Успехи физических наук

Гравитационные волны в расширенных теориях гравитации

Wed, 13 May 2026 21:00:01 GMT

С.О. Алексеев, С.К. Кузьмин, Е.А. Плужников, Р.А. Стамов, И.И. Чех

Теория для объяснения тёмной материи, тёмной энергии, эволюции ранней Вселенной и других нерешённых проблем обязана корректно воспроизводить существующие наблюдательные и экспериментальные данные, включая свойства гравитационных волн. Поэтому мы обсуждаем ключевые характеристики гравитационных волн: скорость распространения, характерные амплитуды, поляризации, другие особенности в расширенных теориях гравитации: скалярно-тензорной гравитации, включая модели Бранса—Дикке, теории Хорндески, $f(R)$-гравитации, теории с массивным гравитоном, в модифицированной ньютоновской динамике, в квантовых теориях гравитации, включая петлевую квантовую гравитацию, теорию струн IIB, теорию Хоржавы—Лифшица, в многомерных теориях, включая общий случай D-мерного пространства—времени и теорию Калуцы—Клейна, в неримановой геометрии, включая как общий случай метрической аффинной гравитации, так и различные варианты телепараллельной гравитации: $f(T)$ и $f(Q)$, а также расширенные случаи $f(T, B)$ и $f(T, T_{\rm G})$. При увеличении точности обсуждаемые характеристики гравитационных волн будут зарегистрированы, помогая селекции теорий гравитации.

Нелинейность, статистика, медицина (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 21 мая 2025 г.)

Thu, 31 Jul 2025 21:00:02 GMT

21 мая 2025 г. в 13:00 в конференц-зале Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (Москва, Ленинский просп., 53) состоялась Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук (ОФН РАН) "Нелинейность, статистика, медицина".
Объявленная на web-сайте ОФН РАН www.gpad.ac.ru повестка содержала следующие доклады:

Черняев А.П. (Московский государственный университет (МГУ) им. М.В. Ломоносова, физический факультет, г. Москва, РФ). Радиационная медицинская физика.
Завестовская И.Н. (Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", г. Москва; Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), г. Москва, РФ). Лазерные, ядерные и нанотехнологии для биомедицины.
Андрияш А.В. (Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики (ВНИИА) им. Н.Л. Духова, г. Москва, РФ). Фотонные и квантовые технологии во ВНИИА им. Н.Л. Духова.
Аксенова Е.В. (Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ), г. Санкт-Петербург, РФ). Локализованные топологические структуры в анизотропных средах.
Ломоносов И.В. (Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии (ФИЦ ПХФ И МХ) РАН, пос. Черноголовка Московской области, РФ). Физика экстремальных состояний вещества: теория, эксперимент и численное моделирование высокоэнергетических процессов.
Слюняев А.В. (Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН, г. Нижний Новгород, РФ). Волны-убийцы: аналитическое описание, прямое численное моделирование и натурные эксперименты.
Романовский М.Ю. (Частное учреждение по обеспечению развития атомной отрасли "Наука и инновации", г. Москва; Национальный центр физики и математики (НЦФМ), г. Саров Нижегородской области, РФ). О совпадении наивероятнейших распределений и распределений экстремальных значений в системах частиц с иерархической структурой.
Гладков С.О. (Московский авиационный институт (МАИ), г. Москва, РФ). Кристаллизация как явление детерминированного хаоса.
Косевич Ю.А. (Федеральный исследовательский центр химической физики (ФИЦ ХФ) РАН, пос. Черноголовка Московской области, РФ). Влияние симметрии системы на плазмон-поляритонные, оптические и нелинейные упругие свойства наноструктур с внедренным одно- или двухслойным графеном, в том числе сверхпроводящим.

Обзоры, написанные на основе представленных докладов 1, 2 и 7, публикуются далее в этом номере журнала Успехи физических наук (УФН) (см. [1—3]).

Радиационная медицинская физика

Sun, 17 Aug 2025 21:00:03 GMT

А.П. Черняев, Е.Н. Лыкова, Ф.Р. Студеникин, А.А. Щербаков, А.А. Ким, М.В. Желтоножская

В данном обзоре представлено возникновение, ключевые моменты развития и задачи нового направления "Радиационная медицинская физика". Обсуждаются фундаментальные физические идеи, лежащие в основе высокотехнологичных медицинских методов лечения онкологических заболеваний, и некоторые наиболее актуальные направления фундаментальных исследований в области радиационных технологий для медицины. Показаны результаты совместных работ Московского университета и ведущих онкоцентров Москвы и России, получивших широкое признание и использующихся для лечения пациентов. Описана единственная в России многоступенчатая система подготовки кадров — физиков для работы в радиотерапевтических отделениях онкоцентров и роль Московского университета в развитии этого учебно-научного направления.

История, современное состояние и перспективы развития бор-нейтронозахватной терапии

Sun, 03 May 2026 21:00:04 GMT

И.Н. Завестовская, С.М. Деев, С.Ю. Таскаев, Д.С. Петруня

Обзор посвящён истории возникновения, развития и перспективам нейтрон-захватной терапии — одного из наиболее эффективных ядерно-физических методов в медицине, представляющего собой разновидность бинарной адронной терапии. Метод основан на ядерной реакции захвата тепловых нейтронов ядрами элементов, характеризующихся высоким сечением этого процесса (> 500 барн). К ним относятся ядра изотопов бор-10, литий-6, гадолиний-157, уран-235 и ряд других, при этом локальность энерговыделения в пределах одной-двух клеток могут обеспечить лишь несколько (n, α)- и (n, f)-реакций. Ввиду отсутствия радиоактивности и токсичности бора, в клинической практике применение нашла бор-нейтронозахватная терапия, в последние годы активно ведутся исследования в области литий-нейтронозахватной терапии. Акцент в обзоре сделан на разработке ускорительных источников нейтронов, удовлетворяющих требованиям МАГАТЭ, новых препаратов адресной доставки бора, средств и методов дозиметрии.

