Архів
Відділ астрофізики та елементарних частинок
  • Розроблено і обґрунтовано зонний підхід до мікроскопічної теорії надплинності, який вперше в світі дозволив отримати аналітичну формулу для двогорбої дисперсійної кривої Ландау в гелії-II і зробити ряд нових передбачень про фізичні властивості надплинного гелію. Ця формула органічно містить в собі квантову постійну Планка і ґрунтується на ідеї про граткове упорядкування атомів гелію-II і про зонну тунельну плинність цих же атомів, у формі квазічастинок “геліонів”, крізь цю гратку. Мікроскопічна теорія надплинності ґрунтується, таким чином, на проявах квантового принципу корпускулярно-хвильового дуалізму на макроскопічному рівні. Передбачено існування нового явища – часових осциляцій в системі геліон-фонон з характерним періодом порядка 10-11 сек.
    П.І. Фомін
  • Розвинуто теорію джетів в пульсарах на основі ідеї про генерацію зростаючих пучков квантованих вихорів в кварк-антикварковому вакуумному конденсаті квантової хромодинаміки нейтронними зірками, що обертаються. Цей підхід, зокрема, дозволяє вирішити стару загадку про природу аномального закону гальмування пульсарів.
    П.І. Фомін, С.А. Ющенко
  • Досліджено динаміку найнижчого рівня Ландау в залежності від зовнішнього магнітного поля в двошаровому графені. Знайдено дві фази з ненульовою енергетичною щілиною в спектрі ферміонних квазічастинок, які відповідають феромагнітній фазі, фазі з ненульовою різницею потенціалів між шарами. Показано, що енергетична щілина лінійно залежить від магнітного поля, що пояснює нещодавно виконані експерименти в двошаровому графені (Гарвард, США, вересень 2009)
    В.П. Гусинін, Е.В. Горбар, В.А. Міранський
  • Показано, що резонансні стани в задачі надкритичного кулонівського центру в графені відповідають ексітонній нестабільності в багаточастинковій задачі для електронів з надкритич-ною кулонівською взаємодією в графені. Конденсація екситонів вирішує проблему нестабільно-сті і призводить до генерації щілини для квазічастинкових збуджень в графені. Розв'язано рівняння для щілини з динамічною поляризаційною функцією і показано, що значення критичної константи зв'язку є близьким до відповідного значення отриманого в монте-карловських розра-хунках на гратці. Виникнення щiлини в спектрi квазiчастинкових збуджень призводить до того, що вiльний графен має бути дiєлектриком, що повинно проявитись в експерiментi по дослiджен-ню електропровiдностi вiльного графена.
    О.В. Гамаюн, В.П. Гусинін, Е.В. Горбар
  • Запропоновано новий клас моделей, які описують ієрархію мас кварків. У цьому класі моделей динаміка порушення електрослабких симетрій приводить до спектру мас кварків без (або дуже слабкого) порушення ізоспіну. Величини цих мас є порядку спостережуваних мас низших кварків в кваркових дублетах. Сильні, але докритичні, горизонтальні взаємодії для t кварка спільно з горизонтальними нейтральними взаємодіями між різними поколіннями кварків, які змінюють аромат кварків, приводять до реалістичного спектру мас кварків. У цьому сценарії з'являються багато складених хігсовських бозонів. Детально описана конкретна модель динамічного порушення електрослабких симетрій з четвертою сім'єю кварків.
    В.А. Міранський
  • Напередодні запуску прискорювача LHC в ЦЕРНі виконано повний аналіз теоретичних моделей, експериментальних даних про пружне розсіювання протонів, антипротонів при високих енергіях, а саме:
    1) Дано оцінку можливостей детектора TOTEM, призначеного для дослідження пружного, дифракційного розсіювання на LHC. Досліджено залежність очікуваних результатів від кореляції між повним перерізом, параметром нахилу дифракційного конусу, відношенням реальної до уявної частини амплітуди разсіювання вперед.
