Отделение теоретической физики им.И.Е.Тамма Об Отделении
сотрудники
научные отчеты структура
исследования
семинары, события

отчет о научной деятельности в 2002 г.
Группа советника РАН   В.Л.Гинзбурга

Сектор состоит из 10 научных сотрудников, из которых 3 являются докторами физ.-мат.наук и 7 кандидатами физ.-мат.наук, один сотрудник является членом ОЯФ РАН - академик В.Л.Гинзбург.
В секторе проходит обучение 1 аспирант.
Опубликовано или принято к печати 24 научных статьи сотрудников сектора;
сотрудники принимали участие в 4 международных конференциях (сделано 4 доклада)
 

Защита диссертаций:
А.М.Бобков – защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физ.-мат.наук
 

Основные научные результаты, полученные в 2002 г.:
  1. Опубликована в УФН статья "Несколько замечаний об излучении зарядов и мультиполей, равномерно движущихся в среде". Опубликована статья "О некоторых успехах физики и астрономии за последние три года" (УФН, частично в журнале "Земля и Вселенная", краткое содержание будет в Трудах 3-ей международной Сахаровской конференции по физике). Опубликовано около 20 статей в мемориальных сборниках, журналах и газетах, посвященных некоторым вопросам истории науки,проблемам пропаганды науки и борьбы с лженаукой,а также проблемам атеизма и антирелигиозной пропаганды. (В.Л.Гинзбург)

  2. Существующая в течение двух десятилетий проблема различия между радиальным распределением ядер космических лучей и распределением их вероятных источников в диске (сверхновых, пульсаров и т.д.) была объяснена эффектами распространения частиц в Галактике. Показано, что этот эффект естественно возникает, если при гидродинамическом описании системы корректно учтена передача момента от космических лучей к фоновой плазме через механизм возбуждения МГД-волн. В рамках этой самосогласованной схемы показано, что в системе возникает интенсивный конвективный перенос плазмы и космических лучей (галактический ветер). Существенным моментом данной модели является то, что эффективное время жизни космических лучей в диске минимально там, где максимальна концентрация источников космических лучей. Этот "эффект компенсации" приводит к квази-однородному распределению космических лучей в галактическом диске. Указанный результат оказывается крайне важным для интерпретации наблюдательных данных. Наши исследования показывают, что, видимо, такое предположение не является корректным, и в Галактике имеются значительные пространственные флуктуации этих параметров. Поэтому оценки характеристик распространения космических лучей на основе "глобальных" характеристик: например, распределения диффузного гамма или радио излучения, при их некорректной интерпретации может привести к неправильным результатам. (В.А.Догель)

  3. Проанализирована природа диффузного излучения из галактического диска, которая в течение трех десятков лет является загадочной. Существовавшие до сих пор модели были не в состоянии объяснить поток жесткого рентгена из галактического диска. Анализ различных физических моделей с неизбежностью приводил к выводу о том, что для генерации этого пока необходима мощность источников на один-два порядка превышающая светимость сверхновых звезд - самых мощных галактических источников. Нами было показано, что эта энергетическая проблема может быть разрешена, если излучение идет непосредственно из области ускорения частиц. Из анализа кинетических уравнений было показано, что в этом случае эффективность генерации рентгеновских фотонов выше, чем в прочих случаях. В рамках этой модели удается разрешить и другие проблемы рентгеновского потока, такие как: многотемпературный профиль излучения, гидродинамическую устойчивость плазмы в галактическом диске, ширину рентгеновских линий, которая существенно превышает тепловую и т.д. Ключевым моментом данной модели является наличие избытка квази-тепловых частиц возникающих под воздействием ускорительных механизмов. В результате степень ионизации ядер фоновой плазмы оказывается более высоким, чем следует из величины ее температуры. (В.А.Догель)

  4. Проанализирована природа радио и рентгеновского излучения из скопления галактик Кома. Было показано, что в случае непосредственно ускорения электронов в межгалактическом пространстве механизм рентгеновского излучения - тормозные потери субрелятивистких электронов, Если же электроны инжектируются в пространство источниками, то это излучение генерируется релятивисткими электронами за счет их Комптоновских потерь. (В.А.Догель)

  5. Развита теория для джозефсоновского тока в контактах сверхпроводник-ферромагнетик-сверхпроводник, учитывающая различие между амплитудами отражения (преломления) для квазичастиц со спинами вверх и вниз. Показано, что с изменением температуры в таких контактах может произойти 0-pi переход только в случае сильной спин-активности ферромагшнитного барьера. При этом, в частности, обе энергии андреевских связанных состояний в одном спиновом канале должны быть отрицательны, а в другом положительны. Тогда только один спиновый канал вносит вклад в джозефсоновский ток при нулевой температуре. При температуре 0-pi перехода два спиновых канала существенно компенсируют друг друга и могут привести к заметному минимуму критического тока в туннельных контактах. Минимальный критический ток квадратичен по малой прозрачности и содержит первую и вторую гармоники одного порядка величины.
    Далее исследован джозефсоновский ток в контактах с трехслойной границей раздела ферромагнетик-изолятор-ферромагнетик. Найдены спектры и спиновые структуры связанных на границе раздела когерентных состояний квазичастиц, при конечной прозрачности изоляционного барьера и произвольном угле разориентировки намагниченностей, лежащих в плоскости ферромагнитных слоев трехслойной прослойки. Показано, что джозефсоновский ток в квантовых точечных контактах с рассматриваемой прослойкой может немонотонно зависеть от угла разориентировки намагниченностей. Такое характерное поведение имеет место, если в частном случае параллельных намагниченностей слоев pi-состояние является равновесным состоянием контакта. (Ю.С.Бараш)

  6. Используя численные методы, найдены решения нелинейных одномерных уравнений Гинзбурга-Ландау, описывающие фазовые переходы первого и второго рода (а также гистерезисные явления ) в мезоскопических цилиндрах и пластинах, сделанных из сверхпроводников с произвольными значениями параметра "каппа". (Г.Ф.Жарков)

  7. Начата работа по изучению разрушения когерентности за счет взаимодействия в Ферми-системах при низких температурах. Получена общая формула,выражающая матрицу плотности Ферми-системы через сумму одночастичных функциональных интегралов. Показано, что соответствующим образом определенная спектральная плотность одновременно описывает как поведение Ферми-системы (распределение частиц по импульсам), так и поведение изолированной частицы в эффективном диссипативном окружении. Проведен расчет спектральной плотности в приближении квадратичного диссипативного ядра в одночастичных действиях. (С.М.Апенко)

  8. Совместно с А.Д.Заикиным рассмотрены поправки к шуму мезоскопического рассеивателя, обусловленные электрон-электронным взаимодействием. Предполагалось, что сопротивление рассеивателя много меньше h/e2.
    Также было рассчитано поле магнитного пробоя гибридной структуры нормальный металл-сверхпроводник, при котором исчезает диамагнетизм нормального слоя, обусловленный эффектом близости со сверхпроводником. Хотя линейный отклик при малых полях и нулевой температуре не зависит от прозрачности барьера между нормальным металлом и сверхпроводником, учет нелинейной зависимости тока от поля приводит к тому,что поле магнитного пробоя оказывается пропорциональным прозрачности барьера. (А.В.Галактионов)

  9. Исследовался вопрос о гравитационной динамике облаков темной материи, входящих в состав гало Галактики. Решена задача об изменении функции распределения частиц темной материи в облаке в результате пролета сквозь него звезды. Вычислена средняя скорость потери массы облаком при пролете звезды в зависимости от параметров облака и его орбиты. Исследуется процесс роста сверхмассивной черной дыры в центре Галактики за счет поглощения частиц темного вещества из гало. Конкретно : идет работа над определением влияния столкновений со звездами на диффузию частиц темной материи по угловому моменту и энергии. Вычислены коэффициенты диффузии при малых моментах для некоторого модельного распределения звезд. (М.И.Зельников)

  10. Изучается задача о гидродинамическом описании двух и/или многокомпонентной космической среды. Для двухкомпонентной среды ситуация очень похожа на двухскоростную гидродинамику, описывающую сверхтекучий гелий-4. По аналогии с упомянутой выше гидродинамикой сверхтекучего гелия можно получить различные волновые моды (типа, скажем, обычного и второго звуков). В космической гидродинамике рассматриваемого типа это связано с возмущениями плотности и энтропии. Соответственно для разных компонент среды, если их считать квазинезависимыми, получаются разные джинсовские масштабы. В действительности же возникает ряд вопросов об устойчивости различных мод. Еще одна важная проблема связана с существованием и устойчивостью нескольких волновых мод на фоне расширения Вселенной, если речь идет о масштабах больших галактических. (Ю.М.Брук)

  11. Исследовались особенности кондактанса туннельных SIN- и SIS-контактов с киральными сверхпроводниками. (А.М.Бобков)

  12. Изучалось влияние нелокальности отклика квазичастиц на нелинейный эффект Мейсснера в сверхпроводниках с d-спариванием. (М.С.Каленков)

  13. Изучались свойства контактов сверхпроводников с магнитными прослойками. (И.В.Бобкова)

Результаты, предлагаемые для включения в годовой отчет академика-секретаря:
Изучены самосогласованные решения нелинейных уравнений Гинзбурга-Ландау, описывающие поведение мезоскопических сверхпроводников (тонкий цилиндр и тонкая пластина), помещенных в продольное магнитное поле H. Найдено, что достаточно тонкий цилиндр (когда в нем нет вихрей) может находиться в нескольких сверхпроводящих состояниях. Найдены критические поля H1, H2, Hp, Hi, Hr), при которых происходят переходы первого и второго рода между различными сверхпроводящими состояниями цилиндра, как функции от радиуса цилиндра R и параметра kappa теории ГЛ. Описаны гистерезисные явления, возникающие при переходах мезоскопического цилиндра из нормального в сверхпроводящие состояния в уменьшающемся магнитном поле. Предсказаны скачки намагниченности, возникающие при переходах между различными безвихревыми состояниями цилиндра. Описан парамагнитный эффект Мейсснера, возникающий в том случае, когда на оси цилиндра присутствует произвольное число m квантов потока. Обсуждена связь между результатами самосогласованного подхода и линеаризованной теорией. Показано, что в пределе $\kappa\to 1/\sqrt{2}$ и $R\gg\lambda$ (lambda - лондоновская глубина проникновения) самосогласованное решение (отвечающее так называемому метастабильному p-состоянию) совпадает с аналитическим решением, найденным из вырожденных уравнений Богомольного. (Аналогичные результаты получены для плоской пластины толщиной D.) Проведенное исследование представляет большой интерес в связи с перспективой создания измерительных устройств на основе мезоскопических сверхпроводников. (Г.Ф. Жарков)

Проекты, выполнявшиеся в 2002 году:

1. РФФИ № 00-15-96697 (проект поддержки ведущих научных школ)
Руководитель: В.Л.Гинзбург (участвуют все сотрудники группы)

2. РФФИ № 01-02-17829
Руководитель: В.Л.Гинзбург (участвуют 4 сотрудника)

3. РФФИ № 02-02-16643
Руководитель: Ю.С.Бараш (участвует 1 сотрудника и один аспирант)

4. РФФИ № 02-02-16825
Руководитель: Г.Ф.Жарков

5. Минпромнауки РФ, тема "Управляемая сверхпроводимость";
Госконтракт ИФФТ РАН с Минпромнауки РФ. Руководитель группы ОТФ, участвующей в теме, В.Л.Гинзбург. В составе группы - сотрудники группы, а также сектора теории сверхпроводимости ОТФ.
 

Преподавание:

В.Л.Гинзбург - профессор, заведующий кафедрой проблем физики и астрофизики МФТИ,
Ю.С.Бараш - доцент, зам. заведующего кафедрой проблем физики и астрофизики МФТИ, читает 2 курса лекций
М.И.Зельников - доцент кафедрой проблем физики и астрофизики МФТИ, читает 2 курса лекций
Ю.М.Брук - доцент кафедрой проблем физики и астрофизики МФТИ, читает 2 курса лекций
В.А.Догель - профессор кафедрой проблем физики и астрофизики МФТИ, читает 2 курса лекций
 

Участие в конференциях:

1. Коллоквиум Института Макса Планка, Гархинг, Германия;
В.А.Догель (доклад);

2. Конференция по рентгеновской астрономии, сентябрь 2002 г., Сантандер, Испания;
В.А.Догель (доклад);

3. The First International Workshop on the Symmetry in Macroscopic Quantum States-Quantitative Experiments and Theory, 21-23 апреля 2002 г., Германия
Ю.С.Бараш (доклад);

4. Third International Sakharov Conference on Physics, 24-29 июня 2002 г., Москва,
В.Л.Гинзбург (доклад)
 

Список литературы, опубликованной и принятой в печать в иностранных журналах в 2002 году:
  1. Barash Yu.S., Bobkova I.V.
    "Interplay of spin-discriminated Andreev bound states forming the 0-pi transition in Superconductor-Ferromagnet-Superconductor Junctions", Phys.Rev.B65, 144502, 2002;
  2. Barash Yu.S.,Bobkova I.V., Kopp T.
    "Josephson current in S-FIF-S junctions: nonmonotonic dependence on misorientation angle", Phys.Rev.B66, 140503 (R), 2002;
  3. Dogiel V.A, Schoenfelder V., Strong A.V.
    "Nonthermal hard X-Ray emission from the Galactic Ridge", Astronomy ana Astrophysics, v.382, pp.730-746, 2002;
  4. Breitschwerdt D., Dogiel V.A.,Voelk H.J.
    "The gradient of diffuse gamma-ray emission in the Galaxy", Astronomy and Astrophysics, v.385, pp.216-238, 2002;
  5. Dogiel V.A., Schoenfelder V., Strong A.W.
    "Bremsstrahlung X-Ray emission from the galactic ridge", Proc. of Symp. New centuary of X-Ray astronomy, eds. Inoue H., Kunieda H., p.296, 2002;
  6. Dogiel V.A.,Schoenfelder V., Syrong A.W.
    "The Cosmic-Ray Luminosity of the Galaxy", Ap.J.Letts., v.572, issue 2, pp.L157-L159;
  7. Dogiel V.A.,Inoue H.,Masai K.,Schoenfelder V.,Strong A.W.
    "The Origin of diffuse X-Ray emission from the Galactic ridge, part 1. Energy output of particle sources", Astrophys.Journ., December 20, 2002;
  8. Masai K., Dogiel V.A.,Inoue H., Schoenfelder V.,Strong A.W.
    "ibid, part 2. Nonequilibrium emission due to In-Situ accelerated electrons", Astrophys.Journ., December 20, 2002;
  9. Dogiel V.A.,Masai K., Inoue H.,Schoenfelder V.,Strong A.W.
    "The Origin of X-Ray Flux from the Galactic Ridge", Astonomische Nachrichten, accepted;
  10. Liang H.,Dogiel V.A., Birkinshaw M.
    "The origin of radio haloes and non-thermal emission in clusters of galaxies", Monthly Notices of Royal Astronomical Society, accepted;
  11. Galaktionov A.V., Zaikin A.D.
    "Quantum interference and supercurrent in multiple-barrier proximity structures", Phys.Rev.B65, 184507, 2002;
  12. Zharkov G.F.
    "Oncet of superconductivity and hysteresis in magnetic field for a long cylinder as obtained from a self-consistent solution of Ginzburg-Landau equations", Journ. of Low Temp.Phys., v.128, 87, 2002;
  13. Zharkov G.F.
    "First and second order phase transitions and magnetic hysteresis in a superconducting plate", Journ. of Low Temp.Phys., in press

Список литературы, опубликованной и принятой в печать в российских журналах в 2002 году:
  1. Гинзбург В.Л.
    "Несколько замечаний об излучении зарядов и мультиполей, равномерно движущихся в среде", УФН, т.172, 373, 2002;
  2. В.Л.Гинзбург
    "О некоторых успехах физики и астрономии за последние три года", УФН, т.172, 213, 2002;
  3. В.Л.Гинзбург
    "Памяти С.И.Сыроватского", Сб.статей, в печати;
  4. В.Л.Гинзбург, И.Л.Фабелинский
    "Еще раз к истории открытия комбинационного рассеяния света", Вестник РАН, в печати
  5. Бобков А.М.
    "Особенности кондактанса туннельных SIN и SIS -контактов с киральными сверхпроводниками", Письма в ЖЭТФ, т.75, 455, 2002;
  6. Каленков М.С.
    "Влияние нелокальности отклика квазичастиц на нелинейный эффект Мейсснера в сверхпроводниках с d-спариванием", ЖЭТФ, т.122, 404, 2002;
  7. Зельников М.И., Васильев Е.А.
    "Влияние звезд гало Галактики на потери частиц облаком темного вещества", Препринт ФИАН, номер 56, Москва, 2001;
  8. Жарков Г.Ф., Жарков В.Г., Цветков А.Ю.
    "Самосогласованные решения уравнений Гинзбурга-Ландау и сверхпроводящие краевые состояния в магнитном поле", КСФ, 11, с.35, 2001;
  9. Жарков Г.Ф., Жарков В.Г., Цветков А.Ю.
    "Одномерные решения уравнений Гинзбурга-Ландау для сверхпроводящего цилиндра в магнитном поле" КСФ, 12, с.31, 2001;
  10. Цветков А.Ю., Жарков Г.Ф., Жарков В.Г.
    "Сверхпроводящая пластина в магнитном поле", КСФ, 2, с.42, 2002;
  11. Жарков Г.Ф.
    "О зарождении сверхпроводимости и гистерезисе в цилиндрическом сверхпроводнике первого рода", ЖЭТФ, т., 600, 2002

Публикация книг:
  • В.Л.Гинзбург
    "О науке, о себе и о других", (третье издание, переработанное и дополненное), 2002
     

 

главная страница научные отчеты как нас найти полезные ссылки карта сайта/поиск top
© 2002, Отделение теоретической физики им.И.Е.Тамма