Принцип запрета и эволюция вещества в статистиках частиц с иерархической структурой

Sun, 17 Aug 2025 21:00:05 GMT

М.Ю. Романовский

Строятся и исследуются статистики наиболее вероятных распределений по энергии в системах многих частиц, одни из которых содержатся (или отграничены) внутри других частиц, а также в системах частиц, отграниченных внутри других частиц, которые, в свою очередь, отграничены внутри третьих частиц. Статистики распределений таких частиц по максимальным и минимальным значениям энергии оказываются совпадающими с полученными в первоначальном комбинаторном решении. Результаты позволяют обосновать принцип запрета Паули, минимальность энерговыделения в различных процессах, отсутствие частиц с отрицательной энергией, а также описывают усложнение строения вещества.

Памяти Игоря Николаевича Топтыгина

Mon, 27 Apr 2026 21:00:06 GMT

А.М. Быков, В.А. Догель, Л.М. Зелёный, В.Н. Зиракашвили, А.В. Иванчик, В.В. Кочаровский, Г.Ф. Крымский, Л.А. Кузьмичёв, К.П. Левенфиш, К.А. Постнов, С.А. Стародубцев, Д.Г. Яковлев

Специальные выпуски журнала "Известия вузов. Радиофизика" к 100-летию А.В. Гапонова-Грехова

Thu, 18 Jun 2026 21:00:01 GMT

Экспериментальные исследования антипротонов и лёгких антиядер в космических лучах

Tue, 02 Dec 2025 21:00:02 GMT

А.Г. Майоров, С.А. Роденко, К.С. Челидзе, Р.Ф. Юлбарисов

В работе представлен обзор современных экспериментальных исследований античастиц — антипротонов, антидейтронов и ядер антигелия, — в составе космических лучей. Основное внимание уделено данным, полученным в результате прямых и косвенных измерений галактической компоненты; часть обзора посвящена изучению вторичных античастиц (альбедо), в т.ч. захваченных магнитным полем Земли в радиационные пояса. Для полноты представления приводится описание первых ускорительных экспериментов, в которых лёгкие антиядра были впервые обнаружены, что показало принципиальную возможность их существования в нашем мире. Рассматриваются результаты баллонных, спутниковых и наземных миссий, направленных на изучение энергетического спектра антипротонов в широком диапазоне энергий — от сотен МэВ до сотен ГэВ, включая косвенные оценки выше 1 ТэВ. Особое внимание уделено последним достижениям в поиске более тяжёлых антиядер, таких как антидейтроны и ядра антигелия, которые представляют значительный интерес в контексте исследований тёмной материи и барионной асимметрии Вселенной. Наконец, обсуждаются перспективные проекты дальнейших исследований с учётом текущих экспериментальных ограничений и технических вызовов.

Инфракрасная фотопроводимость кремния, легированного халькогенами

Wed, 17 Dec 2025 21:00:03 GMT

М.С. Ковалев, И.М. Подлесных, Р.И. Баталов, С.И. Кудряшов

Сверхлегирование — введение примесей в полупроводники с концентрациями, превышающими равновесную растворимость на порядки величины (∼ 10²⁰ см⁻³), — открывает путь к формированию примесных зон в запрещённой зоне кремния. Внедрение халькогенов (S, Se, Te) позволяет достичь высоких значений коэффициента поглощения (10²—10⁴ см⁻¹) в инфракрасном диапазоне (1—6 мкм) за счёт переходов "примесь—зона". Обзор охватывает механизмы формирования примесных состояний, методы синтеза (ионная имплантация, лазерная обработка), а также структурные, электрические и оптические свойства. Особый фокус — на применении в инфракрасных фотоприёмниках, работающих при комнатной температуре, и решении проблем нестабильности (сегрегация, дефекты) через оптимизацию отжига, селективное легирование и гетероструктуры.

Нуклеация и рост кластеров металлов при электрохимической кристаллизации

Mon, 15 Dec 2025 21:00:04 GMT

Ю.Д. Гамбург

В обзоре рассмотрены основные стороны процесса образования кристаллических зародышей (нуклеации) при электрокристаллизации металлов и изложено современное состояние теории и эксперимента в данной области. Подчёркивается, что электрохимическое выделение металлов является как полезной модельной системой, так и быстро развивающимся методом получения новых материалов. Изложены теоретические положения, относящиеся к термодинамике нуклеации и кинетике образования и роста отдельных кристаллов и массовой кристаллизации с учётом диффузионных ограничений и процессов перекрытия при дальнейшем росте кластеров. Кратко рассмотрены методы электрохимических и структурных исследований, а также результаты изучения электрохимического зародышеобразования и роста ряда металлов на поверхностях различной природы.

О возможности возбуждения колебаний ван-дер-ваальсовых антиферромагнетиков посредством магнитомеханической связи

Mon, 08 Dec 2025 21:00:05 GMT

М.А. Колюшенков, А.П. Пятаков

Проведён анализ механизмов возбуждения механических колебаний в двумерных ван-дер-ваальсовых антиферромагнетиках, основанных на связи магнитной и механической подсистем в этих материалах. Показано, что несмотря на то, что прямое воздействие магнитного поля в антиферромагнетиках скомпенсировано за счёт наличия двух магнитных подрешёток, обратный флексомагнитный эффект, электроиндуцированный гиромагнитный эффект и магнитострикционное взаимодействие могут за счёт явлений силового или параметрического резонансов вызывать детектируемые механические колебания. Полученные результаты демонстрируют перспективность таких материалов в качестве основы для создания управляемых микро- и наномеханических систем нового поколения, а также интересны в методическом плане как применение классических методов теории колебаний — метода гармонического баланса и медленно меняющихся амплитуд при анализе явлений, обнаруженных в ван-дер-ваальсовых магнетиках в последние несколько лет.

Основная тройная точка веществ на фазовой диаграмме: тайное становится явным

Tue, 20 Jan 2026 21:00:06 GMT

В.В. Бражкин

В настоящей заметке проводится анализ положения тройных точек различных элементарных веществ и простых соединений на P, T-фазовой диаграмме. Давление в тройных точках сильно различается: для большинства веществ — на 10—12 порядков, а в отдельных случаях — на 40 порядков величины! Такой огромный разброс значений связан с очень сильной, близкой к экспоненциальной, зависимостью давления насыщенных паров от обратной температуры вблизи линий сублимации и кипения. Обсуждается физический смысл предэкспоненциального множителя для давления паров. Установлена хорошая корреляция давления в тройной точке вещества с отношением температуры в критической точке к температуре в тройной точке. Рассмотрена связь фазовых диаграмм веществ и положений на них тройной и критической точек с эффективным потенциалом межчастичного взаимодействия. Обсуждается испарение твёрдых объектов в космических условиях.

Проблемы физики конденсированного состояния (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 23 апреля 2025 г.)

Tue, 13 May 2025 21:00:01 GMT

23 апреля 2025 г. в 14:00 в конференц-зале Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (г. Москва, Ленинский просп., 53) состоялась Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук (ОФН РАН) "Проблемы физики конденсированного состояния".
Объявленная на web-сайте ОФН РАН &a href="http://www.gpad.ac.ru">www.gpad.ac.ru повестка содержала следующие доклады:

Леонов И.В. (Институт физики металлов (ИФМ) им. М.Н. Михеева Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург). "Никелаты: новый класс высокотемпературных сверхпроводников".
Страумал Б.Б. (Институт физики твёрдого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН, пос. Черноголовка, Московская область). "Фазовые превращения на внутренних границах раздела и с их участием".
Девятов Э.В. (Институт физики твёрдого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН, пос. Черноголовка, Московская область). "Топологические полуметаллы: поверхностный транспорт и спиновые эффекты".
Кулик Л.В. (Институт физики твёрдого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН, пос. Черноголовка, Московская область). "Экситонные конденсаты в целочисленных и дробных Холловских диэлектриках".
Демишев С.В. (Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН, г. Троицк, г. Москва). "Гигантское увеличение температуры Кюри в фазах Гриффитса на примере нецентросимметричного магнетика Mn_1−xRh_xSi".
Рыжов В.Н. (Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН, г. Троицк, г. Москва). "Физика фазовых переходов в 2-х измерениях: за пределами БКТ".

Обзоры, написанные на основе представленных докладов 2—6, публикуются далее в этом номере журнала Успехи физических наук (УФН) (см. [1—5]).

Фазовые превращения на границах зёрен и с их участием

Tue, 19 Aug 2025 21:00:02 GMT

Б.Б. Страумал, О.А. Когтенкова, А.С. Горнакова

На границах зёрен (межкристаллитных границах) в твёрдых телах, как и в объёме, могут происходить разнообразные фазовые превращения. Во-первых, это фазовые превращения огранения—потери огранки. Они могут быть как первого, так и второго рода (непрерывными). Грани (фасетки) на границах зёрен (ГЗ) параллельны плотноупакованным плоскостям общей для двух зёрен сверхрешётки совпадающих узлов. При понижении температуры появляются равновесные грани со всё большими индексами. При повышении температуры ГЗ могут вовсе потерять огранку. Во-вторых, это фазовые переходы от неполного смачивания ГЗ расплавом или второй твёрдой фазой к полному смачиванию и обратно. Фазовые переходы смачивания на ГЗ тоже могут быть как первого, так и второго рода (непрерывными). При этом смачивающая фаза — это "настоящая" объёмная фаза как угодно большой толщины. И наконец, в-третьих, на ГЗ могут образовываться тонкие прослойки зернограничной фазы, когда решётки двух соседних зёрен всё ещё взаимодействуют сквозь неё друг с другом. Эта фаза (например, квазижидкая) устойчива на ГЗ, но неустойчива в объёме и образуется, например, в результате фазовых превращений предсмачивания, предплавления или псевдонеполного смачивания. Фазовые превращения на ГЗ существенно влияют на свойства поликристалла в целом и приводят к появлению новых зернограничных линий на объёмных фазовых диаграммах.

Топологические полуметаллы: поверхностный транспорт и спиновые эффекты

Mon, 07 Jul 2025 21:00:03 GMT

Э.В. Девятов

Современный интерес к топологическим эффектам в физике твёрдого тела в значительной степени сместился с топологических изоляторов к топологическим полуметаллам, в частности, к вейлевским полуметаллам как наиболее рафинированному представителю данного класса материалов. Как и для других топологических систем, топологических изоляторов и квантового эффекта Холла, для топологических полуметаллов характерно наличие поверхностных состояний в электронном спектре, которые характеризуются линейным законом дисперсии. В отличие от геликоидальных поверхностных состояний в топологических изоляторах, поверхностные состояния в вейлевских полуметаллах являются киральными, как в черновском изоляторе, что позволяет рассматривать вейлевские полуметаллы как трёхмерный аналог квантового эффекта Холла. При этом ключевой экспериментальной задачей является выделение вклада поверхностных состояний в свойства полуметалла в условиях наличия значительной объёмной проводимости таких материалов в силу бесщелевого объёмного спектра, что значительно затрудняет экспериментальные исследования. Следует также отметить, что благодаря жёсткой связи между импульсом и спином (spin-momentum locking) в топологическом поверхностном состоянии, вейлевские полуметаллы представляют собой интересный объект для исследования спин-зависимых явлений. В данном обзоре представлены результаты многолетних экспериментальных исследований транспортных свойств топологических полуметаллов, а именно: транспорт в условиях сверхпроводящего эффекта близости; спин-зависимый транспорт; выделение вклада поверхностных состояний в магнитном отклике; нелинейный эффект Холла как прямая демонстрация ненулевой кривизны Берри в топологических полуметаллах. Также обсуждаются возможности практических применений этого класса топологических систем.

Экситонные конденсаты в целочисленных и дробных квантово-холловских диэлектриках

Sun, 17 Aug 2025 21:00:04 GMT

А.В. Ларионов, А.В. Горбунов, Л.В. Кулик

Представлен обзор экспериментальных исследований свойств недавно обнаруженного нового когерентного коллективного состояния — магнитоэкситонного конденсата. Конденсация происходит при температурах ниже 1 К в фермиевской системе, целочисленном квантово-холловском диэлектрике (фактор заполнения ν = 2), в результате образования плотного ансамбля долгоживущих триплетных спиновых циклотронных магнитоэкситонов, композитных бозонов. С помощью светосильной оптической системы высокого разрешения визуализировано формирование и растекание в реальном пространстве плотных ансамблей фотовозбуждений в целочисленном и дробном квантово-холловских диэлектриках при факторах заполнения ν = 2 и ν = 1/3. Проведён анализ корреляции между транспортными и когерентными свойствами этих ансамблей.

Фазы Гриффитса и аномальное увеличение температуры Кюри в системах с магнитным беспорядком

Mon, 14 Jul 2025 21:00:05 GMT

С.В. Демишев, В.В. Бражкин, А.В. Боков, О.С. Волкова, Р.М. Еремина, В.Н. Краснорусский, И.К. Шамова, А.В. Цвященко

В обзоре рассматриваются неупорядоченные магнитные системы гриффитсовского типа, магнитный беспорядок в которых обусловлен дисперсией локальных магнитных полей. Показано, что в таких системах магнитные кластеры существуют при температурах как выше, так и ниже точки Кюри, что приводит к аномальной температурной зависимости магнитной восприимчивости в парамагнитной фазе. Ярким проявлением данного типа беспорядка могут служить степенные полевые зависимости намагниченности в ферромагнитной фазе, существующие в широких диапазонах температуры и магнитного поля, причём анализ параметров степенных функций позволяет построить параметр порядка для фазы Гриффитса с конечной температурой магнитного перехода. Разработанная модель магнитных свойств подтверждается экспериментальными результатами для таких сильно коррелированных систем, как манганиты, перовскиты, кобальтиты, диалюминиды, пирохлоры, различные интерметаллиды, системы со скрытым порядком и спиральные магнетики. Особый интерес представляет недавно синтезированные твёрдые растворы замещения в нецентросимметричной системе MnSi—RhSi, где существование фазы Гриффитса сочетается с эффектом гигантского увеличения температуры Кюри (в 12 раз по отношению к MnSi) вплоть до значений $\sim$350 K, превышающих комнатную температуру. Такое поведение противоречит стандартному механизму универсального подавления температуры магнитного перехода в фазе Гриффитса. Для интерпретации данного эффекта может быть использована спин-поляронная модель, в которой рассматриваются квазисвязанные состояния локализованных магнитных моментов магнитных ионов и зонных электронов субнанометрового размера. Проведённый анализ моделей и экспериментальных данных показывает, что исследование магнетизма на нанометровой шкале является перспективным направлением для изучения различных неупорядоченных магнетиков. Обзор подготовлен по материалам доклада на сессии отделения физических наук РАН.

Физика фазовых переходов в двух измерениях: за пределами Березинского—Костерлица—Таулеса

Tue, 12 Aug 2025 21:00:06 GMT

В.Н. Рыжов, В.В. Бражкин, Е.Е. Тареева, Ю.Д. Фомин, Е.Н. Циок

Данный обзор подготовлен на основе доклада авторов на Научной сессии Отделения физических наук Российской академии наук (РАН). В обзоре обсуждается переход Березинского—Костерлица—Таулеса (БКТ) в двумерных системах с непрерывной симметрией, включая переход в двумерных магнитных системах (X—Y-модель), переход в сверхтекучее состояние в тонких плёнках ⁴He, переход в тонких сверхпроводящих плёнках. Рассматриваются сценарии двумерного плавления в различных системах, включая мягкую материю, решётки вихрей в сверхпроводящих плёнках и решётки скирмионов. Особое внимание уделено отклонениям от стандартного сценария БКТ для различных систем в зависимости от параметров, характеризующих систему: вида потенциала, что особенно важно для двумерного плавления, и величины энергии ядра топологического дефекта.

Атом в интенсивных лазерных полях: от генерации когерентного коротковолнового излучения к нелинейным свойствам газовой среды

Tue, 30 Sep 2025 21:00:01 GMT

К.В. Львов, С.Ю. Стремоухов

Взаимодействие интенсивных лазерных полей с веществом сопровождается множеством явлений: от генерации когерентного излучения различных спектральных диапазонов (от терагерцового до мягкого рентгеновского) до создания пучков ускоренных заряженных частиц и микромодификации объёма и поверхности различных образцов. Для описания такого многообразия явлений к настоящему времени развит ряд теоретических подходов, которые, используя различные приближения к описанию данной сложной нелинейной задачи, позволяют объяснять некоторые конкретные аспекты такого взаимодействия. Развитые теоретические подходы рассматривают его как на микроскопическом уровне, изучая особенности взаимодействия одиночных атомов с лазерными полями, так и на макроскопическом, при котором анализируются нелинейные восприимчивости, описывающие нелинейную поляризацию среды при распространении лазерного излучения в ней. В настоящей работе представлен обзор некоторых наиболее часто применяющихся теоретических подходов к описанию отклика среды на микроскопическом (квантово-механическом) уровне, а также различные методы управления свойствами генерируемого когерентного излучения. Описана модель газовой среды, которая, с одной стороны, учитывает особенности отклика одиночных атомов, а с другой стороны, позволяет учесть эффекты фазового и квазифазового согласования при генерации излучения. Проанализировано влияние параметров среды на эффективность генерации и поляризационные свойства генерируемого излучения как в условиях фазового, так и квазифазового согласования. Представлено детальное описание аналитического метода расчёта нелинейной восприимчивости газовой среды. Полученные значения нелинейной восприимчивости среды произвольного порядка могут быть полезными при численном расчёте распространения лазерного излучения в веществе. Проанализированы различные каналы генерации излучения при вариации параметров лазерного поля.

Мемристоры для нейроморфных вычислительных систем: основные параметры и способы их оптимизации

Mon, 22 Sep 2025 21:00:02 GMT

А.С. Ильин, А.Н. Мацукатова, М.Н. Мартышов, А.В. Емельянов, В.В. Рыльков, В.А. Демин, П.А. Форш, П.К. Кашкаров, М.В. Ковальчук

В последние годы в научном сообществе сохраняется высокий интерес к нейроморфным вычислительным системам на основе мемристивных устройств, благодаря их уникальным преимуществам. В то же время, несмотря на наличие большого многообразия мемристоров, пока ещё не создано устройство с оптимальными характеристиками для использования в нейроморфных вычислениях. В статье представлены сведения об основных видах и параметрах мемристивных устройств. Рассмотрены мемристоры, переключающиеся по механизмам изменения валентности, электрохимической металлизации, фазового перехода, сегнетоэлектрического туннельного и спин-туннельного эффектов. Проанализированы основные характеристики, достоинства и недостатки каждого вида мемристоров. Представлены основные пути совершенствования характеристик мемристоров, связанные с оптимизацией состава и структуры мемристивных устройств, схемотехническими и алгоритмическими решениями.

Запуск коллайдера NICA и формирование в нём первых пучков тяжёлых ионов

Wed, 11 Mar 2026 21:00:03 GMT

А.В. Бутенко, В.А. Лебедев, Е.М. Сыресин, Г.В. Трубников

Обсуждаются результаты сеанса №1 на ускорительном комплексе NICA, включающие в себя работы по формированию пучков и модернизации оборудования инжекционного комплекса, технологический запуск систем Коллайдера и его инженерной инфраструктуры, включая запуск масштабной системы криогенного обеспечения комплекса, технические детали первого пучкового сеанса на коллайдере NICA и оптимизацию циркуляции пучков ядер ксенона, достигнутые интенсивности и другие измеренные характеристики пучков в Коллайдере. Первая циркуляция пучка ядер ксенона в нижнем кольце Коллайдера была получена 11 января 2026 г., 12 февраля была достигнута одновременная циркуляция встречных пучков ядер ксенона в кольцах Коллайдера, в ходе которой была обеспечена одинаковая частота обращения сгустков частиц в каждом из его колец и синхронизация их прохождения в точке встречи в области детектора МPD.

Компактный источник нейтронов DARIA в стратегии развития нейтронных исследований

Wed, 11 Mar 2026 21:00:04 GMT

Т.В. Кулевой, С.В. Григорьев, Н.А. Коваленко, К.А. Павлов, Е.В. Москвин, Н.А. Григорьева, Е.А. Кравцов, В.А. Скалыга, И.В. Изотов, Г.Н. Кропачев, А.Л. Ситников, Н.В. Мушников, Л.В. Кравчук

К настоящему времени разработаны научные и технологические основы российского компактного источника нейтронов DARIA (Dedicated for Academic Research and Industrial Applications) на основе линейного протонного ускорителя с энергией 13 МэВ. Источник DARIA предназначен для создания пучков тепловых и холодных нейтронов для нейтронных установок. На базе проекта DARIA предлагается стратегия развития импульсных источников нейтронов: 1) мультиплицирование источника DARIA в части углублённой специализации нейтронных установок, 2) увеличение мощности источника DARIA до энергии протонов 30—70 МэВ, 3) разработка высокопоточного импульсного источника нейтронов на базе высокоинтенсивного, высокоэнергетичного (до 1 ГэВ) ускорителя протонов и каскадно-испарительной реакции.

Эффект сверхразрешения и критерий разрешимости для волн в анизотропных средах

Wed, 04 Mar 2026 21:00:05 GMT

Э.Г. Локк, С.В. Герус, А.В. Садовников

Обсуждается возможность решения проблемы по преодолению дифракционного предела в анизотропных средах. Экспериментально и теоретически продемонстрировано возникновение эффекта сверхразрешения, при котором отчётливая тень от точечного объекта наблюдается на расстояниях, значительно превышающих значения, полученные из критерия разрешимости Рэлея. В частности, на примере дифракции спиновых волн с длиной волны λ доказана возможность возникновения отчётливой тени от сквозного отверстия в ферритовой плёнке диаметром d < λ на расстоянии L ⪢ λ. Установлено, что сверхнаправленное распространение волны и сверхразрешающая тень от объекта возникают в направлении нормали к изочастотной зависимости волны в точке перегиба. Сформулирован критерий разрешимости, позволяющий проводить оценочные расчёты для волн в анизотропных средах и подтверждающий возможность возникновения в них эффектов сверхнаправленности и сверхразрешения.

От эллипсов Кеплера — к R-тороидам

Wed, 10 Sep 2025 21:00:06 GMT

Б.П. Кондратьев

Дан обзор новых направлений в современной небесной механике. Отправной точкой является кольцо Гаусса, гравитационный потенциал которого получен в аналитическом виде. Вместо оскулирующих кеплеровских элементов вводится набор новых переменных: это векторы Лапласа и Гамильтона, а также вектор орбитального углового момента тела. В линейном приближении получены уравнения эволюции в новых переменных, заменяющие классические уравнения Лагранжа. Метод тестирован на экзосистеме HD 206893. Рассматривается проблема конфайнмента колец вокруг малых небесных тел. Излагаются два новых подхода, основанных на двумерных (R-диск) и трёхмерных (R- тороид) обобщениях прецессирущих колец Гаусса. Методы проверены на решении задач по динамике звёздных колец в Галактике и вековой эволюции орбит в различных системах экзопланет.

Расчетное моделирование Z-пинчей

Tue, 12 Aug 2025 21:00:01 GMT

С.Ф. Гаранин, В.Ю. Долинский

Исследования развития "сосисочной" неустойчивости Z-пинча в МГД-приближении с учётом развития двумерной турбулентности показали, что развитие турбулентности препятствует формированию перетяжки с неограниченно уменьшающимся радиусом. При этом не происходит и генерации высоких напряжений вблизи оси, что могло бы способствовать формированию ионных пучков и генерации нейтронов за счёт ускорительного (beam—target) механизма. Таким образом, для описания генерации нейтронов в ускорительном механизме необходим учёт кинетических процессов формирования высоких напряжений в плазме. Двумерные МГД-расчёты с учётом кинетических процессов в феноменологической форме аномального сопротивления позволяют добиться для ряда конфигураций плазменного фокуса и Z-пинча с газовым напуском согласия с экспериментальными данными по току, напряжению и нейтронным измерениям. Двумерные кинетические расчёты плазменного фокуса, проведённые для конечной фазы формирования пинча, показывают согласие с экспериментальными данными по нейтронному выходу и распределению ионов в образующихся пучках и подтверждают, что аномальное сопротивление плазмы может быть обусловлено нижнегибридной неустойчивостью, что предполагалось в феноменологических МГД-расчётах, описывающих генерацию нейтронов в Z-пинче и плазменном фокусе.

Астрофизика и астрономия (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук (ОФН РАН), 19 марта 2025 г.)

Tue, 13 May 2025 21:00:02 GMT

19 марта 20205 г. в 14:00 в здании Российской академии наук (г. Москва, Ленинский просп. 32А, 3 этаж, Синий зал) состоялась Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук (ОФН РАН) "Астрофизика и астрономия".
Объявленная на web-сайте ОФН РАН www.gpad.ac.ru повестка содержала следующие доклады:

Караченцев И.Д. (Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Нижний Архыз, Карачаево-Черкесская Республика, Российская Федерация (РФ)). Проблемы космологии на малых масштабах Вселенной.
Сильченко О.К. (Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга Московского государственного университета (МГУ) им. М.В. Ломоносова, г. Москва, РФ) Происхождение морфологических типов галактик.
Моисеев А.В. (Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Нижний Архыз, Карачаево-Черкесская Республика, РФ). Археология активности ядер галактик.
Вольвач А.Е. (Крымская астрофизическая обсерватория (КрАО) РАН, пос. Научный, Республика Крым, РФ). Исследование активных ядер галактик и областей звездообразования на РТ-22 КрАО.
Бикмаев И.Ф. (Казанский (Приволжский) Федеральный университет, г. Казань, РФ). Наземная оптическая поддержка наблюдений телескопа еРОЗИТА орбитальной обсерватории Спектр-РГ.
Зинченко И.И. (Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН, Нижний Новгород, РФ). Актуальные задачи и перспективы миллиметровой и субмиллиметровой астрономии.

Обзоры и статьи, написанные на основе представленных докладов 1-4 и 6, публикуются далее в этом номере журнала Успехи физических наук (УФН) (см. [1-5]).

Проблемы космологии на малых масштабах Вселенной

Mon, 07 Jul 2025 21:00:03 GMT

И.Д. Караченцев

Перечислены шесть вызовов для стандартной космологической модели ΛCDM, которые возникают при сравнении её выводов с наблюдательными данными на масштабах ∼1 Мпк. Представлены различные параметры массивных и карликовых галактик в местной сфере радиусом 12 Мпк. Определены средние плотности звёздной массы и тёмной материи в зависимости от расстояния в местном объёме. Рассмотрены наблюдательные данные о величине и ориентации углового момента у близких галактик. Приведено сравнение оценок массы у системы галактик по движениям её внутренних (вириализованных) членов и окрестных галактик. Обсуждаются причины низкого значения плотности материи, Ω_m =0,08±0,02, в местной Вселенной по сравнению с глобальным значением Ω_m =0,30±0,02.

Происхождение морфологических типов галактик

Mon, 07 Jul 2025 21:00:04 GMT

О.К. Сильченко

Галактики в современной Вселенной имеют очень разные формы: это могут быть односоставные звёздные сфероиды (эллиптические галактики) или сложные системы, обладающие как компактными звёздными сфероидами в центре, так и протяжёнными плоскими звёздными дисками (спиральные и линзовидные галактики). С морфологией галактик коррелируют и другие их физические параметры: скорости вращения, современные темпы звездообразования, возраст звёздного населения. Вопрос происхождения морфологических типов галактик активно обсуждается специалистами все последние сто лет, и доминирующая парадигма всё время меняется. В последние годы, когда стало ясно, что главный фактор эволюции галактик — это постоянный приток вещества извне, именно со свойствами этой внешней аккреции, и с изменением режима аккреции на протяжении миллиардов лет эволюции Вселенной, стало возможно ассоциировать и происхождение морфологических типов галактик.

Археология активности ядер галактик

Sun, 31 Aug 2025 21:00:05 GMT

А.В. Моисеев, А. Аршинова, А.А. Смирнова

Существует достаточно много наблюдательных доказательств того, что активность сверхмассивных чёрных дыр в ядрах галактик носит транзиентный характер. Появился даже термин "археология активного ядра". Он подразумевает возможность восстановления истории активности (изменения со временем светимости ядра в различных диапазонах электромагнитного спектра) путём анализа того, как эта активность проявляла себя на галактических и внегалактических пространственных масштабах. Речь идёт о реликтовых радиоструктурах, газовых облаках, подсвеченных "ионизующим эхом" былой активности, и других подобных феноменах, включая пузыри Fermi/eROSITA. Нами представлен краткий обзор результатов изучения активности ядер галактик по их наблюдаемому воздействию на внутригалактическую и окологалактическую среду. Основное внимание уделяется оптическим наблюдениям конусов ионизации и свидетельствам переключения между излучающим (конусы ионизации) и кинетическим (радиоджеты) режимами активности.

Многочастотный радиомониторинг на РТ-22 в Симеизе: переменность, структура и гравитационно-волновые перспективы двойных сверхмассивных чёрных дыр и галактических киломазеров

Mon, 26 May 2025 21:00:06 GMT

А.Е. Вольвач, Л.Н. Вольвач, М.Г. Ларионов

На сегодняшний день 22-метровый радиотелескоп РТ-22 в Симеизе остаётся одним из лучших радиотелескопов в России и входит в число пяти ведущих радиотелескопов мира, работающих в миллиметровом диапазоне длин волн. С использованием РТ-22 сформирована уникальная база данных по переменности активных ядер галактик (АЯГ) в см- и мм-диапазонах длин волн, которая практически не имеет аналогов в мире. В рамках этих исследований выделен особый класс АЯГ, в которых наблюдается квазипериодичность в изменении излучения, — тесные двойные системы из сверхмассивных чёрных дыр (СМЧД), находящихся на поздних стадиях эволюции — близкой к слиянию. Статистический анализ показывает, что вследствие направленности излучения наблюдаются лишь около 1% таких объектов. Представлены результаты многолетнего многочастотного радиомониторинга ряда АЯГ с предполагаемыми двойными СМЧД: 3C273, 3C454.3, S50528+134 и AO 0235+164. На основе наблюдений предложена новая модель оценки параметров тесных двойных СМЧД, основанная исключительно на данных радиодиапазона. Проведён анализ энергетического баланса, показавший, что стандартная аккреция на одиночную СМЧД не объясняет наблюдаемую мощность излучения. Предложена альтернативная модель, в которой основное энерговыделение обусловлено прохождением вторичной СМЧД через общую аккреционную среду. Методология определения физических характеристик СМЧД включает проведение гармонического и вейвлет-анализов, определение масс компаньонов и их орбитальных характеристик. Показано, что исследуемые системы являются тесными двойными СМЧД с близкими по массе компонентами. Определены: самая массивная двойная чёрная дыра (в источнике 3C454.3) и самый мощный радиоисточник по барометрической светимости (блазар S50528+134, объект "Nimfa"). На радиотелескопе РТ-22 впервые в мировой практике зарегистрированы гигантские вспышки водяного мазерного излучения. Представлены результаты многолетнего мониторинга водяных киломазеров в галактических источниках IRAS 18316-0602 и W51 Main в спектральной линии 22,235 ГГц. Установлено, что источник IRAS 18316-0602 является самым мощным водяным киломазером в Галактике. Это открытие было включено в ежегодный доклад Российской академии наук Президенту Российской Федерации как одно из наиболее значимых достижений в области астрофизики за 2019 год. Подобные результаты получены впервые в мировой практике. Разработана методика оценки уровня гравитационного излучения от тесных двойных сверхмассивных чёрных дыр и тесных двойных звёздных систем. Определён уровень потока гравитационных волн, достигающего поверхности Земли от подобных источников, доступный для регистрации детекторами гравитационных волн International Pulsar Timing Array (IPTA). Это открывает новые возможности для развития наблюдательной гравитационной астрофизики и экспериментального подтверждения моделей слияния компактных объектов.

Интегральные адрон-ядерные сечения

Tue, 16 Sep 2025 21:00:01 GMT

А.В. Багуля, В.М. Гришин, В.Н. Иванченко

Адрон-ядерные сечения определяют развитие адронных ливней в веществе. В данной работе приводятся методы описания сечений в пакете программ Geant4, который является основным инструментом моделирования методом Монте-Карло экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК). Точность моделирования адронных процессов вносит вклад в систематические ошибки конечных измерений этих экспериментов. Для других приложений, включая моделирование на коллайдере NICA, обсуждаются методы параметризации адронных сечений, оцениваются точность сечений в пакете программ Geant4. Показано, что используемые параметризации применимы во всём диапазоне энергий от порога до сверхвысоких энергий на любых материалах, используемых в физических установках.

Сферически-симметричные подходы в теоретическом исследовании низкоразмерных магнетиков

Mon, 16 Jun 2025 21:00:02 GMT

А.Ф. Барабанов, В.Э. Валиулин, А.В. Михеенков, П.С. Савченков

Представлены основные идеи и некоторые важнейшие результаты сферически-симметричного самосогласованного подхода и ряда родственных теоретических алгоритмов. Эти методы позволяют исследовать низкоразмерные спиновые модели гейзенберговского типа, в том числе фрустрированные, при точном учёте теоремных (Мермина—Вагнера и Маршалла) ограничений, а также узельного спинового констрейнта. Таким образом, обходятся трудности, которые могут возникать при традиционном анализе низкоразмерных магнитных систем. Подход работает и в спин-псевдоспиновой модели, а также встраивается в более сложные конструкции при рассмотрении спиновых моделей со свободными носителями, таких как базовая и трёхзонная модели Хаббарда, t — J и s — d модели, решётка Кондо.

Анизотропия упругих свойств сильно нестехиометрических неупорядоченных кубических карбидов MC_y (M = Ti, Zr, Hf, Nb, Ta) и монооксидов MO_y (M = Ti, V, Nb)

Mon, 11 Aug 2025 21:00:03 GMT

С.И. Садовников, А.И. Гусев

В последние годы достигнут значительный прогресс в изучении анизотропии упругих свойств неупорядоченных нестехиометрических кубических карбидов MC_y (M = Ti, Zr, Hf, Nb, Ta) и монооксидов MO_y (M = Ti, V, Nb). Состав нестехиометрических кубических соединений MX_y (X = C, O) определяет их электронную структуру, механические (упругие) свойства и возможные области применения в современной технике. В настоящем обзоре обобщены последние достижения в полуэмпирической оценке упругих характеристик нестехиометрических кубических соединений. Впервые систематизированы основные результаты по зависимостям упругих констант c_ij от состава неупорядоченных нестехиометрических кубических карбидов MC_y (M = Ti, Zr, Hf, Nb, Ta) и монооксидов MO_y (M = Ti, V, Nb). Рассмотрено влияние нестехиометрии на упругую анизотропию карбидов и монооксидов. Показано, что максимумы и минимумы пространственных трёхмерных распределений упругих модулей обсуждаемых нестехиометрических кубических соединений наблюдаются в эквивалентных направлениях [±100], [0±10], [00±1] или направлениях [±1 ±1 ±1] соответственно. Установлено, что среди рассмотренных нестехиометрических соединений наибольшей анизотропией упругих свойств обладает кубический монооксид титана TiO_y, который по соотношению модулей сдвига и всестороннего сжатия является пластичным материалом. Предложена эмпирическая связь между константами упругой жёсткости c_ij нестехиометрических кубических карбидов MC_y и их температурой плавления.

Медленное скольжение по тектоническим разломам

Tue, 11 Nov 2025 21:00:04 GMT

А.А. Остапчук

Медленное скольжение является одним из механизмов релаксации накопленных в земной коре тектонических напряжений. Оно зафиксировано во многих сейсмоактивных зонах Земли, а его реализация сопровождается медленными землетрясениями. В работе представлен обзор современных представлений о физике медленного скольжения и рассмотрена пространственно-временная взаимосвязь медленного скольжения и обычных землетрясений. Открытие явлений медленного скольжения привело к переосмыслению нашего понимания физики деформационных процессов, протекающих в земной коре, и мотивирует разработать модель двухстадийного развития очага землетрясения, учитывающую инициирование на первой стадии медленного скольжения, которое на второй стадии трансформируется в быстрый разрыв.

Физические принципы фильтрации и устройство фильтров терагерцового излучения

Tue, 11 Nov 2025 21:00:05 GMT

А.К. Кавеев, Г.И. Кропотов

Рассмотрены основные физические принципы функционирования фильтров терагерцового излучения. Представлены основные типы фильтров: на основе поглощающих/рассеивающих материалов, метаматериалов (частотно-селективных поверхностей), интерференционные, поляризационные и ряд других. Описаны базовые принципы расчёта пропускания фильтров на основе матричных методов, а также решения уравнений Максвелла. Перечислены сферы применения ТГц-фильтров.

Нелокальность и несепарабельность квантовых и релятивистских систем

Tue, 12 Aug 2025 21:00:06 GMT

А.В. Белинский, И.И. Джадан

Обсуждается понятие нелокальности и её роль в нарушении неравенств Белла (НБ). Выявлена более слабая нелокальность по сравнению со "Spooky Action at a Distance" Альберта Эйнштейна, при этом не противоречащая принципам специальной теории относительности (СТО). Описан корреляционный статистический эксперимент с нарушением неравенства Клаузера—Хорна—Шимони—Хольта в СТО, при котором проявляется слабая нелокальность. Корреляция в таком эксперименте распространяется с бесконечной скоростью в собственной системе отсчёта измерительного прибора

Успехи физических наук

Гравитационные волны в расширенных теориях гравитации

Нелинейность, статистика, медицина (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 21 мая 2025 г.)

Радиационная медицинская физика

История, современное состояние и перспективы развития бор-нейтронозахватной терапии

Принцип запрета и эволюция вещества в статистиках частиц с иерархической структурой

Памяти Игоря Николаевича Топтыгина

Специальные выпуски журнала "Известия вузов. Радиофизика" к 100-летию А.В. Гапонова-Грехова

Экспериментальные исследования антипротонов и лёгких антиядер в космических лучах

Инфракрасная фотопроводимость кремния, легированного халькогенами

Нуклеация и рост кластеров металлов при электрохимической кристаллизации

О возможности возбуждения колебаний ван-дер-ваальсовых антиферромагнетиков посредством магнитомеханической связи

Основная тройная точка веществ на фазовой диаграмме: тайное становится явным

Проблемы физики конденсированного состояния (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 23 апреля 2025 г.)

Фазовые превращения на границах зёрен и с их участием

Топологические полуметаллы: поверхностный транспорт и спиновые эффекты

Экситонные конденсаты в целочисленных и дробных квантово-холловских диэлектриках

Фазы Гриффитса и аномальное увеличение температуры Кюри в системах с магнитным беспорядком

Физика фазовых переходов в двух измерениях: за пределами Березинского—Костерлица—Таулеса

Атом в интенсивных лазерных полях: от генерации когерентного коротковолнового излучения к нелинейным свойствам газовой среды

Мемристоры для нейроморфных вычислительных систем: основные параметры и способы их оптимизации

Запуск коллайдера NICA и формирование в нём первых пучков тяжёлых ионов

Компактный источник нейтронов DARIA в стратегии развития нейтронных исследований

Эффект сверхразрешения и критерий разрешимости для волн в анизотропных средах

От эллипсов Кеплера — к R-тороидам

Расчетное моделирование Z-пинчей

Астрофизика и астрономия (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук (ОФН РАН), 19 марта 2025 г.)

Проблемы космологии на малых масштабах Вселенной

Происхождение морфологических типов галактик

Археология активности ядер галактик

Интегральные адрон-ядерные сечения

Сферически-симметричные подходы в теоретическом исследовании низкоразмерных магнетиков

Анизотропия упругих свойств сильно нестехиометрических неупорядоченных кубических карбидов MCy (M = Ti, Zr, Hf, Nb, Ta) и монооксидов MOy (M = Ti, V, Nb)

Медленное скольжение по тектоническим разломам

Физические принципы фильтрации и устройство фильтров терагерцового излучения

Нелокальность и несепарабельность квантовых и релятивистских систем

Анизотропия упругих свойств сильно нестехиометрических неупорядоченных кубических карбидов MC_y (M = Ti, Zr, Hf, Nb, Ta) и монооксидов MO_y (M = Ti, V, Nb)