    2) На основі екстраполяції основних величин, що будуть вимірюватися на LHC, а саме згаданих повного перерізу, параметру нахилу дифракційного конусу, відношення реальної до уявної частини амплітуди разсіювання вперед, а також диференційного перерізу, в тому числі положення, динаміки дифракційного мінімуму, отримано конкретні числові, графічні передбачення для експериментів на LHC. Особливу увагу приділено очікуваній формі дифракційного конусу: злому при малих значеннях переданого імпульсу, динаміці провалу (мінімум-максимум), їх кількості, а також переходу від м'яких (малі передачі) до жорстких (проміжні передачі) зіткнень
    3) Дано оцінку можливих наслідків насичення унітарної границі чорного диску, можливих сценаріїв подальшого потемніння нуклонів, відповідного (центрального, периферійного) розподілу речовини в протоні.
    Теоретичний апарат виконаного аналізу базується на аналітичній теорії S-матриці, кварковій моделі, рудиментах квантової хромодинаміки. При порівнянні теорії з експериментальними даними критерієм вірогідності був оснований на оптимізації теорії в порівнянні з експериментом за ознакою мінімуму цього відхилення.
    Л.Л. Єнковський
  • Використовуючи узагальнення дужок Лі-Пуасона для тензора напруженості Максвела, його тензора енергії-імпульсу, побудовано локальні закони збереження калібрувально інваріантних векторного, аксіально-векторного струмів для вільного максвелівського поля. Дуальні перетворення Хевісайда-Лармора-Райнича цих струмів формально співпадають з перетвореннями дуальності електричних, магнітних струмів. Дана побудова струмів справедлива в присутності зовнішнього струму, топологічно-масивного калібрувального поля, BF-теорії, у випадку спінорної, скалярної електродиниміки. Вивчаються властивості цих струмів при дискретних інверсіях С, P, T.
    О.І. Бацула
  • Теоретично досліджено передбачення статистичної анізотропії Всесвіту як наслідку хаотичної інфляції. Результат являє собою теоретичний внесок у питання про можливе походження, форму статистичної анізотропії у нашому Всесвіті. Спостереження статистичної анізотропії у передбаченій масштабно-інваріантній формі можна розглядати як нетривіальне підтвердження сценарію хаотичної інфляції; це єдиний можливий тест хаотичної інфляції, який нам відомо. Величина статистичної анізотропії залежить як від деталей інфляційного сценарію, так і від фізичних припущень щодо транспланківських масштабів.
    Ю.В. Штанов
  • Розвинуто квантову теорію однорідного, ізотропного, замкненого всесвіту, в основу якої покладено гамільтоновий формалізм із застосуванням матеріальної системи відліку як динамічної системи. Знайдено розв'язки рівнянь квантової теорії на екстремально малих просторово-часових масштабах, де квантові процеси відіграють визначальну роль у динаміці раннього всесвіту. Показано, що на субпланківських масштабах відбувається зміна геометрії з конформної до одиничної 4-сфери, зануреної у 5-вимірний евклідовий плоский простір, до геометрії всесвіту, яка є конформною до 4-гиперболоїда у 5-вимірному просторі з лоренцівською сигнатурою. Такий процес відбувається з експоненційно великою імовірністю і може трактуватися як народження всесвіту із області фазового простору, забороненої для класичного руху у область, де еволюція всесвіту відбувається у реальному часі. Теорія описує механізм стягнення евклідової області у точку початкової космологічної сингулярності ЗТВ.
    В.В. Кузьмичов
  • Для подальшого обмеження області параметрів моделі νMSM було розроблено принципово новий критерій обмежень на параметри ферміонної темної матерії (зокрема, стерильних нейтрино), що базується на незростанні максимального значення фазової густини при еволюції структур темної матерії. Застосування даного критерію до нещодавно відкритих сферичних карликових галактик – об'єктів з найбільшим значенням фазової густини темної матерії – дозволяє виключити нейтрино, з масою нижче 1.8 кеВ, що дозволяє фактично повністю закрити область параметрів для виробництва темної матерії за рахунок нерезонансних осциляцій. Механізм виробництва темної матерії за рахунок резонансних осциляцій при цьому залишається відкритим (зокрема, в області мас 1–50 кеВ), що є наслідком можливої лептонної асиметрії у Всесвіті.
    Д.А. Якубовський, В.С. Савченко, Д.І. Малишев
  • Ефективне прискорення частинок може модифікувати структуру залишків наднових. Для дослідження даного впливу, було проаналізовано архівні спостереження оболонкоподібного залишку наднових SN1006 за допомогою супутника XMM-Newton. Ці спостереження були використані для опису просторового розподілу, фізичних, хімічних властивостей гарячої плазми в залишку наднової. Досліджуючи вклад теплової, нетеплової компонент рентгенівського спектру на краю залишку, було досліджено вплив процесу прискорення на властивості гарячої плазми. Віднімаючи вклад нетеплового випромінювання, було вперше побудовано розподіл яскравості “чистого” теплового випромінювання. Показано, що отриманий розподіл сильно відрізняється від розподілу повного випромінювання, особливо в областях концентрації нетеплового випромінювання. Використовуючи отриманий розподіл, вперше визначено положення “контактного розриву” між міжзоряним гарячим газом, викидом наднової, порівняно з результатами 3-вимірного МГД моделювання залишків наднових з немодифікованою ударною хвилею. З порівняння цих результатів вперше показано, що ударна хвиля є сильно модифікованою на всьому фронті.
    Д.А. Якубовський
  • Досліджена часова змінність в кеВному діапазоні найближчого до нас блазара 1ES 1426+428 на протязі 2002-2008 років, за допомогою космічних рентгенівських обсерваторій RXTE, Swift, XMM-Newton. Результати часового, спектрального аналізу виявили нестаціонарну природу рентгенівського випромінювання від 1ES 1426+428 за вказаний період. Зокрема, з аналізу даних найбільш чутливого інструменту - камери EPIC-PN супутника XMM-Newton - випливає змінність рентгенівського випромінювання (в діапазоні 1.5-12 кеВ) від об'єкту з варіаціями потоку, які досягають фактора 2. Відповідно до даних спостережень супутником XMM-Newton, потік в м'якому рентгенівському діапазоні (3?5 кеВ) сильно корелює з потоком в жорсткому рентгені (5-12 кеВ). Потоки в області енергій 1.5-12 кеВ, зареєстровані інструментами XMM-Newton/EPIC, Swift/XRT, виявились близькими до максимального значення потоку, зареєстрованими більш ранніми експериментами. Криві блиску, отримані зі спостережень інструментом RXTE/PCA, характеризуються присутністю частих спалахів з різними амплітудами, часовими характеристиками. Спостережувана жорсткість рентгенівського випромінювання (Γ < 2) протягом спалахів означає, що пік синхротронівського випромінювання зміщуються в область більш високих енергій на часових інтервалах порядку декількох днів. Спостережуваний загальний тренд зростання жорсткості спектру під час зростання світності 1ES 1426+428 в рентгенівському діапазоні, разом з присутністю петлі спектрального гістерезиса протягом окремо взятого спалаху являє собою важливу інформацію про часові масштаби прискорення, охолодження релятивістських електронів в цьому блазарі.
    Д.А. Якубовський
  • Запропоновано нове універсальне співвідношення, яке виконується для розподілу темної матерії, всіх спостережуваних масштабах,, показано його надвичайно хороше, детальне співпадіння з передбаченнями найдетальніших чисельних моделювань формування структури у Всесвіті. Ця робота присвячена розширенню попередніх досліджень, проведених в попередніх роботах, на більш широкий діапазон мас гало, демонстрації поведінки величини, відмінної від результатів попередніх робіт,, порівнянню цієї поведінки з результатами числових моделювань. Ця величина виявилась нечутливою до деталей складного впливу баріонів на темну матерію. В результаті, вона може дозволити порівняння теоретичних передбачень, даних спостережень, таким чином, дозволяючи додатково обмежити властивості темної матерії. Спостережувану на усіх доступних масштабах (від сферичних карликових галактик до скупчень галактик) універсальність поведінки даної величини важко пояснити без темної матерії, що призводить до появи ще одного свідоцтва її існування.
    Д.А. Якубовський, Д.І. Малишев
  • Досліджено еволюцію п'ятивимірних космологічних збурень скалярного типу в теорії гравітації на брані з одним додатковим виміром. В загальному випадку довільної просторової кривизни чотиривимірного Всесвіту на брані і несингулярної п'ятивимірної геометрії (маса п'ятивимірної чорної дірки дорівнює нулю), отримано компоненти збуреного п'ятивимірного тензору кривизни Рімана в спеціальній калібровці, яка є аналогом загальновідомої поздовжньої калібровки для чотиривимірних космологічних збурень. Підтверджено існування єдиної утворюючої скалярної функції, через яку можуть бути виражені всі ступені вільності гравітаційних збурень в такій моделі. Рівняння Ейнштейна для гравітаційних збурень у пустоті при цьому зводяться до рівняння Мукохіями, яке описує еволюцію утворюючої функції (яку ще іноді називають змінною Мукохіями). Польові рівняння використано для розрахунку компонент п'ятивимірного тензора Вейля, які також виражаються через змінну Мукохіями. Важливість отриманого результата полягає в тому, що, проекція п'ятивимірного тензора Вейля на брану є ключовою складовою ефективних чотиривимірних рівнянь теорії гравітації на брані. Отриманий нами результат дає надію, що цю складову, яку до цього часу більшість авторів при аналізі космологічних збурень вважали довільною, чи обчислювали її з використанням деяких спрощуючих припущень, можна буде виразити через змінну Мукохіями в самому загальному випадку, і, таким чином, отримати замкнену систему рівнянь, які описують еволюцію космологічних збурень в теорії гравітації на брані.
    О.В. Візнюк
  • Отримано асимптотичний розклад для статистичної суми ідеального бозе-газа в канонічному ансамблі з довільною кількістю частинок. Показано, що отримані вирази справедливі в усій області температур, враховуючи критичну. Проведено порівняння асимптотичних формул для флуктуацій бозе-конденсата з точними, встановлено між ними кількісне узгодження.
    А.І. Бугрій
  • Досліджено детермінант Фредгольма з гіпергеометричним ядром, що виникає в теорії представлень нескінченновимірної унітарної групи. Показано, що цей детермінант співпадає з тау-функцією Палмера-Бетті-Трейсі оператора Дірака на гіперболічному диску. За допомогою розв'язку задачі зв'язності для рівняння Пенлеве VI отримано асимптотику цього детермінанта з точністю до сталого множника. Для останнього запропоновано гіпотетичний вираз через функії Барнса, що пройшов ряд чисельних, аналітичних тестів.
    О.О. Лісовий
  • Отримано співвідношення між двовимірною теорією SU(2) на гратці, нелінійною O(3) сигма-моделлю з θ-членом. А саме, ми стверджуємо, що неперервна границя дуальної SU(2) моделі співпадає з O(3) моделлю з θ-членом за умови, що радіальна складова дуального SU(2) поля вважається константною. Отже, дуальне представлення для SU(2) моделі може бути розглянуто як непертурбативна регулярізація O(3) моделі з θ-членом. Такий підхід може виявитися продуктивним при розгляданні моделей, що базуються на O(3) моделі з θ-членом, їх аплікацій, зокрема у фізиці суцільного стану.
    В.А. Кушнір
  • Запропоновано наближену мікроскопічну модель для пояснення електричного сигналу, що спостерігався А.С. Рибалко в гелії-II у дослідах з другим звуком. Модель ґрунтується на ідеї Є. Д. Гутлянського про однонаправлену поляризацію атомів He-4, які знаходяться поблизу поверхні електрода. Поляризація атома гелію у при поверхневому шарі обчислена як сума дипольного моменту, індукованого металом,, дипольних моментів, індукованих іншими атомами гелію. Для металів, що створюють біля поверхні один твердий шар гелію, суттєву поляризацію мають, як показано, також атоми другого, третього шарів гелію. Внаслідок коливань температури у хвилі другого звуку приповерхнева поляризація гелію змінюється, і виникає змінний електричний сигнал на електроді. Цей сигнал обчислено, і він наближено узгоджується з експериментальним.
    М.Д. Томченко
  • Показано, що температурна залежність A(T) поляризуємості гелію може бути пояснена (для T< 2.7 K) при врахуванні взаємної поляризації атомів. Наведено аргументи щодо можливості існування у He-II "сухого" тертя при температурах, менших за критичну Tc = (0.5 – 1) K.
    М.Д. Томченко
Відділ фізики високих густин енергії
  • При вивченні поведінки кварків у сильному стохастичному полі було вперше розвинуто процедуру вирахування ефективного гамільтоніану, відповідного основного стану, спираючись на наближення Боголюбова-Хартрі-Фока. Це дозволило в моделі з гамільтоніаном чотири-ферміонної взаємодії, розглядаючи кварки як квазічастинки, проаналізувати відгук на процес заповнення сфери Фермі такими кварками, знайти вакуумний тиск, продемонструвати наявність стану, виродженого з вакуумним.
    Г.М. Зінов'єв
  • Вперше встановлено траєкторії Редже для великих, важких кварк-глюоних мішків як у вакуумі, так і у сильновзаємодіючому середовищі. Показано, що при високих температурах середня маса, ширина таких мішків поводять себе відповідно до верхньої границі асимптотики траєкторій Редже, тоді як при низьких температурах вони задовольняють нижній границі поведінки траєкторій.
    К.О. Бугаєв
  • Запропоновано модель предрівноважної динаміки в процесах зіткнення важких ультрарелятивістських іонів, розвинено просте наближення, що дозволяє робити надійні обчислення. Метод базується на релаксаційній динаміці тензору енергії-імпульсу, може бути застосований для гладкого поєднання нерівноважних початкових умов з їдеальною гідродинамікою кварк-глюонної плазми.
    Ю.М. Синюков
Відділ квантової теорії молекул та кристалів
  • Запропоновано кінетичну модель формування фотоіндукованого струму через окрему молекулу, розміщену між металевими електродами. Одержано аналітичний вираз для фотоіндукованого струму за участю нейтрального, зарядженого, фотозбудженого стану молекули. Виявлено фотостимульований ефект переключення між провідним, слабопровідним станом молекули у залежності від частоти електромагнітного випромінювання.
    Е.Г. Петров, Я.Р. Зелінський
  • Розглянуто вплив потенціалу затворного електрода на формування тунельного струму в системі "електрод–лінійна молекула–електрод", в якій молекулярний місток добре енергетично відокремлений від рівнів Фермі електродів. Показано, що потенціал затворного електрода, зсуваючи розташування електронних рівнів містка, дозволяє керувати вольт-амперними характеристиками молекулярного пристрою в широкому діапазоні значень.
    Е.Г. Петров, Є.В. Шевченко, В.І. Тесленко
Відділ квантової електроніки
  • Досліджені стохастичні ефекти при конформаційних перетвореннях в макромолекулах, що зумовлені взаємодією заряд-кривизна.
    Ю.Б. Гайдідей
  • В рамках моделі оптимальної швидкості досліджені процеси утворення пробок при русі автомобілів.
    Ю.Б. Гайдідей
  • В двовимірному феромагнетику теоретично досліджено динаміку вихор-антивихрової пари в присутності нерухомого вихору. Отримано критерії для початкових умов, що дозволяють розділити фінітний, інфінітний рух пари. Досліджено загальні характеристики кожного з типів рухів.
    В.П. Кравчук
  • Вивчено спектральні властивості вуглецевих нанотрубок і графенових нанострічок с аценовими і фенантреновими краями з метою дослідження квантової провідності цих систем. Одержано точний вираз коефіцієнту проходження для фенантренових графенових проводів в рамках теорії сильного зв'язку при наявності потенціалу у вигляді сходинки.
    Л.І. Малишева
  • Досліджено симетрійні властивості даних розсіювання для нелінійної інтегровної моделі Шрьодінгера на драбинчастій гратці з чотирма найближчими сусідами. Знайдено дисперсійні співвідношення для приведеної матриці монодромії у вказаній моделі, сформулювати правило сум.
    О.О. Вахненко
  • Розроблено модель для дослідження коливань протиіонів, які зв'язують фосфатні групи різних ланцюжків подвійної спіралі з боку мінорного жолобка. Одержано частоти, амплітуди коливань для ДНК з легкими (Na+, K+), важкими (Rb+, Cs+), двохвалентними (Mg2+) протиіонами. Результати показали, що мода коливань протиіонів відносно фосфатних груп знаходиться в межах від 110 до 340 см-1. Одержані частоти приблизно в 21/2 рази вищі, порівняно з частотами іон-фосфатних коливань при одноланцюгової нейтралізації остова подвійної спіралі. Частоти розтягу видневих зв'язків, внутрішньонуклеозидних коливань (70 – 130 см-1) також залежать від локалізації протиіонів, зростають приблизно вдвічі. Розрахунок амплітуд коливань показав, що характер конформаційних коливань Mg-, Na-, Cs-ДНК досить схожі, на відміну від випадку одноланцюгової нейтралізації фосфатних груп. Одержані зміни частот можуть бути використані для спектроскопічного виявлення протиіонів в мінорному жолобку ДНК.
    С.Н. Волков, С.М. Перепелиця
  • Досліджено процес народження пари вихор-антивихор в тонкому диску наномагнетика, що знаходиться у вихровому стані, під впливом однорідного магнітного поля, яке рівномірно обертається в площині магнетика. Задачу проаналізовано за допомогою спін-ґраткових моделювань в системі координат, яка рівномірно обертається разом з полем. На відміну від загально прийнятих уявлень показано, що народження пари вихор-антивихор може відбуватися для нерухомого вихору. Фізична картина пов'язана з тим, що під впливом поля азимутальна мода пом'якшується. Побудовано модель, яка описує явище.
    Ю.Б. Гайдідей, В.П. Кравчук, Д.Д. Шека
  • Описано динаміку магнітного вихору в наномагнетику під впливом сталого спін-поляризованого струму. В залежності від сили струму спостерігаються різні динамічні режими: незгасаюча динаміка вихору, що виникає вище першого порогового значення сили струму, явище перемикання вище другого порогового значення. Побудовано аналітичну картину явищ, яка описує отримані дані спін-ґраткових моделювань.
    Ю.Б. Гайдідей, В.П. Кравчук, Д.Д. Шека
  • Досліджено утворення порогових деформацій в макромолекулах типу ДНК під дією зовнішньої сили, що спостерігається у експериментах по мікроманіпулюванню макромолекулою. Для опису порогової деформації розкриття подвійної спіралі побудована двокомпонентна модель, де зовнішньою компонентою є розкручування спіралі, а внутрішньою – розкриття пари основ ДНК. В рамках моделі процес розкриття подвійної спіралі має вигляд структурного фазового переходу першого роду, супроводжується пилкоподібними флуктуаціями зовнішньої сили, необхідними для релаксаційних рухів ДНК у розчині.
    С.Н. Волков
  • Досліджено вплив важких, легких протиіонів лужних металів на конформаційні коливання подвійної спіралі ДНК. Розвинуто підхід для розрахунку інтенсивностей смуг низькочастотного спектру (<200 см-1) комбінаційного розсіяння ДНК з протиіонами, що ґрунтується на валентно-оптичній схемі, моделі чотирьох мас для описання конформаційних коливань подвійної спіралі. Розрахунки показали, що в спектрі Na-, К-ДНК найбільш інтенсивними є моди розтягу водневих зв'язків в парах азотистих основ (60, 115 см-1). У випадку Rb-, Cs-ДНК в цьому діапазоні суттєво виділяються моди іон-фосфатних коливань поблизу 115 см-1, інтенсивності яких значно більші, ніж інтенсивності мод Na-ДНК, що знаходяться поблизу 100 см-1. Розвинутий підхід добре описує спостережувані зміни низькочастотних спектрів комбінаційного розсіяння ДНК при заміні легких протиіонів (Na+, K+) на важкі (Rb+, Cs+), що підтверджує існування моди іон-фосфатних коливань в коливальній динаміці ДНК.
    С.Н. Волков, С.М. Перепелиця
  • Проведено моделювання з перших принципів інфрачервоних спектрів цілого ряду тіолів, що містять алкіли, етиленгліколі різної довжини, стабілізованих продольною системою водневих зв'язків. Вивчено вплив конформації, орієнтації, дефектів на структуру, інфрачервоні спектри самоорганізованих моношарів таких молекул.
    Л.І. Малишева
  • Методами теорії функціоналу густини вивчено ряд сполук, що мають загальну формулу HS(CH2)15CONH(CH2CH2O)6CH2CONH-X, де X є ланцюжок -(CH2)nCH3 або -(CD2)nCD3, і n =0, 1, 7, 8, 15. Експериментальні ІЧ спектри використано для встановлення параметрів орієнтації вказаних молекул у моношарах на золотій підкладці.
    Л.І. Малишева
  • Знайдено представлення нульової кривизни для чотирикомпонентної нелінійної системи типу Шрьодінгера на драбинчастій гратці з чотирма найближчими сусідами. Розроблено схему інтеграції системи методом оберненої задачі розсіювання, одержано рівняння Марченка. Знайдено багатосолітонні розв'язки системи. На прикладі односолітонного розв'язку продемонстровано адекватність запропонованої системи реалістичним квазіодновимірним гратчастим системам з параметричним збудженням, впливом магнітного поля.
    О.О. Вахненко
  • Досліджено особливості кінетики заповнення поверхні адсорбенту молекулами газу при врахуванні зміни адсорбційних властивостей поверхні в процесі адсорбції–десорбції. Виявлено можливість специфічної кінетики заповнення поверхні, яка істотно відрізняється від класичної Ленгмюровської. Показано, що врахування мас молекул аналіту і адсорбційних центрів суттєво змінює кінетику заповнення поверхні, а саме: для бістабільної системи можлива еволюція ступені заповнення поверхні аналітом до кожного з двох можливих стійких стаціонарних станів і мають місце затухаючі коливання системи між ними.
    О.С. Усенко
Відділ математичних методів в теоретичній фізиці
  • На основі т. зв. μ-деформованого осцилятора побудовано модель μ-Бозе газу. Через специфіку структурної функції μ-осцилятора відомі способи точного обрахунку функцій розподілу не застосовні. Однак, методом розкладу в ряд т. зв. μ-дужки, в моделі μ-Бозе газу вдалось знайти одно-, дво-, тричастинкові функції розподілу в різних наближеннях за параметром деформації μ, і отримати вирази для інтерсептів дво-, тричастинкових кореляційних функцій. Досліджено асимптотичну поведінку вказаних кореляційних інтерсептів для великих імпульсів частинок: при скінченних імпульсах інтерсепти зростають, а після точки перегину в асимптотиці виходять на константу, залежну лише від параметра μ. Це є суттєвим при порівнянні теоретичних результатів із експериментальними даними для інтерсептів мезонних кореляцій.
    О.М. Гаврилик, А.П. Ребеш
  • Розроблено теоретико-польові моделі еволюції глюонного поля в ядро-ядерних зіткненнях за умови нехтування нелінійними ефектами. Показано, що вільні польові потоки, подібно до гідродинамічної моделі, приводять до адекватного опису еволюції матерії після зіткнення адронів. Також розглянуто польову модель за наявності кварків (партонів). На основі врахування асиметрії матерії в ядро-ядерних зіткненнях встановлено наявність від'ємної кольорової провідності.
    A.B. Назаренко
Відділ математичного моделювання
  • Вперше побудовано математичну модель економічної динаміки без просторового й міжчасового арбітражу. Ця модель дає критерій керування величиною грошової маси в обігу, рівноважною ціною грошей задля уникнення кризових явищ в економіці.
    М.С. Гончар
Відділ теорії нелінійних процесів в конденсованих середовищах
  • Вивченo спектральні властивості слабко допованого антиферомагнетика з урахуванням флуктуацій фаз параметрів порядку як у магнітній, так і провідній підсистемах. Показано, що спектральна функція моделі суттєво залежить від цих флуктуацій, які також визначають температурну еволюцію структури фермі-поверхні. Здійснено опис індукованого магнітним полем квантового фазового переходу в системі обмінно зв'язаних спінів ½. Показано, що в системі є можливим ізоструктурний фазовий перехід між фазою квантового парамагнетика і неєлівського антиферомагнетика. Отримано асимптотичний розклад для статистичної суми ідеального бозе-газу. Показано, що отримані формули є вірними у всій області температур, включаючи критичну.
    В.М. Локтєв
  • Запропоновано квазі-одновимірну електрон-фононну модель колагенових волокон, що дозволяє врахувати рівень їх гідратації. В рамках такої моделі розраховано кінетику затриманої люмінесценції, обумовленої електросолітонами, поляронами малого радіусу в молекулярних ланцюжках з однією оптичною модою, а також в ланцюжках з однією акустичною, однією або декількома оптичними модами. Показано, що запропонована модель якісно, кількісно пояснює експериментальні дані в широкому діапазоні рівня гідратації колагену.
    Л.С. Брижик
  • Досліджено динамічні властивості давидовських солітонів в молекулярних системах в зовнішніх полях, їх власне електромагнітне випромінювання, що задовольняє умовам виникнення когерентного електромагнітного поля в макросистемі, відкриває можливість встановлення саморганізації в живих системах.
    Л.С. Брижик
  • На прикладі діатомного молекулярного ланцюжка показано можливість виникнення напрямленого руху електросолітонів під впливом періодичного у часі зовнішнього поля з середнім нульовим по періоду значенням за умови наявності просторової асиметрії молекулярного ланцюжка – так зване явище речета. