взаимодей-ствие ударных волн, распространяющихся от двух синхронных взрывов наповерхности железного образца. В частности, получена зависимость кри-тического угла взаимодействия волн (угла, при котором уже невозможнорегулярное взаимодействие) и получаемого при этом давления от ампли-туды нагрузки, зависимость максимального давления от угла схожденияволн.

Получены подробные картины распространения и взаимодействия волнв двумерном железном образце при взрыве на его поверхности с пара-метрами, соответствующими условиям промышленной резки с помощьюпараллельных ленточных зарядов.

Улучшение характеристик лазерных гетероструктурв системе A2B6

И. И. НовиковСанкт-Петербургский Государственный Технический Университет

Гетероструктуры на основе системы материалов A2B6, несмотря на зна-чительный прогресс в создании нитридных соединений, все еще остаютсяобъектом исследований при создании оптоэлектронных приборов (лазерови светодиодов), излучающих в сине-зеленой области спектра. При этом

Page 23: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 23

основные усилия направлены прежде всего на увеличение времени жизниэтих гетероструктур.

Важными задачами являются улучшение люминесцентных параметрови увеличение времени жизни гетероструктур A2B6, что напрямую связанос защитой активной области от проникновения и развития протяженныхи точечных дефектов. В силу низкой энергии активации дефектообразова-ния, относительно высоких напряжений открытия р-n-перехода и, как след-ствие, больших рабочих мощностей, характерных для большинства широ-козонных соединений A2B6, развитие и умножение дефектов происходитпрактически уже в начальный момент работы диода.

Очень перспективными для создания волноводных и эмиттерных слоевсчитаются короткопериодные сверхрешетки (СР). Подобная сверхрешет-ка препятствует проникновению различных дефектов в активную область,эффективно останавливая их на границе эмиттер-волновод, кроме того,обеспечивая одновременное улучшение оптического и электронного огра-ничения. Кроме того СР значительно компенсирует напряжения, возни-кающие из-за несоответствия постоянных кристаллической решетки под-ложки и эпитаксиальных слоев. В данной работе для роста волноводныхслоев лазерных структур использовались короткопериодные СР тройныхсоединений ZnSe/BeZnSe.

Исследованы деградационные характеристики светоизлучающих дио-дов на основе системы материалов A2B6. Несмотря на высокие рабочиеплотности тока, необходимого для получения достаточного количества све-та, структуры показали относительно высокую деградационную устойчи-вость. Эти исследования проводились при комнатной температуре и припостоянной плотности тока накачки. Для гетероструктуры был определенкритический ток накачки Iкр, при котором наступала моментальная дегра-дация образцов — по сути, разрушение за счет очень сильного электро-термического разогрева. Плотность критического тока составила величину7.5–8.5 кА/см2.

Мы предполагаем, что использование СР в исследованных структурахвлияет и на тепловой режим работы светодиодов, изготовленных на ихоснове. Основной объем тепла выделяется в активной области прибора, исущественным фактором является тепловое сопротивление волноводныхслоев и эмиттеров. Для сверхрешеток в системе А3В5 экспериментальноустановлено [3], что увеличение числа слоев бинарных соединений приодновременном их утоньшении приводит к значительному уменьшениютеплового сопротивления по сравнению со слоем тройного соединениятой же толщины. Возможно, подобная ситуация реализуется и в системе

Page 24: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

24 Дипломные проекты

материалов A2B6, и увеличение времени жизни светодиодов может бытьсвязано в том числе и с этим эффектом. Таким образом, использованиекороткопериодных сверхрешеток и соединений бериллия позволяет значи-тельно увеличить деградационную стабильность светоизлучающих диодовв системе материалов A2B6.

Список литературы

[1] S. Nakamura, M. Senoh, S. Hagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita,Y. Sugimoto, H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett., 70, 1417 (1997).

[2] S. Taniguchi, T. Hino, S. Itoh, K. Nakano, N. Nakayama, A. Ishibashi, M. Ikeda,Electron. Lett., 32, 552 (1996).

[3] W. S. Capinski, M. Cardona, D. S. Katzer, H. J. Maris, K. Ploog, T. Ruf, Physica B 263-264 530-532 (1999).

Компьютерный анализ последовательности минисателлитаUPS29 человекаИ. В. ОгневаСанкт-Петербургский государственный технический университет

Исследование микро- и минисателлитной ДНК имеет особое значение всвязи с открытием их роли в целом ряде распространенных наследствен-ных нейродегенеративных патологий и ряда видов рака. У человека обнару-жен ряд низко- и гипермутабельных минисателлитов, причем перестройкиэтих сателлитов происходят как в онтогенезе, так и при межгенерационнойпередаче, и степень перестройки зависит от пола родителя-носителя дан-ного минисателлита. Целью данной работы являлся компьютерный анализпоследовательности ранее никем не исследованного GC-богатого миниса-теллита человека и поиск его гомологов у лабораторных животных.

В ходе экспериментов была получена космида, в которой клонированобразец (полностью секвенирован) человеческой ДНК размером 34175 п.н. (G. Vergnaud, Институт Микробиологии, Париж). После анализа даннойпоследовательности с помощью программы SEQUIN выяснилось, что в по-лученной космиде присутствуют два гена. Первый ген — Human amiloridesensitive sodium channel delta subunit (dNaCh) — хорошо изучен. Второйген (ген2), находящийся в данной космиде, принадлежит, как предполага-ется, к тому же генному семейству, что и ген dNaCh, но в отличие от негоеще не изучался. Ген2 сходен с геном dNaCh тем, что в одном из интроновимеет ранее не изучавшийся минисателлит, который был назван UPS29.Минисателлит UPS29 является GC-богатым: 74%, что значительно выше,

Page 25: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 25

чем в среднем (∼ 50%) в геноме млекопитающих. С помощью пакета про-грамм LaserGene было показано, что в последовательности UPS29 естьсайты, гомологичные некоторым горячим точкам рекомбинации, а такжечетыре сайта для топоизомеразы I. Неизвестно, является ли минисателлитUPS29 гипермутабельным, однако, судя по его обогащенности последова-тельностью, вносящей вклад в нестабильность минисателлитов человекапо зародышевой линии, можно предположить, что UPS29 скорее всего не-стабилен. Используя программу GeneQuest, последовательность миниса-теллита UPS29 проанализировали с целью выявления возможного обра-зования шпилечных структур. В итоге выяснилось, что в данной после-довательности не могут образовываться шпилечные структуры в нативныхусловиях, и источником нестабильности такого минисателлита, скорее все-го будут явяляться рекомбинационные процессы. Теоретически было пока-зано, что в минисателлите имеется 12 сайтов для рестриктаз-изошизомеровMsp I и Hpa II, которые специфически расщепляют сайт CCGG в зависимо-сти от наличия метилирования внутреннего цитозина. Используя базы дан-ных EMBL и GeneBank для нескольких экзонов гена2 (в том числе и экзо-нов, фланкирующих минисателлит UPS29) у Mus musculus была выявле-на последовательность, которая экспрессируется в гипоталамусе и имеетмРНК размером 322 п.н. При этом уровень гомологии составил 86%. По-лученные теоретические результаты легли в основу серии экспериментов,которые позволили выделить минисателлит UPS29 человека и его мыши-ный гомолог, что в дальнейшем дает возможность провести их изучение вмодельных экспериментах на лабораторных животных и клеточных куль-турах.

Работа поддержана федеральной целевой программой «Интеграция»N 783/89.

Формирование и релаксация тепловых динамическихголограмм в растворах фуллереновА. Л. ПяйтСанкт-Петербургский Государственный Институт Точной Мехиники и Оптики

Динамические голограммы могут применяться для коррекции волновыхфронтов лазерного излучения, обработки и усиления оптических изобра-жений, изучения различных сред и быстропротекающих процессов в них.При записи тонких динамических голограмм в фотоактивных средах можнонаблюдать различные порядки самодифракции, а также дифракцию допол-нительного зондирующего пучка с переменной задержкой. Данные процес-

Page 26: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

26 Дипломные проекты

сы позволяют исследовать кинетику спада оптического возбуждения средыи измерить характерное время релаксации, связанное с химическим илииным процессом [1]. В настоящей работе представлены результаты чи-сленного анализа формирования динамических голограмм в толуольномрастворе фуллерена С60 при записи импульсным излучением с длительно-стью 10 нс. и длиной волны 532 нм, проведено сравнение с экспериментом[2] и исследована динамика жизни созданной решетки. Для описания нели-нейного поглощения в среде учитывалось обратное насыщенное поглоще-ние, механизм которого описывается с помощью шестиуровневой энерге-тической схемы фуллерена [3]. При численном моделировании эволюциидинамических голограмм решалась система балансных уравнений, описы-вающих движение заселенностей в шестиуровневой схеме энергетическихподуровней фуллерена, система уравнений для поглощения с различныхуровней в зависимости от времени и координат (продольной и попереч-ной) и уравнения теплопроводности для всей голограммы. С использова-нием данного подхода была рассчитана тепловая решетка, получающаясяк моменту окончания действия лазерного импульса, ей была сопоставле-на решетка изменения показателя преломления. Вследствие поглощения свозбужденных уровней отклик среды становится существенно нелинейным,штрих фазовой тепловой решетки приобретает близкую к прямоугольнойформу, что приводит к появлению многих порядков при дифракции наданной структуре. Далее при помощи преобразования Фурье для функции,описывающей изменение показателя преломления, была проведена оценкадифракционной эффективности ДГ в различные порядки дифракции. Былопроизведено сравнение результатов численного моделирования с экспе-риментальными данными [2], и было получено хорошее качественное иколичественное соответствие. Анализ релаксации тепловой решетки по-сле окончания длительности импульса показал, что на изменение профилярешетки оказывает влияние остаточная заселенность триплетных подуров-ней, но доминирующим является процесс сглаживания решетки в областиминимумов, что приводит к быстрому падению интенсивности в дифракци-онных максимумах. Изначально система «фуллерен-растворитель» исполь-зовалась как среда, служащая для ограничения интенсивного оптическогоизлучения [4]. Сочетание регулярной ДГ, формируемой с использовани-ем приходящего лазерного излучения, от которого и происходит защита, иоптического ограничителя может приводить к более эффективному ограни-чению излучения, так как одновременно протекает процесс самодифракциина создаваемой интерференционной структуре, и часть излучения уходитв порядки дифракции. На основании проведенных расчетов можно сделать

Page 27: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 27

следующие выводы: по причине явления обратного насыщенного погло-щения профиль решетки изменения показателя преломления становитсяблизким к прямоугольному, что является причиной появления побочныхдифракционных максимумов; на процесс релаксации решетки влияет боль-шое время жизни триплетных подуровней и тепловая диффузия, приводя-щая к быстрому падению интенсивности в дифракционные максимумы. Вданной работе представлена модель формирования и релаксации тепловыхдинамических голограмм в растворах фуллеренов, которая адекватно опи-сывает исследуемые явления. Данная модель может быть использована длясоздания устройств защиты от интенсивного лазерного излучения.

Список литературы

[1] Д. И. Стаселько, Труды ГОИ, 67, (201), 12 (1988).[2] В. П. Белоусов, И. М. Белоусова, В. Г. Беспалов и др., Опт. журнал, 64, 82(1997).

[3] S. Couris, E. Koudoumas, A. A. Ruth et al, J. Phys. B28, 4537 (1995).[4] V. V. Golovlev, W. R. Garrett, C. H. Chen, J. Opt. Soc. Am. B, 13(12), 2801 (1996).

Длинноволновое излучение в структурах с InGaAs/GaAsквантовыми точкамиД. С. СизовСанкт-Петербургский Государственный Технический Университет

Основной проблемой для реализации длинноволнового излучения в КТявляется необходимость использования КТ достаточно больших размеров,что может привести к значительному увеличению плотности дислокацион-ных дефектов вследствие накопления критически больших полей упругихнапряжений. Был предложен ряд методов реализации бездефектных струк-тур на основе КТ с длинноволновым излучением, например: использованиесверхмалых скоростей роста, послойное осаждение In и As, выращиваниеКТ внутри InGaAs КЯ. Нами был предложен метод получения структур из-лучающих на длине волны 1.3 мкм при заращивании InAs КТ слоем InGaAs.Образцы выращивались методом молекулярно-пучковой эпитаксиию Мас-сив InAs КТ, сформированных по механизму Странского-Крастанова за-ращивался слоем твердого раствора InGaAs c содержанием In 10–20%,после чего структура заращивалась GaAs. По данным просвечивающейэлектронной микроскопии (ПЭМ), заращивание КТ слоем InGaAs приво-дит к увеличению среднего размера КТ. Вследствие релаксации упругихнапряжений, период кристаллической решетки верхней части островков

Page 28: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

28 Дипломные проекты

близок к периоду решетки InAs, и в процессе заращивания островково-го слоя раствором InGaAs атомам In более выгодно встраиваться вблизиостровков. Это приводит к образованию вокруг островков областей с боль-шей концентрацией In, что ведет к увеличению эффективных размеров КТ.Фотолюминесцентные (ФЛ) исследования показали длинноволновый сдвиглинии ФЛ при заращивании InAs КТ слоем InGaAs.

Этот эффект обьясняется увеличением размера островков, и, кроме то-го, изменением полей напряжений. Кроме того, зарощенные InGaAs КТрасполагается в КЯ, образованной слоем InGaAs. Все эти эффекты уси-ливаются с ростом толщины слоя InGaAs и концентрации In. Однако,превышение критического количества материала InAs может привести крезкому увеличению колличества дислокационных дефектов, что сопрово-ждается оттоком атомов In на дислокации, а также уменьшением интенсив-ности излучения. Нами найден диапазон параметров (размеры начальныхостровков, толщину InGaAs слоя и концентрацию индия в нем), позволяю-щий реализовать максимальную длину волны излучения без существенно-го снижения качества структуры. В результате оптимизации реализованыструктуры с интенсивной ФЛ в районе 1.3 мкм при комнатной темпера-туре. На основе таких структур были выращены лазеры, продемонстриро-вавшие высокую температурную стабильность пороговой плотности тока,дифференциальную эффективность около 55%, пороговую плотность то-ка 60 А/см2, мощность излучения 2.7 ватт. Также, на основе подобныхструктур впервые в мире был получен поверхностно-излучающий лазер,излучающий на длине волны 1.3 микрона.

Двухфотонный когерентный контроль атомного столкновенияклассическим и перепутанным светомД. В. Куприянов, А. В. Славгородский, И. М. СоколовСанкт-Петербургский государственный технический университет[email protected]

Исследование широкого спектра процессов (холодных и ультрахолодныхстолкновений, фотоассоциации, фотодиссоциации, фотохимических реак-ций, оптических и фракционных столкновений, столкновительного пере-распределения света), обнаружило новые и, зачастую, удивительные эф-фекты, связанные со столкновением и со свойствами света, используемогодля изучения динамики столкновения. Во многих случаях динамическиекорреляции внутренних переменных сталкивающихся частиц оказываютсущественное влияние на результат столкновения. Для светоиндуцирован-

Page 29: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 29

ных процессов имеется зависимость сечения от классических характери-стик света, т.е. от поляризации, частоты.

Благодаря достижениям в исследованиях фотохимических процессов нафемтосекундной временной шкале, как было недавно показано в экспери-ментах по атомным столкновениям, стало возможным исследовать системусталкивающихся частиц непосредственно в области их взаимодействия спомощью света, и выбрать небольшой участок столкновительной траек-тории. Подобный процесс, названный фракционным оптическим столкно-вением, является примером двухфотонной спектроскопии в непрерывномспектре, где первый и второй фотоны используются, соответственно, дляинициирования и прерывания столкновения в промежуточном состояниисталкивающейся системы. До настоящего времени фотовозбуждение осу-ществлялось двумя независимыми источниками света.

Мы описываем способ контроля результата фракционного столкнове-ния с помощью источников света, между которыми существуют квантовыекорреляции. Наш подход основан на требовании, согласно которому фотон-ные корреляции должны интерферировать с корреляциями, связанными сдинамикой столкновения. В описании статистики света нами использованполностью квантовый подход, который позволит нам обсуждать различиев предсказаниях классической и квантовой электродинамики.

Важность указанных выше эффектов проиллюстрирована квантово-ме-ханическим анализом фракционного столкновения на примере столкнове-ния атомов магния и неона. Результаты теоретических вычислений срав-ниваются с экспериментальными данными для этой пары атомов.

Слабая локализация в квазидвумерных системахС. А. ТарасенкоФизико-технический институт им А. Ф. Иоффе РАН

Эффект слабой локализации состоит в интерференции волн, распростра-няющихся вдоль одной траектории в противоположных направлениях. Раз-личные процессы фазовой релаксации или магнитное поле разрушают ко-герентность и поэтому позволяют наблюдать этот эффект. Одним из самыхярких проявлений слабой локализации является аномальное поведение со-противления в области классически слабых магнитных полей. С ростоммагнитного поля все большее количество замкнутых траекторий переста-ет вносить вклад в слабую локализацию, что и приводит к отрицательному(аномальному) магнитосопротивлению.

В настоящей работе построена теория слабой локализации для ква-

Page 30: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

30 Дипломные проекты

зидвумерных систем с несколькими заполненными уровнями размерно-го квантования. Показано, что поправка к проводимости, обусловленнаяслабой локализацией, ∆σ сильно зависит от относительной концентра-ции носителей в подзонах и интенсивности межподзонного рассеяния. Вчастности, в m-уровневой системе при совпадающих временах релакcацииимпульса в подзонах и сравнимых заселенностях поправка ∆σ уменьша-ется в m раз при переходе от изолированных уровней к системе с оченьинтенсивным межподзонным рассеянием. Причина этого явления состо-ит в том, что слабо-локализационная поправка ∆σ определяется числомпроводящих каналов, эффективное количество которых уменьшается с уве-личением интенсивности межподзонного рассеяния.

Сравнение полученных результатов с экспериментальными даннымипозволяет определять различные кинетические параметры структур, такиекак времена сбоя фаз в подзонах и интенсивность межподзонного рассея-ния.

Исследование нелинейного спин-волнового пленочногоСВЧ интерферометраА. Б. УстиновСанкт-Петербургский государственный электротехнический университетe-mail: [email protected]

В настоящее время разработаны различные (как линейные, так и нелиней-ные) устройства обработки СВЧ сигналов [1]. К ним относятся устройствана спиновых волнах, распространяющихся в монокристаллических ферро-магнитных пленках. Одним из основных преимуществ спиновых волн явля-ется сравнительно низкая мощность, при которой начинают наблюдатьсянелинейные эффекты. Разнообразие нелинейных эффектов позволило со-здать такие спин-волновые СВЧ приборы, как шумоподавители, ограничи-тели мощности и конвольверы [2]. Несмотря на то, что исследования вданной области проводятся уже достаточно давно, возможности практиче-ского применения нелинейных спиновых волн далеко не исчерпаны.

Целью данной работы являлось исследование нелинейного спин-вол-нового пленочного СВЧ интерферометра. Устройство представляло собоймостовую схему, состоявшую из двух плеч. В качестве нелинейного эле-мента использовался спин-волновой фазовращатель, который находился водном из плеч интерферометра. В другом плече находился переменныйаттенюатор.

Наиболее важными явлениями, на которых основана работа нелиней-

Page 31: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Дипломные проекты 31

ного интерферометра, являются интерференция и нелинейный сдвиг соб-ственных значений волновых чисел интенсивных спиновых волн при из-менении их амплитуды. За счет последнего, фаза СВЧ сигнала на выходеспин-волнового фазовращателя, а, следовательно, и разность фаз сигналов,прошедших разные плечи нелинейного интерферометра, зависят от уровнявходной мощности.

В результате исследований были получены экспериментальные харак-теристики нелинейного интерферометра, которые оказались в хорошемсоответствии с предсказаниями теории. Исследования показали, что наи-большую чувствительность к величине входного сигнала имел нелиней-ный интерферометр, в котором использовался фазовращатель на прямыхобъемных спиновых волнах, возбуждавшихся в пленке железо-иттриевогограната. На частотах гигагерцового диапазона изменение разности фаз сиг-налов более чем на 180 град. происходило при увеличении входной СВЧмощности до единиц милливатт.

Список литературы

[1] С. А. Баруздин, Ю. В. Егоров, Б. А. Калиникос и др.Функциональные устрой-ства обработки сигналов (основы теории и алгоритмы). М.: Радио иСвязь, 1997.

[2] J. D. Adam, D. M. Back, K. M. S. V. Bandara et al. Physics of thin films. Thin filmsfor advanced electronic devices. Academic Press, Inc., 1991.

Page 32: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты

Резонансное возбуждение волн фотопроводимости и простран-ственной перезарядки ловушек в кубических фоторефрактив-ных кристаллахМ. А. Брюшинин, С. А. Кукушкин, И. А. СоколовФизико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Изучение процессов формирования объемного заряда в фоторефрактив-ных кристаллах является одной из важных задач в современной оптике[1]. Интерес к этой области исследований обусловлен тем, что особенно-сти функционирования целого ряда приборов на основе фоторефрактив-ных сред (пространственно-временных модуляторов света, устройств длязаписи объемных голограмм и адаптивной интерферометрии) определя-ются динамикой фотоиндуцированного объемного заряда и связанного сним электрического поля [1]. Приложение внешнего электрического поляк фоторефрактивному кристаллу приводит к появлению волн простран-ственной перезарядки ловушек (см. например [2]) и волн фотопроводимо-сти, которые обнаруживаются, например, с помощью эффекта нестационар-ной фото-ЭДС [3]. Данный эффект заключается в протекании переменно-го электрического тока через короткозамкнутый образец фотопроводника,освещаемого колеблющейся интерференционной картиной.

Для многих широкозонных полупроводников, в том числе и для фоторе-фрактивных силленитов [1], характерно присутствие мелких ловушечныхуровней в запрещенной зоне. Одной из целей работы явился теоретиче-ский анализ эффекта нестационарной фото-ЭДС для двухуровневой мо-дели фотопроводника [4, 5]. В приближении малого контраста и малойамплитуды колебаний интерференционной картины получено общее вы-ражение для комплексной амплитуды фототока для диффузионного [4] идрейфового механизма записи во внешнем электрическом поле [5]. Отли-чительной особенностью рассмотренной двухуровневой модели являетсявозможность резонансного увеличения амплитуды фототока на следующихчастотах: ωr1 ≈ (τMKL0)

−1, ωr2 ≈ Kµ′E0, ωr3 ≈ KµE0 (µ — истинная по-движность носителей, L0 — характерная дрейфовая длина переноса, τM —время максвелловской релаксации, E0 — внешнее поле, K — простран-ственная частота интерференционной картины). Первый резонанс наблю-дается при синхронизации движения записывающей интерференционной

Page 33: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 33

картины и волны перезарядки ловушек, второй и третий — при совпадениифазовой скорости решетки фотопроводимости Vph = ω/K с эффективнойи истинной дрейфовыми скоростями электронов V ′dr = µ′E0, Vdr = µE0.Таким образом, существует возможность оценки эффективной и истиннойподвижности носителей, исходя из значений соответствующих резонанс-ных частот.

Экспериментально исследовался эффект нестационарной фото-ЭДС(λ = 633 nm) в фоторефрактивном кристалле силикосилленита висмута(Bi12SiO20), выращенном в атмосфере аргона [5]. Частотная зависимостьфототока имеет вид кривой с двумя резонансными максимумами. По по-ложению второго резонансного максимума была определена эффективнаяподвижность электронов µ′ = (4.3± 0.4)× 10−2 cm2/V s (I0 = 60 W/m2).

Список литературы

[1] М. П. Петров, С. И. Степанов, А. В. Хоменко. Фоторефрактивные кристаллыв когерентной оптике. Наука, С.-Петербург, 1992, 320 с.

[2] Р. Ф. Казаринов, Р. А. Сурис, Б. И. Фукс, ФТП 6, 572 (1972).[3] I. A. Sokolov and S. I. Stepanov, J. Opt. Soc. Am. B, 10, 1483, (1993).[4] M. A. Bryushinin and I. A. Sokolov, Phys. Rev. B, 62, 7186 (2000).[5] M. A. Bryushinin and I. A. Sokolov, to be published in Phys. Rev. B, April, (2001).

Применение оптических методов для исследования процесса те-плопереноса в условиях микрогравитацииО. Н. БуденковаФизико-Технический Институт им. А. Ф .Иоффе, РАН

Экспериментальное изучение микроускорений на борту космических ап-паратов (КА) и их влияние на технологические процессы является весьмаактуальной проблемой. Микроускорения на КА имеют различную приро-ду, но можно разделить их на две группы: высоко частотные вибрации иквазистатическую компоненту поля микроускорений (КСКМ), частота ко-торой меньше 0.01 Гц. Наибольший вклад в КСКМ вносят микроускорения,связанные с изменением градиента силы тяжести и вращением КА, и имен-но действие КСКМ не может быть подавлено с помощью виброзащитныхплатформ. В работе [1] показано, что КСКМ оказывает сильное влияниена интенсивность конвекции в жидкости в экспериментах по выращиваниюкристаллов из растворов и расплавов. Изменение температурного распре-деления в результате указанной конвекции мало, но на фронте кристалли-зации может возникать достаточно сильная неоднородность распределения

Page 34: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

34 Кандидатские проекты

примеси, что может приводить к возникновению дефектов в выращиваемомкристалле.

Для выявления указанной конвекции в эксперименте предлагается при-менить метод голографической интерферометрии реального времени(ГИРВ), т.к. он позволяет получить численную информацию о процессепо всему полю наблюдения, не внося в исследуемый объект дополнитель-ных возмущений. Целью представленной работы было численное модели-рование возможного эксперимента для выявления оптимальных условийприменения метода ГИРВ. Для этого были проведены расчеты трехмер-ной тепловой конвекции, возникающей в кубическом объеме, заполненномводой, под действием КСКМ станции Мир и Международной КосмическойСтанции, состоящей из двух модулей — Заря и Единство. Расчеты прово-дились для разных линейных размеров кубической полости. При проведе-нии расчетов предполагалось, что две противоположные грани куба под-держиваются при постоянных температурах, а остальные грани являютсятеплоизолированными. Чтобы приблизить граничные условия в постанов-ке задачи к реальным, рассматривалась возможность нарушения условиятеплоизоляции. По рассчитанным полям температур для некоторых момен-тов времени моделировались интерферограммы. Показано, что, несмотряна существенное различие в режимах полета станций, во всех случаях ме-тод ГИРВ дает возможность извлечь интегральную информацию не толькоо полях температур, но и о полях скорости. Для этого направление про-свечивания объекта должно совпадать с приложенным внешним темпера-турным градиентом, а условие теплоизоляции на остальных гранях выпол-няться как можно более строго. При выполнении этих требований количе-ство полос на интерферограммах будет коррелировать с интенсивностьюконвективного движения жидкости, а их конфигурация будет повторятьконфигурацию изолиний одной из компонент скорости конвекции, проин-тегрированной вдоль линии наблюдения. Интерферограммы, получаемые,когда направление наблюдения перпендикулярно приложенному темпера-турному градиенту, не несут полезной информации ни о поле скоростей,ни о величине изменения температурного распределения из-за симметрииконвективных потоков, в результате чего вдоль линии наблюдения проис-ходит частичная компенсация температурных изменений.

Полученные результаты могут быть использованы при разработке мето-дики эксперимента по выявлению конвекции жидкости, вызванной КСКМна борту космических аппаратов.

По результатам работы представлен доклад «Numerical and experimentalstudy of thermal convection under quasi-static component of microgravity

Page 35: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 35

field», В. С. Юферев, В. Б. Константинов, О. Н. Буденкова. (First InternationalSymposium on Microgravity Research and Applications in Physical Sciencesand Biotechnology. Италия, Сорренто, 10–15 сентября 2000 г.).

Список литературы

[1] Ю. А. Половко, В. В. Сазонов, В. С. Юферев, J. Crystal Growth 198, 182 (1999).

Влияние косвенных квантовых измерений на описание поля вмикромазереГ. П. Мирошниченко, И. П. ВадейкоСанкт-Петербургский Государственный Институт Точной Механики и Оптики (Тех-нический Университет)

В рамках развивающегося направления квантовой оптики — теорииквантовых измерений — можно выделить несколько наиболее интересныхна сегодняшний день проблем: квантовые измерения в бозе-эйнштейнов-ском конденсате, исследование так называемых кубитов в квантовых ком-пьютерах, телепортация квантового состояния, динамика поля в микрома-зере (микролазере) с измерением состояния вылетающих из резонатораатомов и др. В наших работах детально теоретически исследовалось об-общение одноатомной модели микромазера, описываемое гамильтонианомТависа-Каммингса, когда поле взаимодействует с N-атомными пакетами,пролетающими через резонатор. Данная система имеет серию любопыт-ных особенностей по сравнению с одноатомным случаем, и, в частности,в ней наиболее ярко проявляется влияние механизма редукции состоянияполя при измерении состояния вылетающих атомов с помощью ионизато-ра.

Был изучен вид и особенности квазистационарного состояния поля дляслучая без измерения. В данной работе обсуждается одна из основныхполевых характеристик — статистика фотонов, которая описывается цен-тральной диагональю редуцированной матрицы плотности (РМП) в базисесобственных векторов оператора числа частиц. Вид квазистационара опре-деляется в основном положением так называемых областей квазизахватав пространстве фоковских чисел заполнения. Все начальное распредлениегруппируется внутри данных областей, образуя состояния, названные на-ми квазизахваченными (КЗС). Квазистационарная фаза динамики предста-вляет собой медленное перераспределение заселенности фоковских чиселмежду различными КЗС. При определенных параметрах модели возможнонаблюдать макроскопическую суперпозицию сразу нескольких КЗС.

Page 36: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

36 Кандидатские проекты

Из теории квантовых измерений, впервые детально рассмотренной фонНейманом, известно, что влияние классического прибора на изучаемуюквантовую систему описывается редукцией волновой функции в одно изсобственных состояний оператора, характеризующего измеритель. При из-мерении одной из двух взаимодействовавших систем, состояние второйтакже меняется в соответсвии с данным принципом редукции, что называ-ют косвенным квантовым измерением. В нашем случае измерение состоя-ния атомов, взаимодействовавших с полем, приводит к модификации РМПполя. Данный эффект изучался нами в многоатомной системе для случая,когда все атомы в пакете перед влетом в резонатор полностью возбуждены.Обнаружено, что КЗС, наблюдавшиеся в системе без измерения, являют-ся метастабильными состояниями. Для случая, когда параметры моделиприводят в микромазере без ионизатора к макроскопической суперпози-ции нескольких КЗС, введение в рассмотрение измерительного прибораредуцирует суперпозицию лишь до одного квазизахваченного состояния. Вдинамике поле долго живет в таком состоянии, а затем в случайный мо-мент времени лавинообразно переходит в другой КЗС, присутствующий всуперпозиции. Скорость перехода определеяется числом атомов в пакете ивеличиной релаксации поля. В многоатомном случае такие скачки заселен-ности фоковских чисел имеют более выраженный характер, а реализуемоев каждый момент времени распределение чисел фотонов обладает субпуас-соновской статистикой.

Рост сверхтонких пленок дисилицида кобальта на кремнииД. А. ВалдайцевФизико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Исследование процесса роста эпитаксиальных пленок CoSi2 на кремнииважно для практических приложений в твердотельной электронике и имеетсамостоятельный научный интерес с точки зрения изучения закономерно-стей формирования гетерогенных систем с резкой межфазовой границей.Несмотря на то, что начальные стадии взаимодействия кобальта с поверх-ностью Si(111)-7×7 изучались целым рядом экспериментальных методов,природа силицидной фазы, образующейся при комнатной температуре, досих пор обсуждается в литературе. Одной из главных причин этого являет-ся недостаток информации об атомном строении силицидного слоя, обра-зующегося при напылении первых монослоев кобальта. Нет сведений и обэпитаксиальной ориентации этой силицидной фазы. В настоящей работедля выяснения данных вопросов начальные стадии роста силицидов ко-

Page 37: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 37

бальта были исследованы с помощью оригинального структурного метода,основанного на эффекте фокусировки отраженных электронов. Показано,что при нанесении кобальта на нагретый кристалл в диапазоне покрытий1–3 монослоя зарождаются островки CoSi2(111) с ориентацией B-типа, апри дальнейшем увеличении покрытия происходит их латеральный рост.При комнатной температуре на начальной стадии процесса также наблю-дается островковая мода роста дисилицида кобальта, однако, формирую-щиеся островки имеют ориентации двух типов A и B, развернутых друготносительно друга на 180 градусов. После формирования сплошного слоясилицида кобальта на его поверхности растет неупорядоченная пленка ме-талла. Анализ данных, полученных в процессе твердофазной эпитаксии,показал, что при прогреве образца сначала формируется сплошная пленкаCoSi2, которая состоит из доменов с ориентацией A- и B-типов. При повы-шении температуры отжига происходит рекристаллизация пленки, котораясопровождается исчезновением доменов типа А.

Работа выполнена при поддержке МПНТ (программа «Поверхностныеатомные структуры»).

Исследование критической термодинамики многоподрешёточ-ных антиферромагнетиков методом ε разложения в четырёх-петлевом приближенииК. Б. ВарнашёвСанкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет[email protected]

Цель работы состояла в исследовании критической термодинамики об-общённой модели Гинзбурга-Ландау с кубической анизотропией и ком-плексным векторным параметром порядка ψi методом ренормализацион-ной группы (РГ) в пространстве D = 4 − 2ε измерений. Эффективныйгамильтониан модели имеет вид

H =∫

dDx[1

2

N∑i=1

(m20|ψi|

2 + | ∇ψi|2) +

u0

4!

( N∑i=1

|ψi|2)2+

v0

4!

N∑i=1

|ψi|4], (1)

где m20 ∼ (T − Tc), u0 и v0 — «затравочные» константы связи. При N = 2

модель (1) описывает антиферромагнитные фазовые переходы в кристал-лах TbAu2 и DyC2, а также структурный фазовый переход в NbO2. Другойфизически важный случай N = 3 имеет отношение к антиферромагнитнымфазовым переходам в кристаллах K2IrCl6, TbD2 и Nd [1].

Page 38: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

38 Кандидатские проекты

В рамках метода размерной регуляризации и схемы минимальных вычи-таний получены РГ функции модели в четырехпетлевом приближении [2].Исследована топология нетривиальных нулей β-функций. Показано, чтодля физически важных случаев N = 2 и N = 3 модель (1) действитель-но имеет нетривиальную устойчивую фиксированную точку с специфиче-скими критическими индексами. Численные оценки критических индексовполучены на основе нового подхода к суммированию расходящихся рядов,предложенного в работе [3]. Найдена критическая размерность параме-тра порядка NC

c , отделяющая возможные режимы критического поведения.Численная оценка NC

c = 1.447(20) получена на основе установленноготочного соотношения NC

c =12 NR

c [2] (NRc - критическая размерность пара-

метра порядка в вещественной гиперкубической модели), с учётом данныхработ [4]. Результаты исследования хорошо согласуются с предсказания-ми более ранних работ [1, 5], выполненных в низших РГ приближениях,но противоречат выводам, основанным на непертурбативных рассмотре-ниях, согласно которым критическая термодинамика модели (1) должнаконтролироваться тривиальной бозевской фиксированной точкой [6].

Список литературы

[1] D. Mukamel, Phys. Rev. Lett. 34, 481 (1975); Phys. Rev. B 13, 5065, 5078 (1976).[2] A. I. Mudrov, K. B. Varnashev, in: Proc. XXIII-rd Int. Coll. Group Theoretical

Methods in Physics, JINR RAS, Dubna, Russia, 2001; preprint cond-mat/0011167.[3] A. I. Mudrov and K. B. Varnashev, Phys. Rev. E 58, 5371 (1998).[4] K. B. Varnashev, J. Phys. A 33, 3121 (2000); Phys. Rev. B 61, 14660 (2000).[5] K. De’Bell and D. J. W. Geldart, Phys. Rev. B 32, 4763 (1985); N. A. Shpot, Phys.

Lett. 142A, 474 (1989); A. I. Mudrov and K. B. Varnashev, Phys. Rev. B 57, 3562,5704 (1998); A. I. Sokolov and K. B. Varnashev, Phys. Rev. B 59, 8363 (1999).

[6] K. A. Cowley and A. D. Bruce, J. Phys. C 11, 3577 (1978).

Изучение активности гена церулоплазминаН. Е. ГюлихандановаСанкт-Петербургский государственный технический университет

Медь (Cu) является незаменимым микроэлементом для всех аэробныхорганизмов. Одновременно ионы Cu, как сильные окислители, токсичныдля всех типов биомолекул. Безопасный транспорт Cu по каналам меж-клеточной и внутриклеточной коммуникации осуществляется с помощьюспециализированной системы белков, обеспечивающих также поддержаниебаланса Cu в организме. Одним из этих белков является церулоплазмин

Page 39: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 39

(ЦП) — универсальный внеклеточный транспортер Cu, растворимый Cu-содержащий гликопротеин, обладающий ферроксидазными свойствами.

В работе биосинтетическими методами и методами белковой химиипоказано, что в течение лактации в клетках молочной железы синтезиру-ется и секретируется в молоко молекулярная форма ЦП, отличающаясяот ЦП крови. Содержание ЦП в сыворотке грудного молока, измеренное(n=126) ферментативным и иммунологическим методами, снижается по-чти в 7 раз в течение первого месяца лактации. Снижению содержанияЦП в молоке соответствует, по данным дот-гибридизации с ЦП-кДНК, па-дение уровня ЦП-мРНК в молочной железе. Концентрация Cu, по данныматомно-адсорбционной спектрометрии, в этих образцах молока снижает-ся пропорционально. Согласно расчетам, произведенным на основе этихизмерений, в молозиве, переходном и зрелом молоке на 1 молекулу ЦПприходится 7, 6 и 5 атомов Cu, соответственно. При этом новорожденныйв период грудного вскармливания ежедневно получает примерно 10 мкгCu на 1 кг массы тела. Таким образом, баланс меди в организме новоро-жденных контролируется на уровне транскрипции гена ЦП в клетках мо-лочной железы. С помощью компьютерных программ MatInspector V2.2. иSitehunter в промоторной части гена ЦП крысы выявлены 1) цис-элементыдля нетканеспецифических транскрипционны факторов (ТФ) Ap1, Ap4,Sp1, TBP, NF-1; 2) потенциальные сайты связывания для ядерного реце-птора, родственного рецептору ретиноевой кислоты, рецептеров эстрогенаи прогестерона и 3) цис-элементы, специфичные для генов, экспрессиру-ющихся в печени (HNF-1) и в молочной железе (Wap). 5’-регион генаЦП, содержащий ∼ 1700 нуклеотидов промоторной части и начало перво-го экзона гена ЦП был амплифицирован. Гель-шифт анализ показал, чтополученный ПЦР-продукт содержит сайты для специфичного связываниярецепторов 9-цис-ретиноевой кислоты и тиреоидного гормона.

Иммунореактивные паттерны пептидов, сохраняющихся после обработ-ки комплексов ПЦР-продукт/ТФ печени и ПЦР-продукт/ТФ молочной же-лезы смесью, расщепляющей незащищенные пептидные связи, отличалисьпо способности связываться с поликлональными антителами к ТФ печении молочной железы, соответственно. Для выявления внутригенных сайтоврегуляции экспрессии гена, в плазмиде pTZ19 был клонирован фрагментхромосомного гена ЦП крысы, длиной 2,3 т.п.н., гибридизующийся с участ-ком кДНК, который включает последовательность ЦП-мРНК от 520 до2620 нуклеотида. Показано, что клонированный фрагмент преимуществен-но связывается с ТФ из печени взрослых крыс. Моноклональные антитела ктранскрипционному фактору YY1 обнаруживают в комплексе 2,3-ДНК/ТФ

Page 40: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

40 Кандидатские проекты

белок YY1. Эти данные подтверждены методом гель-шифт анализа. Ме-тодом полуколичественного иммуноблоттинга показано, что в составе ТФклеток молочной железы содержится меньше белка YY1, чем в ТФ печенивзрослых крыс. В совокупности, данные свидетельствуют о существованииучастков тканеспецифической регуляции активности гена ЦП на уровнетранскрипции.

Работа поддержана ФЦП «Интеграция» (А0137), Программой «Геномчеловека» (4/00).

Полевой эффект в гранулированных металлических пленкахД. А. Закгейм, И. В. РожанскийФизико-Технический Институт им. А.Ф.Иоффе РАH

В работе исследуется влияние внешнего электрического поля на проводи-мость гранулированых металлических пленок, содержащих металлическиечастицы нанометрового размера, разделенные туннельно-прозрачными ди-электрическими барьерами. В подобных пленках электростатическая энер-гия зарядки металлической гранулы зарядом одного электрона может зна-чительно превышать kT при комнатной температуре, что позволяет наблю-дать в них эффект макроскопического квантования заряда [1]. Одним изпроявлений этого эффекта является существенное влияние внешнего элек-трического поля на распределение зарядов в пленке, и, тем самым, на ееэлектрическую проводимость.

Для теоретического исследования модуляции проводимости гранулиро-ванной пленки внешним электрическим полем была разработана детальнаячисленная модель электронного транспорта в подобных структурах. В этоймодели на каждом шаге расчитываются вероятности туннелирования элек-тронов в каждой паре гранул и методом Монте-Карло осуществляется одиниз возможных переходов. В результате многократного повторения этойоперации определяется макроскопическое распределение заряда в пленке,а также величина электрического тока, как усредненное по времени числопрыжков через заданное сечение пленки. В модели учитывается кулонов-ское взаимодействие заряженных гранул между собой, наличие в пленкислучайного потенциала и потенциала внешнего электрического поля. Ре-зультаты моделирования температурной зависимости проводимости грану-лированных пленок в слабом электрическом поле хорошо согласуются сэкспериментальными данными, полученными на пленках Cu : SiO2 [2].

Hа основе модельных расчетов в работе делается вывод о том, что вструктурах типа полевого транзистора на гранулированной пленке может

Page 41: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 41

быть достигнута высокоэффективная модуляция тока электрическим по-лем затвора в случае, если зарядовая энергия гранул пленки по крайнеймере в несколько раз превышает kT , а амплитуда случайного потенциаладостаточно мала.

Список литературы

[1] K. Likharev, Granular Nanoelectronics, ed. by D. Ferry et al., Plenum, New-York,371 (1991).

[2] Д. А. Закгейм, И. В. Рожанский, И. П. Смирнова, С. А. Гуревич, ЖЭТФ, 91, 553(2000).

Хаос в квантовых системахИ. Б. ИвановПетербургский Институт Ядерной Физики РАН

В данной работе мы продолжаем развивать наш [1–5] подход к опреде-лению хаотичности гамильтоновых квантовых систем. Его суть состоитв установлении связи между свойствами симметрии рассматриваемой си-стемы и ее регулярностью или хаотичностью. Предложенный нами кри-терий хаотичности æ характеризует разрушение под действием возмуще-ния симметрии и интегралов движения исходной интегрируемой системы,что приводит к хаотизации. Величина æ определяется отношением среднейэнергетической ширины фрагментации волновых функций невозмущеннойсистемы по состояниям возмущенного гамильтониана к расстоянию ме-жду уровнями в спектре невозмущенного гамильтониана. В квазиклассиче-ском пределе критерий переходит в показатель Ляпунова соответствующихклассических движений. Исследование перехода от регулярности к хаосупоказало, что согласно нашему критерию этот переход происходит приодинаковом критическом параметре возмущения в классическом и кванто-вом случае.

Для определения степени хаотичности системы при некоторой вели-чине возмущения необходимо сначала решить уравнение Шредингера, азатем рассчитать показатель хаотичности. Поэтому возникает вопрос: какне решая уравнения Шредингера оценить, при какой критической величи-не возмущения можно ожидать перехода системы в режим хаотичности?Аналитическую оценку критического параметра возмущения мы делаемпри помощи теории возмущений. Мы строим такую величину, которая содной стороны поможет нам оценить критический параметр возмущения, ас другой будет инвариантна по отношению к блочным унитарным преобра-зованиям состояний внутри подпространств вырожденных уровней базиса

Page 42: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

42 Кандидатские проекты

невозмущенной системы. Тем самым отпадает необходимость решать се-кулярное уравнение и задача сводится к вычислению некоторой суммыв которую входят матричные элементы возмущения в исходном базисе.Сравнение оценки с точными расчетами проводится для системы Хеннона-Хейлеса и диамагнитной задачи Кеплера. В обоих случаях получено хоро-шее согласие полученной оценки критического параметра возмущения сточным результатом.

Проблема существования и поиска интегралов движения в стационар-ной квантовой механике всегда привлекала много внимания из-за большогопрактического и философского значения. Предлагается сходящаяся проце-дура построения приближенных интегралов движения в виде нетриавиаль-ных комбинаций от операторов (q, p). Обсуждаются свойства полученныхинтегралов сложной структуры и следствия их существования для динами-ки системы. Показывается, что существование этих интегралов не можетнам помочь в решении уравнения Шредингера, и поэтому они не сделаютсистему регулярной. Метод применяется в задаче Хеннона-Хейлеса дляявного построения и изучения приближенных интегралов движения.

Список литературы

[1] В. Е. Бунаков, Ф. Ф. Валиев, Ю. М. Чувильский, Phys. Lett. A243, 288 (1998).[2] В. Е. Бунаков, И. Б. Иванов, Ядерная физика 62, № 7, 1172 (1999).[3] В. Е. Бунаков, И. Б. Иванов, Р. Б. Панин, Изв. РАН (сер. физ.) 64, 26 (2000).[4] В. Е. Бунаков, И. Б. Иванов, Изв. РАН (сер. физ.) 64, 427 (2000).[5] В. Е. Бунаков, И. Б. Иванов, Изв. РАН (сер. физ.) 64, 914 (2000).[6] В. Е. Бунаков, И. Б. Иванов, ISINN-8 Proceedings, Dubna, 2000. JINR publications

E3-2000-192.[7] В. Е. Бунаков, И. Б. Иванов, To be published in ISINN-9 Proceedings, Dubna, 2001.

Исследование характеристик приемной системы с целью ре-ализации предельных параметров радиотелескопа ТНА-400-1РСДБД. В. ИвановИнститут прикладной астрономии РАН, СПб

Задачами работы является поиск путей оптимизации облучающей систе-мы радиотелескопа ТНА-400-1 РСДБ-комплекса «Квазар», разработка иприменение методик исследования параметров системы радиотелескоп-ра-диометр с целью реализации предельных параметров системы.

В течение 1999–2000 годов проведена фокусировка облучающей систе-мы радиотелескопа и измерены параметры радиотелескопа на различных

Page 43: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 43

длинах волн. Измерения проводились по специально разработанным мето-дикам.

Для анализа измеренных характеристик и сравнения их с рассчитанны-ми параметрами составлена сводная таблица (см. таблицу 1).

Таблица 1. Сравнение расчетных и измеренных параметров системы.

Диапазон Тпр, К Тша, К Тсис, К КИП SEFD, Ян18/21 см

расчет 25 31 56 0,63 310измерение 1 канал 22 42 63 0,65 335измерение 2 канал 31 35 66 0,72 315

13 смрасчет 20 36 56 0,55 350

измерение 1 канал 19 38 58 0,46 430измерение 2 канал 43 37 80 0,46 600

6 смрасчет 12 26 38 0,66 200

измерение 1 канал 25 24 49 0,65 260измерение 2 канал 10 22 32 0,61 180

3,5 смрасчет 15 30 45 0,64 240

измерение 1 канал 17 26 43 0,50 300измерение 2 канал 32 26 58 0,42 470

1,35 смрасчет σ=0,76 мм 90 81 171 0,40 1470

расчет σ=1 мм 90 81 171 0,28 2100измерение 1 канал 104 76 180 0,27 2290измерение 2 канал 85 79 164 0,25 2250

Здесь: SEFD — эквивалентная плотность потока системы, КИП — коэф-фициент использования поверхности (эффективность радиотелескопа), Тпр

— эквивалентная шумовая температура приемника, Тша — шумовая тем-пература антенны, Tсис — шумовая температура системы радиотелескоп-радиометр.

Измеренные значения шумовой температуры антенны довольно точносоответствуют рассчитанным. Только в диапазоне длин волн 18/21 см ска-

Page 44: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

44 Кандидатские проекты

зывается неучтенное переоблучение края зеркала, что подтверждается ибольшей величиной КИП по сравнению с расчетной. Измеренная величи-на КИП в диапазоне длин волн 1,35 см хорошо согласуется с расчетамидля зеркала с качеством поверхности σ = 1 мм. В диапазонах длин волн13/3,5 см используется совмещенный облучатель, что приводит к сниже-нию величины КИП по сравнению с расчетной.

Измерение величины SEFD не связано с правильностью определениявеличины шумовой калибровки, поэтому исключается возможность вли-яния неточности измерений шумовых температур на анализ результатов.«Выпадение» результатов измерений в диапазонах длин волн 13/3,5 см израсчетной кривой, говорит о не полностью учтенном влиянии характери-стик совмещенного облучателя на параметры системы.

Проведенное исследование позволяет сделать вывод, что эксперимен-тальные параметры радиотелескопа ТНА-400-1 (п. Светлое), в целом, со-ответствуют расчетным, что говорит о правильности выполненной фокуси-ровке облучающей системы. Для повышения эффективности радиотелеско-па необходимо улучшить качество поверхности и модернизировать системуоблучения в диапазонах длин волн 13/3,5 см.

Статистическое исследование звезд окрестности СолнцаЕ. Э. КазакевичСанкт-Петербургский Государственный Университет

Окрестность Солнца является типичной областью диска Галактики, поэто-му статистический анализ населяющих ее звезд имеет большое значениедля галактической астрономии. В 1997 году был издан каталогHIPPARCOS, содержащий около 118 000 звезд с точностью в определе-нии параллаксов 0,”002, собственных движений 0,”002/год. Появился боль-шой объем высокоточных данных для астрономических исследований. Ак-туальной задачей является построение для звезд этого каталога функциисветимости, распределения по показателю цвета, а также исследование рас-пределения звезд в фазовом пространстве.

В данной работе проводилось исследование для звезд каталогов: CNS3[1], HIPPARCOS [2] и каталога Хольмберга [3], который представляет со-бой выборку звезд из каталога HIPPARCOS с измеренными лучевыми ско-ростями. Методом исправления функции светимости на эффекты наблюда-тельной селекции, предложенным в работе [4], были построены функциисветимости для одиночных звезд каталога [1] до 25 пк, для звезд катало-га [2] до 50 пк и звезд каталога [3] до 75 пк. Все полученные функции

Page 45: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 45

имеют два максимума: главный в области, соответствующей абсолютнымзвездным величинам М ∼ 11m − 12m, и вторичный при M ∼ 5m − 6m. Этотрезультат хорошо согласуется c результатами других авторов (смотри, на-пример, [5, 4]). Звезды каталога НIPPARCOS имеют ограничение по види-мой звездной величине, поэтому главный максимум функции светимостивосстановлен не полностью. Наряду с функцией светимости были построе-ны исправленные на эффекты наблюдательной селекции распределения попоказателю цвета B-V для звезд каталога [3] до 75 пк и по показателямцвета B-V, U-B, R-I для одиночных звезд каталога [1]. Произведено срав-нение двух полученных функций распределения по B-V. Главный и второймаксимум у этих функций приходятся на одни и те же значения B-V —1,m5-1,m6 и 0,m7-0,m8 соответственно.

Выявление сгущений звезд в фазовом пространстве проводилось длязвезд каталога Хольмберга до 125 пк. Рассматривались пространства ге-лиоцентрических координат (X,Y,Z) и скоростей (U,V,W), где оси X и Uнаправлены к центру Галактики, Y и V — в направлении вращения Галак-тики, Z и W — к северному полюсу Галактики.

Выявление сгущений производилось двумя методами. В одном из нихпроизводится сканирование большого куба с центром в Солнце малым ку-бом. При этом подсчитывается число звезд, оказавшихся внутри малогокуба и сравнивается с ожидаемым. Аналогичные действия производятся вовтором методе, который основан на вычислении взаимных расстояний ме-жду звездами каталога в пределах большого шара. Эти методы позволяютвыявить как более компактные так и протяженные группы звезд. Сгущениявыделялись с помощью двух критериев: контраста плотности — отношениянаблюдаемого числа звезд к ожидаемому в пределах малого куба (во вто-ром методе шара), и относительного избытка числа звезд — во сколько разразность между наблюдаемым и ожидаемым превышает квадратный кореньиз ожидаемого числа звезд. Полученные результаты хорошо согласуютсяс современными результатами, полученными авторами работ [6, 7, 8].

Список литературы

[1] Gliese W., Yahreiss H., Unpublished, 1991.[2] Perryman M. A. C. et al., The Hipparcos and Tycho Catalogues, 1997, ESA Publ.

Div., Noordwijk.[3] Holmberg J., Unpublished,1999.[4] Agekian T. A., Orlov V. V., Letters in AJ 23, 12, 936 (1997).[5] Wielen R., Highlights of Astronomy, 1974, Contopoulos (ed), 395.[6] Chereul E. et al., AA, 340, 384 (1998).[7] Chereul E. et al., AASS, 135, 5 (1999).

Page 46: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

46 Кандидатские проекты

[8] Dehnen W. AJ, 115, 2384 (1998).

Исследование механизмов ионизации атомовбыстрыми ионамиК. В. КашниковФизико-Технический Институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Один из наиболее информативных методов исследования процесса иони-зации при столкновениях ионов с атомами — это изучение энергетиче-ских спектров электронов, образующихся при ионизации. В спектрах элек-тронов, вылетевших под малыми углами по направлению движения нале-тающих ионов, проявляются отчётливо различимые особенности (пики),обусловленные процессами захвата электрона в континуум налетающегоиона (ECC) и парного электрон-ионного столкновения (BE) с прямым вы-биванием электрона налетающим ионом, причем при нулевом угле пикЕСС проявляется наиболее отчётливо. Эти процессы имеют ясную класси-ческую интерпретацию. Величина пика ЕСС имеет наибольшее значениетогда, когда скорость налетающего иона близка к скорости ионизуемогоатомного электрона, и значительно уменьшается при большом различиемежду этими скоростями, то есть, зависит от того, из какой оболочки ато-ма удаляется электрон.

Ионизация внутренней оболочки ведет, как правило, к многократнойионизации мишени из-за Оже-распада образованной внутренней вакансиис дополнительным удалением электронов из внешней оболочки, поэтомурегистрация зарядового состояния образующегося иона мишени при одно-временной фиксации энергии вылетевшего электрона позволяет разделитьпроцессы ионизации внешней и внутренних оболочек многоэлектронногоатома. Такая процедура была впервые проделана в настоящем экспери-менте для исследования механизмов ЕСС и ВЕ при исследовании взаи-модействия протонов с энергией 1 МэВ с многоэлектронным атомом Ar(скорости электронов на L оболочке атома Ar и налетающего протонаблизки). Анализ полученных дважды дифференциальных по углу и энер-гии сечений образования электронов позволил впервые сделать вывод, чтопик в энергетическом спектре удалённых электронов, обусловленный про-цессом парного столкновения налетающего иона с атомными электронами,формируется преимущественно благодаря процессу однократной иониза-

Page 47: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 47

ции внешней оболочки атома. Было установлено, что захват электрона вконтинуум налетающей частицы, происходит в основном из внутреннейоболочки.

Для проверки теоретических представлений о процессах ЕСС и их ко-личественного описания создана и успешно проверена для ранее изучав-шихся систем программа расчета формы энергетического спектра электро-нов, удаленных при процессе захвата электрона в континуум налетающейчастицы, методом Монте-Карло, основанном на использовании классиче-ских траекторий движения частиц. Данный метод довольно хорошо описы-вает процессы ЕСС и ВЕ.

Свойства систем с динамической структурой взаимодействий

О. В. Кириллова

С-Петербургский Государственный Университет, Отдел теоретической физики

В исследованиях сложных систем, изучение взаимодействий частей, ихсоставляющих, другими словами, их структуры, может дать важную ин-формацию об основополагающих процессах, ответственных за наблюдае-мое макроскопическое поведение. В последнее время большее вниманиеуделяется коммуникационным сетям, как, например, нейронные сети, пи-щевые цепочки, различные социальные объединения. Основной подход вподобного рода исследованиях базируется на применении теории случай-ных графов и, в последнее время, ‘small-world’ моделей. В предлагаемойработе представлена модель с динамической структурой взаимодействий иисследование ее свойств. Существенное отличие модели от других, посвя-щенных изучению структуры сети, заключается в возможности не тольковозникновения новых, но также разрушения уже существующих, связей.Результаты исследования показали, что, при определенных условиях, в си-стеме возникает устойчивый кластер, содержащий все элементы. Согласностепенным закономерностям в распределении количества связей, прихо-дящихся на элемент, в таких системах возможна масштабная инвариант-ность. Средний диаметр сети, рассматриваемый как функция максимально-го допустимого количества возникающих/распадающихся связей на одномитерационном шаге (K), уменьшается как Kτ . Для одних значений веро-ятности распада связей (p) возникающая структура ближе к ‘small-world’сетям, для других — к ‘large-world’.

В целом, влияние K параметра на значение среднего диаметра сетибольше, чем влияние на него размера системы.

Page 48: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

48 Кандидатские проекты

Влияние межмолекулярного резонансного взаимодействия наполяризуемость молекул CF4 и SF6 в области фундаменталь-ных полос поглощенияИ. М. КисляковСанкт-Петербургский государственный технический университет

Исследования влияния межмолекулярных взаимодействий на поляризуе-мость газообразных фторидов имеют большое значение в нелинейной опти-ке, в частности в физике молекулярных лазеров, где эти газы используютсядля оптимизации нелинейных свойств излучения. Поляризуемость молекулопределяет показатель преломления газа, его зависимость от частоты из-лучения и плотности среды. Эффекты межмолекулярных взаимодействийпроявляются в нелинейной зависимости поляризуемости от плотности. Дляописания этих эффектов важно изучить дисперсию оптических вириаль-ных коэффициентов, т.е. коэффициентов разложения уравнения Лоренц–Лорентца для рефракции газа по степеням плотности. Используя диспер-сионные соотношения Крамерса–Кронига для вещественной и мнимой ча-стей поляризуемости, зависимость молекулярной рефракции от плотностиможно определить из индуцированных взаимодействиями возмущений в ихдипольных спектрах поглощения.

В ходе работы были зарегистрированы колебательно-вращательныеспектры моды *3 и составных мод *1+*3 и *2+*4 молекул CF4 и SF6 вдиапазоне плотностей от 1 до 25 Амага. Были записаны те же спектрысмесей этих молекул с инертными газами при плотности последних от10 до 150 Амага. Из полученных спектров были рассчитаны дисперсиипервого и второго оптических вириальных коэффициентов. Для SF6 рас-считанные значения вириальных коэффициентов оказались совпадающимис данными интерферометрических измерений зависимости рефракции отплотности на частотах генерации CO2 лазера. Характерная для моды *3изучаемых молекул большая спектральная интенсивность позволила об-наружить различные механизмы влияния взаимодействия молекул на по-ляризуемость. В случае взаимодействия поглощающих молекул с атомоминертного газа наблюдается нерезонансный эффект, который объясняетсяклассической моделью электростатического взаимодействия двух диполей[1, 2]. В чистых газах приходится иметь дело с другим механизмом де-формации спектральных полос, где основную роль играет взаимодействиедипольных моментов переходов [3]. Обусловленный резонансным эффек-том второй оптический вириальный коэффициент оказывается на два по-рядка больше по сравнению с нерезонансным. Для полуколичественного

Page 49: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 49

описания вириальности оптических свойств изучаемых молекул была рас-смотрена модель расщепления моды *3 при взаимодействии дипольныхмоментов переходов, ранее обсуждаемая в литературе [4]. Рассчитанныена основе этой модели вириальные коэффициенты молекулы SF6 в областикрыльев полосы *3 показывают качественное согласие с экспериментом вчастотной зависимости и совпадение значений в пределах 10–20%.

Электропроводящие и механические свойства микропористыхпленок полиэтилена со слоями проводящих полимеровИ. С. Курындин, Г. К. ЕльяшевичИнститут высокомолекулярных соединений РАН,199004 Санкт-Петербург, Большой пр., 31

Исследованы композиционные системы, состоящие из микропористойпленки полиэтилена (ПЭ) и слоев проводящих полимеров — полипиррола(ППир) и полианилина (ПАНИ). Слои ППир на микропористой ПЭ плен-ке были получены полимеризацией пиррола из газовой фазы, слои ПАНИ— полимеризацией анилина из раствора.

Проведены термомеханические испытания микропористых ПЭ пленокс разной степенью ориентации. Получены зависимости величины усадкиот нагрузки и температуры. Определены механические характеристики —модуль упругости, прочность и относительное удлинение при разрыве дляобразцов с разной степенью ориентации.

Обнаружено, что слои проводящих полимеров имеют хорошую адгезиюк пористой ПЭ подложке и не отслаиваются при деформации образцов. Помеханическим характеристикам — прочности и эластичности — компози-ционные системы ПЭ-ППир и ПЭ-ПАНИ не уступают ПЭ подложкам, апо модулю упругости превосходят их.

Исследования термодеформационного поведения композиционных си-стем показали, что они имеют более высокую деформационную стабиль-ность при нагревании, чем исходная микропористая ПЭ пленка. Методамитермогравиметрии и дифференциального термического анализа определенатермическая стабильность микропористых ПЭ пленок, проводящих поли-меров и композиционных систем. Показано, что композиционные системыобладают более высокой термостабильностью, чем исходные компоненты.

Исследована зависимость поверхностной и объемной электропроводно-сти композиционных систем от способа формирования проводящего слояполимера. Получена зависимость проводимости композиционных системПЭ-ППир и ПЭ-ПАНИ от времени и температуры полимеризации. Ис-

Page 50: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

50 Кандидатские проекты

следуемые системы сохраняют свои электропроводящие свойства послевыдержки при повышенных температурах и демонстрируют высокую ста-бильность этих свойств во времени.

Критическая термодинамика двумерных систем в пятипетле-вом ренормгрупповом приближенииЕ. В. Орлов, А. И. СоколовСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет

Цель работы состоит в вычислении ренормгрупповых функций O(n)-сим-метричной двумерной модели типа λϕ4 в пятипетлевом приближении ианализе критического поведения систем, описываемых этой моделью (РГфункции трехмерных моделей фазовых переходов известны сегодня в ре-кордно высоком — шестипетлевом — приближении, что позволило опре-делить их критические индексы с весьма высокой точностью [1, 2, 3, 4]).Пятипетлевые разложения для β-функции и критических индексов найде-ны в массивной теории (см. работу [5]). Они пересуммированы с помощьюметодов Паде-Бореля и Паде-Бореля-Леруа, позволяющих оптимизироватьпересуммировочную процедуру и оценить точность получаемых чисел. По-казано, что как в изинговском (n = 1), так и в других случаях учет пяти-петлевого вклада в β-функцию лишь незначительно сдвигает координатувильсоновской фиксированной точки, оставляя ее за пределами интервала,который образуют результаты расчетов на решетках; не происходит дажеперекрытия «вилок» погрешностей ренормгрупповой и решеточных оце-нок [6, 7, 8]. Это расхождение отнесено на счет влияния неаналитическойсоставляющей β-функции, которая, как известно, не может быть найде-на в рамках теории возмущений. Расчет критических индексов показал,что, хотя учет пятипетлевых членов в соответствующих РГ разложенияхнесколько улучшает согласие с точными результатами, неаналитическиевклады, по-видимому, существенны и в этом случае.

Список литературы

[1] G. A. Baker, B. G. Nickel, D. I. Meiron, Phys. Rev. B 17, 1365 (1978).[2] J. C. Le Guillou and J. Zinn-Justin, Phys. Rev. B 21, 3976 (1980).[3] S. A. Antonenko and A. I. Sokolov, Phys. Rev. E 51, 1894 (1995).[4] R. Guida and J. Zinn-Justin, J. Phys. A 31, 8103 (1998).[5] Е. В. Орлов, А. И. Соколов,ФТТ 42, 2087 (2000).[6] G. A. Baker, Phys. Rev. B 15, 1552 (1977).[7] S. Y. Zinn, S. N. Lai, and M. E. Fisher, Phys. Rev. E 54, 1176 (1996).[8] P. Butera and M. Comi, Phys. Rev. B 54, 15828 (1996).

Page 51: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 51

Жидкокристаллическое упорядочение в полимерных щеткахА. ПолоцкийИнститут высокомолекулярных соединений РАН[email protected]

В последнее время значительное внимание уделяется изучению полимер-ных систем, связанных с поверхностями раздела фаз (мицеллы и супер-структуры блок-сополимеров, самоорганизация в растворах ПАВ и др.).Важнейшим из представлений, используемых при теоретическом описаниитаких систем, является модель полимерной щетки, которая представляетсобой монослой полимерных цепей, привитых за один конец к непроница-емой поверхности с достаточно высокой плотностью прививки. Поведениетакой системы определяются, с одной стороны, геометрией поверхностии плотностью, с которой привиты цепи, а с другой — свойствами самогопривитого полимера.

В настоящей работе рассмотрена щетка, образованная полужесткимимакромолекулами и погруженная в растворитель. Полимерная цепь состо-ит из свободно сочлененных асимметричных сегментов: отношение дли-ны сегмента к его толщине p = l/a больше единицы. Показано, что приухудшении качества растворителя, в который погружена щетка, она колла-псирует (сжимается), причем коллапс сопровождается ростом параметраориентационного (ЖК) порядка и может идти скачкообразно (при сравни-тельно невысокой плотности прививки цепей) или непрерывно (если цепипривиты достаточно плотно). Такое поведение отличается от коллапса щет-ки, образованной гибкими цепями (p = 1): в этом случае коллапс происхо-дит непрерывно и сопровождается разупорядочением. Проанализированыфакторы, влияющие на характер ЖК перехода, в частности зависимостькритической плотности прививки от длины жесткого сегмента цепи.

Расчет квадратичной поляризуемости теплой замагниченнойплазмыЕ. З. Гусаков, А. Ю. ПоповФизико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН[email protected]

В работе проанализировано общее выражение для плотности нелинейно-го заряда, наводящегося в магнитоактивной плазме при взаимодействиидвух произвольных волн. Впервые получены асимптотические выражениядля плотности нелинейного индуцированного заряда в случае, когда всеучаствующие во взаимодействии волны являются коротковолновыми.

Page 52: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

52 Кандидатские проекты

Структурные и спектральные свойства комплексов платины(II) с хиральным сульфоксидным лигандом и взаимодействиеэтих комплексов с аминокислотамиА. Н. СкворцовСанкт-Петербургский государственный технический университет

Комплексы платины в настоящее время занимают одно из ведущих местсреди препаратов используемых в химиотерапии рака. Наличие у наибо-лее широко применяемого препарата — цис-дихлородиамминоплатины (II)(цисплатин)— сильной токсичности и мутагенности стимулирует исследо-вания биологической активности комплексов платины и других переходныхметаллов. Несмотря на успешное применение цисплатина и всесторонниеисследования аспектов воздействия платиновых комплексов на раковые инормальные клетки, точный механизм этого воздействия до сих пор неизвестен. Хорошо установлено, что главной мишенью действия являетсяДНК, поэтому основное внимание уделяется непосредственному присоеди-нению комплексов к ДНК, а реакциям с аминокислотами, олигопептидамии белками до сих пор уделялось недостаточное внимание. Только в послед-ние годы стала понятной необходимость учета этих взаимодействий.

Данная работа посвящена изучению реакций комплексов платины (II)моделирующих первичные стадии их метаболизма в биологических средах.Для исследования выбраны комплексы платины (II) с хиральным лигандом(+)-R-метил-п-толилсульфоксидом (MTСО), полученные и описанные на-ми ранее. Молекулярная структура ряда комплексов определена с помо-щью рентгеноструктурного анализа. В настоящей работе подробно охарак-теризованы геометрические изомеры цис- и транс-[Pt(MTCO)PyCl2] (X). Ублизких структурных аналогов данных комплексов была обнаружена цито-токсическая активность. Большой собственный круговой дихроизм (КД)MТСО и комплексов на его основе использовался нами для наблюденияза реакциями этих комплексов с аминокислотами и гетероциклическимисоединениями. Использование наряду с традиционно применямой для из-учения комплексов платины спектроскопией ЯМР чувствительного опти-ческого метода КД позволило работать с характерными для биологическихсистем концентрациями веществ. Асимметрический сульфоксидный лигандпри этом выступает в роли хиральной оптической метки.

Методами спектроскопии КД и ЯМР 1H нами показано замещение ли-ганда MТСО различными нуклеофилами и оценены константы скоростейреакций. Исследования комплексов цис-(X) и транс-(X) демонстрируют су-

Page 53: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 53

щественную зависимость скоростей и направлений реакций от геометриикомплекса. Замещению могут подвергаться различные лиганды, направле-ние реакции определяется входящим нуклеофилом. Наибольший интереспредставляет взаимодействие комплексов с L-метионином (L-Met), кото-рый, наиболее вероятно, первым вступает в реакции с платиновыми ком-плексами в клетке или в организме. В реакции исследуемых изомеров сL-Met обнаружено несколько стадий, предложена кинетическая схема. Изо-меры (X) реагируют с L-Met по-разному: при одинаковых условиях прове-дения эксперимента цис-изомер реагирует значительно быстрее, чем транс-изомер. Это может объяснять более высокую цитотоксическую активностьтранс-изомеров у родственных соединений [Pt(RR’SO)(quin)Cl2]. Сравне-ние скоростей реакций комплексов с различными нуклеофилами подтвер-ждает высокую эффективность взаимодействия цитотоксичных комплексовплатины (II) с серосодержащими молекулами.

Работа поддержана федеральной целевой программой «Интеграция»N 354.

Исследование процессов фотодиссоциации двухатомных моле-кул на основе регистрации поляризованных атомов галогеновметодами многофотонной лазерной спектроскопииА. Г. СмолинФизико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН[email protected]

Работа посвящена решению актуальной проблеме современной химиче-ской физики — развитию новых экспериментальных методов исследова-ния фотохимических реакций с участием галогенсодержащих соединений.Атомы галогенов являются одними из наиболее часто встречающихся про-дуктов диссоциации молекул, поэтому предлагаемая методика регистрацииэтих атомов в различных спиновых состояниях позволяет получать важ-ную информацию о динамике широкого класса фотохимических реакций,которую зачастую нельзя получить другими известными способами. Зада-ча работы состоит в разработке новой экспериментальной методики и висследовании реакций фотодиссоциации двухатомных галогенсодержащихмолекул методами поляризационной лазерной спектроскопии. Исследова-ния фотодиссоциации и предиссоциации галогенсодержащих молекул про-водятся уже в течение многих лет, однако до настоящего времени многиепроцессы исследовались только на основе косвенных экспериментов безнепосредственной регистрации образующихся атомов йода, а тем более

Page 54: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

54 Кандидатские проекты

без измерения их поляризации. Особенности созданной в работе экспери-ментальной установки и методики позволяют уточнить и развить ранееполученные результаты о динамике фотодиссоциации и предиссоциациигалогенсодержащих молекул и впервые исследовать процессы фотодиссо-циации (прежде всего йода) с участием f уровня в зависимости от давленияпаров. В результате экспериментов было оценено влияние столкновитель-ной релаксации f уровня молекулы йода в процессах фотодиссоциациипри двухступенчатом возбуждение молекул через уровень B. Эксперимен-ты показали аномально большое сечение столкновительной релаксации fуровня. Впервые проведены эксперименты по непосредственной регистра-ции атомов йода образующихся в ходе реакции фотодиссоциации молекулйода согласно предлагаемой методике.

Список литературы

[1] D. V. Kupriyanov and O. S. Vassyutinskii, Chem. Phys., 171, 25 (1993).[2] B. V. Picheyev, A. G. Smolin and O. S. Vasyutinskii, J. Phys. Chem. A., 101(41), 7614(1997).

[3] M. E. Akopyan, N. K. Bibinov, D. B. Kokh, A. M. Pravilov, M. B. Stepanov,O. S. Vasyutinskii, Chemical Physics, 242, 263 (1999).

Ускорение тяжелых ионов в рамках зарядово-согласованноймоделиМ. Ф. СтовпюкСанкт-Петербургский Государственный Технический Университет

Аналитически получены функции распределения тяжелых ионов, ускорен-ных стохастическим и регулярным механизмами, при учете зарядовых пе-реходов. Показано, что ионизация и рекомбинация могут существенно из-менить форму энергетических и зарядовых спектров ионов (по сравнениюс моделью пробных частиц) даже для упрощенной зависимости временускорения и скоростей атомных процессов от энергии и заряда. В этомже приближении зависимость среднего заряда ускоренного иона от энер-гии показывает его логарифмический рост. Разработана численная модель,описывающая регулярное ускорение многозарядных ионов на фронте УВс учетом ионизации и рекомбинации. Исследовано влияние различных па-раметров плазмы области ускорения (концентрации, температуры и спек-трального индекса рассеивающей турбулентности) на форму энергетиче-ских и зарядовых спектров. Предложена возможность определения этихпараметров плазмы при сопоставлении с экспериментальными данными.

Page 55: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 55

Показано, что измеренные за последнее время зависимости средних заря-дов железа от энергии для постепенных солнечных событий можно объ-яснить влиянием обдирки на формы энергетических и зарядовых спектровускоренных в этих событиях ионов. При этом температура области уско-рения определяет лишь инжекционные равновесные зарядовые распреде-ления, а не зарядовые распределения ускоренных ионов. Поскольку основ-ным параметром, отражающим изменение зарядовых спектров в процессеускорения, является произведение характерного времени ускорения, Ta, наконцентрацию плазмы, N, то, зная это время, можно из сопоставления снаблюдательными данными оценить N в области ускорения. Получены чи-сленные решения задачи о диффузионном ускорении ионов кислорода иуглерода на УВ, ограничивающей гелиосферу. При инжекции в процессускорения однозарядных ионов последние могут изменять свой заряд принаборе энергии, главным образом, за счет столкновительной ионизациипротонами, электронами и нейтральным водородом. Сопоставление с на-блюдательными данными указывает на вероятное последующее изменениезарядов во время распространения ионов АК КЛ в гелиосфере.

Конденсация на частично смачиваемых поверхностях с отри-цательным линейным натяжениемД. ТатьяненкоСанкт-Петербургский государственный университет[email protected]

В результате естественных и антропогенных процессов в атмосфере Землиприсутствует большое количество частиц различной природы. Их наличиеобеспечивает преимущественно гетерогенный механизм образования жид-кокапельного аэрозоля (осадков, туманов и т.п.), при котором эти частицыслужат ядрами (т.е. центрами) конденсации. Для случая полностью смачи-ваемых ядер существует развитая теория, описывающая как термодинами-ку, так и кинетику образования капель — зародышей новой фазы. Однаконе все частицы, присутствующие в атмосфере, полностью смачиваются во-дой. Исследования конденсации на частично смачиваемых поверхностях иядрах является, таким образом, важной задачей.

Преимущество гетерогенного механизма конденсации термодинамиче-ски обусловлено существованием максимума на кривой зависимости хими-ческого потенциала зародыша новой фазы от размера зародыша, приводя-щего к эффективному безбарьерному механизму каплеобразования. Такимобразом, любая система с такими термодинамическими свойствами должна

Page 56: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

56 Кандидатские проекты

обеспечивать сходный механизм конденсации.Была исследована зависимость химического потенциала конденсата от

размера зародыша при конденсации пересыщенных паров на частично сма-чиваемых твердых поверхностях. Зародыши новой фазы представляют со-бой сидящие капли-линзочки, для которых при макроскопическом описа-нии учитывается линейное натяжение вдоль линии трехфазного контакта.

Для описания свойств тонких жидких пленок на подложке использо-ваны модельные изотермы расклинивающего давления, соответствующиечастичному смачиванию. Проведенное численное исследование профилейтолщины и зависимости химического потенциала конденсата от числа мо-лекул в зародыше не обнаруживает предсказанного ранее безбарьерногозарождения капель в случае отрицательного линейного натяжения. Дляобъяснения этого факта была привлечена простая модельная изотерма рас-клинивающего давления, позволяющая сделать аналитические оценки. По-казано, что полученный результат можно объяснить неприменимостью ма-кроскопического подхода для описания эффекта.

Работа выполнена при поддержке Конкурсного Центра Фундаменталь-ного Естествознания (КЦФЕ) Минобразования Российской Федерации(программа поддержки молодых учёных, грант М2000-2.4К-559).

Бесконтактное измерение времени жизни неосновных носите-лей заряда в карбиде кремнияА. В. Штурбин, И. Е. ТитковСанкт-Петербургский Государственный Технический Университет[email protected]

Времена жизни t и соответствующие им диффузионные длины (L) нерав-новесных носителей заряда реальных полупроводников лимитируются, какправило, различными дефектами структуры, и поэтому измерение этих па-раметров служит надежным способом диагностирования качества получае-мого материала. С другой стороны, t и L определяют эффективность рабо-ты всех инжекционных устройств и, следовательно, знание их чрезвычайноважно в практическом отношении.

Предлагаемый нами способ измерения t напоминает известный контакт-ный метод модуляции проводимости полупроводника точечным контактом[1]. Оригинальность методики заключена в конструкции инжектирующегоконтакта, а именно: в качестве инжектора выступает не прижимное острие,или специально изготовленный p-n переход, а плазма газового разряда,сжатая в шнур диаметром 20 мкм. Шнур образуется при возникновении

Page 57: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Кандидатские проекты 57

искры между поверхностью полупроводника и отстоящим от нее метал-лическим острием. Поскольку величина искрового промежутка в нашихэкспериментах мала (около 0,1 мм), энергия искры недостаточна для эро-зии поверхности, поэтому метод можно считать неразрушающим. Измеря-емыми величинами являются амплитуды импульсов разрядного тока приразных полярностях металлического острия.

Наш метод имеет несколько преимуществ перед [1]: 1) дает возмож-ность быстрого сканирования поверхности с целью изучения топологииобразца; 2) относительно высокая частота зондирующих импульсов (де-сятки герц) позволяет повысить точность измерений, используя схемынакопления информации; 3) не повреждается исследуемый образец. От-метим, что представленный метод является естественным развитием [2],где плазменный контакт был впервые применен для локального контроляудельного сопротивления и типа проводимости полупроводников.

В докладе приводятся результаты измерений измерения времени жизнии диффузионной длины неосновных носителей в кристаллах Lely 6H-SiC:Nи эпитаксиальных пленках.

Список литературы

[1] Л. П. Павлов, Методы определения основных параметров полупроводниковыхматериалов. Высшая школа, Москва (1975), 206.

[2] Штурбин А. В., Шалыгин В. А., Румянцева И. Д., Антюшин В. С. Способ локаль-ного контроля удельного сопротивления полупроводников и устройство для егоосуществления. Патент РФ N 1822972, 1993 (Опубл. в бюллет. Изобретения,1993, N 23, с. 53)

Ступенчатая фотоионизация паров 2,4-диоксибензальдегидаи 3,4-диметоксипропиофенонаМ. Е. Акопян, В. И. Клейменов, М. В. Клейменов, А. Г. ФеофиловНИИФ СПбГУ

Методами лазерной фотоионизационной спектроскопии изучены процессыступенчатой ионизации и диссоциации паров двух кислородсодержащих со-единений бензола: 2,4-дигидроксибензальдегида (2, 4− (OH)2C6H3C(O)H)и 3,4- диметоксипропиофенона (3, 4− (CH3O)2C6H3C(O)C2H5). Для этихсоединений в спектральной области наших измерений (315–266 нм) до-ступны возбужденные состояния нейтральной молекулы и катиона различ-ной орбитальной природы. Задача работы состояла в определении влия-ния типа этих состояний на механизмы набора энергии и фрагментациюпри ступенчатом возбуждении и ионизации. Установлено, что для обоих

Page 58: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

58 Кандидатские проекты

соединений при интенсивности лазерного излучения до 106 Вт/cм2 доми-нирует процесс двухступенчатой ионизации с генерацией молекулярныхионов. Установлено, что для 2,4-дигидроксибензальдегида во всем спек-тральном диапазоне наших измерений доминирующим механизмом образо-вания фрагментных ионов является «ионизация-диссоциация». Выяснено,что для 3,4-диметоксипропиофенона имеет место конкуренция двух меха-низмов: «ионизация-диссоциация», при котором фрагментные ионы образу-ются в результате фотодиссоциации молекулярного иона, и «диссоциация-ионизация» с разрывом альфа-связи карбонильной группы и образованиемфрагмента (М−C2H5), который затем ионизуется под действием лазерногоизлучения. Поглощение дополнительных квантов приводит к диссоциацииэтого фрагмента. Константа скорости диссоциации молекулы из промежу-точных состояний S2 и S3 оценена как ∼ 108. Для обоих соединенийобнаружены и обсуждаются отличия в составе и относительном выходефрагментных ионов в зависимости от пути набора энергии до фотодиссо-циации:

M(S0) + hν1 → M∗(S2) + hν1 → M+(D0)

или

M(S0) + hν2 → M∗(S3) + hν2 → M+(D1).

Для 2,4-дигидроксибензальдегида (М = 138 а.е.м.) предложены каналыобразования фрагментных ионов с массами 137, 110, 92, 81, 69, 63, 55,53 и 39 а.е.м., а для 3,4-диметоксипропиофенона (М = 194 а.е.м.) — фраг-ментных ионов с массами 165, 137, 122, 107, 92, 79, 77 и 51 а.е.м.

Page 59: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Поисковые проекты

Исследование фазового перехода II рода в разупорядоченныхсистемах поляризованными нейтронами: перколяционный сце-нарий переходаС. В. ГригорьевПетербургский Институт Ядерной Физики, Гатчина, 188350, Россия

В рамках проекта методами трехмерного анализа поляризации нейтронови малоуглового рассеяния нейтронов исследовался магнитный фазовый пе-реход в железо - никелевых сплавах с ГЦК решеткой (Fe70Ni30, допирован-ный 0.7% C и Fe65Ni35). Сосуществование и рост двух разномасштабныхмагнитных корреляций обнаружены и наблюдались в парамагнитной фазепо мере приближения к TC . Обычные критические флуктуации, описы-ваемые Лоренцианом с размером Rc < 230 A, обнаружены при анализеспектров малоуглового рассеяния нейтронов. С другой стороны, деполя-ризационный анализ показывает наличие крупномасштабных корреляций(около 103−104 A), описываемых «квадрированным» Лоренцианом. Пред-полагается, что крупномасштабные корреляции возникают из-за локальныхвариаций температуры Кюри TC . Локальные TC-вариации описываются че-рез параметры разупорядочения системы: среднюю температуру 〈TC〉, по-луширину TC-вариации,∆TC, и характерный размер области, R0, где имеетместо TC-вариация. Соотношение между величиной TC-вариации,∆TC/〈TC〉,и ее характерной корреляционной длиной R0/a (a — постоянная решет-ки) определяет сценарий перехода: «перколяционный» или «однородный».Если R0/a � (∆TC/〈TC〉)−2/3, то локально упорядоченные ферромагнит-ные области появляются в парамагнитной фазе и, затем, формируют боль-шие перколяционные кластеры. В данном случае, корреляционная длинатакой области доминирует над корреляционной длиной тепловых флуктуа-ций. И следовательно, фазовый переход идет по «перколяционному» сцена-рию. Все три параметра перехода были получены из данных трехмерногоанализа деполяризации нейтронов. Из температурной зависимости намаг-ниченности было установлено 〈TС〉 = 397 ± 0.5 K и ∆TC = 4.55± 0.05 Kдля сплава Fe70Ni30 и 〈TC〉 = 485±0.5 K, ∆TC = 12.5±0.2 K для Fe65Ni35.Из деполяризации нейтронного пучка был оценен характерный размер TC-

Page 60: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

60 Поисковые проекты

вариации, R0, который не зависит от температуры. Он равнялся 104 A длясплава Fe70Ni30 и 6 · 104 A для сплава Fe65Ni35. В тоже время корреляци-онная длина магнитного кластера, Rd , растет с приведенной температуройв ферромагнитной области как Rd ∼ (τ )∆ с ∆ = 0.65 ± 0.05. Проведе-но теоретическое обоснование полученных результатов с использованиемконцепции разупорядочения инварных FeNi сплавов, приводящего к ло-кальным вариациям температуры Кюри около ее среднего значения. Обсу-ждаются критерии реализации перколяционного сценария фазового пере-хода.

Самоорганизация и 1/ f -шум в гранулированныхсверхпроводникахС. Л. Гинзбург, Н. Е. СавицкаяПИЯФ РАН[email protected]

Как известно, 1/ f -шум широко распространен в природе и технике. Од-нако, несмотря на его вездесущесть, до сих пор нет ясного пониманияприроды этого явления. Для его объяснения была в частности предло-жена концепция самоорганизованной критичности [1]. Согласно даннойконцепции гигантские динамические системы, состоящие из огромного чи-сла взаимодействующих элементов, в процессе своей эволюции приходятв критическое состояние, которое является самоподдерживающимся. Поструктуре оно представляет собой набор метастабильных состояний, пе-реходящих друг в друга посредством «лавин», возникающих после малоговнешнего возмущения системы. Создателями теории самоорганизации бы-ло выдвинуто предположение, что именно самоорганизованные системыи являются источниками 1/ f -шума. Однако впоследствие в стандартныхмоделях, используемых для изучения СОК 1/ f -шума обнаружено не было.Поэтому по-прежнему идет поиск самоорганизованных систем, в которыхимеется 1/ f -шум (см., например, [2]).

Ранее нами [3–7] было показано, что интересным примером систем сСОК являются гранулированные сверхпроводники при большом значенииосновного параметра V � 1, (где jc — критический ток через контакт, a— размер гранул, Φ0 — квант потока магнитного поля). Благодаря своимфизическим свойствам эти системы позволяют изучать самоорганизацию вусловиях, которые являются нефизическими для ранее предложенных мо-делей с СОК, но естественны для гранулированных сверхпроводников. Этои позволило предположить, что именно на их примере возможно изучить

Page 61: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Поисковые проекты 61

связь 1/ f -шума и самоорганизации.В настоящей работе мы теоретически и методом компьютерного мо-

делирования изучали критическое состояние в квазиодномерном много-контактном СКВИДе размером N × L (N � L) с закрытыми граничнымиусловиями, помещенном в медленно меняющееся магнитное поле. В ре-зультате мы показали, что в спектрах среднего тока для систем различныхразмеров имеется широкая область 1/ f -шума, ограниченная лишь разме-ром системы L. При этом в квазиодномерном случае самоорганизациив системе не наблюдалось, в двумерной же ситуации система являласьсамоорганизованной, то есть интегральные напряжения имели степенноераспределение.

Список литературы

[1] P. Bak, C. Tang, K. Wisenfeld, Phys. Rev. Lett, 59, 381 (1987).[2] S. Maslov, C. Tang, Y-C. Zhang, Phys. Rev. Lett., 83, 2449 (1999).[3] С. Л. Гинзбург, ЖЭТФ, 106, 607 (1994).[4] S. L. Ginzburg, M. A. Pustovoit, N. E. Savitskaya, Phys. Rev. E, 57, 1319 (1998).[5] С. Л. Гинзбург, Н. Е. Савицкая, Письма в ЖЭТФ, 68, 688 (1998).[6] С. Л. Гинзбург, Н. Е. Савицкая, Письма в ЖЭТФ, 69, 119 (1999).[7] С. Л. Гинзбург, Н. Е. Савицкая, ЖЭТФ, 17, 227 (2000).

Фокусировка излучения в лазере с искривленными штрихамираспределенного брегговского зеркалаГ. С. СоколовскийФизико-технический институт им.А.Ф.Иоффе[email protected]

В настоящее время в мире проявляется большой интерес к созданию высо-комощных одночастотных одномодовых источников лазерного излучения,область применения которых варьируется от медицины (например, ядер-ная магнито-резонансная томография) до связи (накачка эрбиевых воло-конных усилителей сигнала в волоконно-оптических линиях связи). Од-нако предложенные к настоящему времени конструкции не обеспечиваютвысокой мощности при сохранении возможности частотного и простран-ственного контроля выходного излучения. В настоящей работе развиваетсявыдвинутая ранее [1–4] идея фокусировки излучения в лазере, штрихи ди-фракционной решетки которого представляют собой дуги концентрическихокружностей, обеспечивая фокусировку всех мод лазерного излучения вобщий фокус в плоскости p-n-перехода. Это является принципиальным от-личием геометрии предлагаемого лазера от «обычной» конструкции, где

Page 62: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

62 Поисковые проекты

«геометрический источник» излучения любой моды высшего порядка су-щественно сдвинут по длине резонатора относительно «источника» излуче-ния нулевой моды, что препятствует фокусировке неодномодового излуче-ния. Фокусировка излучения в лазере предложенной конструкции в напра-влении, перпендикулярном плоскости p-n перехода, легко осуществляетсяпри помощи цилиндрической микролинзы (например, отрезка одномодо-вого оптического волокна укрепленного непосредственно на теплоотводелазерного диода). На основании выполненной теоретической оценки раз-мера перетяжки при фокусировке света криволинейной решеткой в парак-сиальном и «квазипараксиальном» приближениях и, принимая во вниманиевысокую частотную селективность резонатора с распределенным бреггов-ским зеркалом, можно утверждать, что предлагаемая конструкция явля-ется на сегодняшний день наиболее эффективным и простым решениемпроблемы фокусировки излучения мощных полупроводниковых лазеров сшироким полоском.

Список литературы

[1] G. S. Sokolovskii et al, Optical and Quant. El., 1999 v.31, 3, pp.215-221.[2] G. S. Sokolovskii et al, Int. Symp. Nanostructures: Physics and Technology(NANO-2000), St.Petersburg, Russia, 22-26 June 2000.

[3] G. S. Sokolovskii et al, Int. Conf. on Lasers and Electro-Optics (CLEO-Europe),Nice, France, 10-15 September 2000.

[4] G. S. Sokolovskii et al, IEEE Journal of Quant. El., 2000, v.36, 12, pp.1412-1420.

Ускорение электронов ударными волнами и нетепловое излуче-ние остатков сверхновых звёзд и комплексов высокоскоростныхоблаковЮ. A. УваровФизико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Наблюдаемое от многих астрофизических объектов нетепловое излуче-ние свидетельствует об эффективной генерации нетепловых частиц в этихобъектах, в первую очередь, электронов. За ускорение частиц могут от-вечать различные механизмы, но наиболее универсальным является меха-низм ускорения частиц ударными волнами (УВ), поскольку ударные вол-ны возникают практически во всех объектах, характеризующихся мощнымэнерговыделением, и способны сформировать строго степенной спектр ча-стиц в очень широком диапазоне энергий.

В условиях разряженной плазмы УВ являются бесстолкновительными.Компьютерное моделирование структуры бесстолкновительных УВ с ис-

Page 63: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Поисковые проекты 63

пользованием гибридных кодов, рассматривающих протоны как частицы, аэлектроны как жидкость, позволило описать основные особенности сверх-критических квазипродольных УВ. Фронт квазипродольной сверхкрити-ческой УВ представляет собой весьма протяженную переходную область,заполненную флуктуациями магнитного поля с амплитудами δB/B ∼ 1и характерными частотами ниже гирочастоты иона. Электроны с гирора-диусами больше ширины фронта будут эффективно ускоряться механиз-мом Ферми первого порядка в окрестности квазипродольной УВ. Од-нако для этого их энергия в большинстве случаев должна существен-но превышать тепловую и необходимо решать вопрос об инжекции элек-тронов в механизм ускорения Ферми. Воспользовавшись рассчитанной вгибридных кодах структурой ударной волны можно в рамках кинетиче-ской теории расчитать функцию распределения электронов. На этом осно-вывается модель, позволяющая рассчитать энергетический спектр элек-тронов вблизи быстрой квазипродольной ударной волны с числом МахаM < M∗ ≡ (βmp/me)

1/2.В рамках данной модели возможен расчет излучения от остатков сверх-

новых звёзд и высокоскоростных облаков (ВО). Непосредственно рассчи-тывалось излучение от остатка сверхновой SN1006 и комплексов высоко-скоростных облаков A, M. Результаты расчетов согласуются с наблюдени-ями остатка SN1006 в радио, рентгеновском и гамма диапазонах, а такженаблюдениями гамма излучения от ВО комплексов М и А, выполненнымителескопом COMPTEL на борту орбитальной Комптоновской Обсервато-рии.

Кинематика околосолнечного пространства по даннымкаталога HipparcosА. С. ЦветковАстрономический институт им. В. В. Соболева СПбГУ

Стандартная кинематической моделиДля интерпретации собственных движений звезд в настоящее время

применяется модель, ставшая уже стандартной, которая учитывает триосновных кинематических эффекта: остаточное прецессионное движение(для наземных каталогов), вращение Галактики (обычно в рамках моделиОорта-Линдблада), поступательное движения Солнца. Хорошо известно,что данная модель не всегда хорошо соответствует наблюдениям. В част-ности, в работе [1], авторам удалось построить критерии соответствия мо-дели наблюдениям и показать, что этим критериям удовлетворяет только

Page 64: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

64 Поисковые проекты

поступательное движение Солнца.Со середины XX века предпринимались попытки дополнить стандарт-

ную модель новыми компонентами. В частности, особой популярностьюпользовалась гипотеза Местной системы звезд и ее вращения, которое ис-кажает «нормальное» поле скоростей в околосолнечной окрестности.

Автор неоднократно обращался к теме Местной системы звезд, наибо-лее значимые результаты приведены в работах [2], [3]. Однако, громозд-кость уравнений, описывающие вращение Местной системы, приводит кзатруднениям при аналитических преобразованиях, а также не позволя-ет провести тест адекватности модели вращения наблюдательным данным.Желательно было бы найти более простой метод определения аномалийполя скоростей.Метод построения поля скоростейПоявление каталога Hipparcos и наличие в нем индивидуальных парал-

лаксов звезд позволяет поставить новые звездно-кинематические задачи,решить которые ранее не представлялось возможным. К сожалению, ка-талог не содержит лучевых скоростей, тем самым мы не может получитьнепосредственно трехмерную скорость каждой звезды.

Тестирование стандартной модели на материале каталога Hipparcos по-казало, что опять уверенно определяется движение Солнца. Говорить оприсутствии в собственных движениях эффектов вращения Галактики мож-но лишь для далеких звезд (> 300 пк), кинематика близких звезд значи-тельно богаче [4] и нуждается в более детальном исследовании.

Метод, примененный автором для построения поля скоростей звезд вокрестности Солнца, чрезвычайно прост и основывается на решении урав-нений Эри-Ковальского для различных групп звезд и определении взаим-ного движения центроидов этих звезд. Индивидуальные параллаксы звездпозволяют организовать их выборку в неконцентрических сферах. Опреде-лив параметры движения Солнца Vx,Vy,Vz для каждой сферы и построивих разности, мы может реконструировать полное трехмерное поле скоро-стей звезд каталога Hipparcos (даже без знания лучевых скоростей звезд).Наложение дополнительных условий на выборку (спектральный класс, аб-солютная звездная величина) позволяет детализировать исследование.

Полученное поле скоростей может быть изучено с помощью обычныхметодов анализа векторных полей.

Список литературы

[1] В. В. Витязев, А. С. Цветков, Исследование лучевых скоростей и собственныхдвижений звезд каталогов FK4, N30, FK3, GC с помощью сферических функ-

Page 65: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Поисковые проекты 65

ций, Вестник ЛГУ, 1990, Сер. 1, Вып. 2 (N9)[2] Tsvetkov A. S., The Local star system: kinematics derived from proper motions.

Astronomical and Astrophysical transactions, 1994[3] Tsvetkov A. S., The Local stellar system: kinematics derived from the proper

motions of the HIPPARCOS catalogue.Journees 1997, Systemes de referencespatiotemporels, Prague

[4] Tsvetkov A. S., A method to test the adequacy of a model to observations, in ASPConf. Ser., Vol. 172, Astronomical Data Analysis Software and Systems VIII, eds.D. M. Mehringer, R. L. Plante, and D. A. Roberts (San Francisco: ASP), p.42-45

Page 66: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Содержание

Предисловие 3

Дипломные проекты 5Клонирование фрагмента кДНК рецептора церулоплазмина чело-века и анализ его филогенетического родстваА. В. Васин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Ядерная магнитная релаксация в водных растворах кислотА. А. Воронцова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Моделирование межзвездного поглощения с учетом распростра-ненности химических элементовД. Н. Дубкова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Импульсная активность и модель памяти каноническогокортикального модуляС. А. Евдокимов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Регуляция взаимодействия миозина с актиномактин-связывающими участками кальдесмонаВ. С. Ермаков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Формирование точечных дефектов в бездислокационномкремнииВ. А. Забелин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Механизм перехода в генерацию инжекционного лазерас точки зрения теории сверхизлученияЛ. Я. Карачинский . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Моделирование пристеночной плазмы токамаковс помощью численного кода В2-SOLPS 5.0Е. Г. Кавеева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Оптический конструктор, моделирующее ядро и программная сре-да электронного учебникаК. П. Колинько . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Расчет размерности составного оператора φ′∆φ′ при произволь-ной размерности пространства в стохастической теории развитойтурбулентности.М. В. Компаниец . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Влияние индуцибельной экспрессии онкобелка Ras на дифферен-цировку клеток тератокарциномы мыши F9А. В. Красикова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Page 67: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Содержание 67

Аналитическое и численное исследование равновесных характери-стик капли с заряженным ядром конденсации во внешнем электри-ческом полеМ. С. Кшевецкий, А. К. Щёкин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Моделирование однородного тлеющего разрядаатмосферного давленияВ. А. Майоров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Возбуждение параметрического резонанса при коллективном вза-имодействии когерентного электромагнитного поля с оптическиплотной резонансной неинвертированной средойВ. С. Егоров, И. Б. Мехов, П. В. Морошкин, А. Н. Федоров,И. А. Чехонин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Резонансный магнитоэлектрический эффект в магнитоупорядочен-ных материалахИ. С. Никифоров, Д. А. Филиппов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Численное моделирование деформирования и разрушения сред с

полиморфными фазовыми переходамиЕ. А. Ноткина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Улучшение характеристик лазерных гетероструктурв системе A2B6

И. И. Новиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Компьютерный анализ последовательности минисателлита UPS29человекаИ. В. Огнева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Формирование и релаксация тепловых динамическихголограмм в растворах фуллереновА. Л. Пяйт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Длинноволновое излучение в структурах с InGaAs/GaAs кванто-выми точкамиД. С. Сизов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Двухфотонный когерентный контроль атомногостолкновения классическим и перепутанным светомД. В. Куприянов, А. В. Славгородский, И. М. Соколов . . . . . . . . . 28Слабая локализация в квазидвумерных системахС. А. Тарасенко . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Исследование нелинейного спин-волнового пленочного СВЧ ин-

терферометраА. Б. Устинов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Page 68: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

68 Содержание

Кандидатские проекты 32Резонансное возбуждение волн фотопроводимости и простран-ственной перезарядки ловушек в кубических фоторефрактивныхкристаллахМ. А. Брюшинин, С. А. Кукушкин, И. А. Соколов . . . . . . . . . . . . 32Применение оптических методов для исследования процесса те-плопереноса в условиях микрогравитацииО. Н. Буденкова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Влияние косвенных квантовых измерений на описаниеполя в микромазереГ. П. Мирошниченко, И. П. Вадейко . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Рост сверхтонких пленок дисилицида кобальта на кремнииД. А. Валдайцев . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Исследование критической термодинамики многоподрешёточныхантиферромагнетиков методом ε разложенияв четырёхпетлевом приближенииК. Б. Варнашёв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Изучение активности гена церулоплазминаН. Е. Гюлиханданова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Полевой эффект в гранулированных металлическихпленкахД. А. Закгейм, И. В. Рожанский . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Хаос в квантовых системахИ. Б. Иванов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Исследование характеристик приемной системы с целью реализа-ции предельных параметров радиотелескопа ТНА-400-1 РСДБД. В. Иванов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Статистическое исследование звезд окрестности СолнцаЕ. Э. Казакевич . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Исследование механизмов ионизации атомовбыстрыми ионамиК. В. Кашников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Свойства систем с динамической структуройвзаимодействийО. В. Кириллова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Влияние межмолекулярного резонансного взаимодействия на по-ляризуемость молекул CF4 и SF6 в области фундаментальных по-лос поглощенияИ. М. Кисляков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Page 69: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

Содержание 69

Электропроводящие и механические свойства микропористых пле-нок полиэтилена со слоями проводящих полимеровИ. С. Курындин, Г. К. Ельяшевич . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Критическая термодинамика двумерных системв пятипетлевом ренормгрупповом приближенииЕ. В. Орлов, А. И. Соколов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Жидкокристаллическое упорядочение в полимерныхщеткахА. Полоцкий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Расчет квадратичной поляризуемости теплойзамагниченной плазмыЕ. З. Гусаков, А. Ю. Попов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Структурные и спектральные свойства комплексов платины (II) схиральным сульфоксидным лигандом и взаимодействие этих ком-плексов с аминокислотамиА. Н. Скворцов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52Исследование процессов фотодиссоциации двухатомных молекулна основе регистрации поляризованных атомов галогенов метода-ми многофотонной лазерной спектроскопииА. Г. Смолин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Ускорение тяжелых ионов в рамках зарядово-согласованной моде-лиМ. Ф. Стовпюк . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Конденсация на частично смачиваемых поверхностяхс отрицательным линейным натяжениемД. Татьяненко . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Бесконтактное измерение времени жизни неосновных носителейзаряда в карбиде кремнияА. В. Штурбин, И. Е. Титков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Ступенчатая фотоионизация паров 2,4-диоксибензальдегидаи 3,4-диметоксипропиофенонаМ. Е. Акопян, В. И. Клейменов, М. В. Клейменов,А. Г. Феофилов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Поисковые проекты 59Исследование фазового перехода II рода в разупорядоченных си-стемах поляризованными нейтронами: перколяционный сценарийпереходаС. В. Григорьев . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Page 70: Итоговый семинар по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2000 года для молодых ученых

70 Содержание

Самоорганизация и 1/ f -шум в гранулированныхсверхпроводникахС. Л. Гинзбург, Н. Е. Савицкая . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Фокусировка излучения в лазере с искривленными штрихами рас-пределенного брегговского зеркалаГ. С. Соколовский . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Ускорение электронов ударными волнами и нетепловое излучениеостатков сверхновых звёзд и комплексов высокоскоростных обла-ковЮ. A. Уваров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Кинематика околосолнечного пространства по даннымкаталога HipparcosА. С. Цветков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ПИЯФ РАН188350, Гатчина Ленинградской обл., Орлова роща

Зак. 45, тир. 100, уч.-изд. л. 4.3, 5.02.2001 г.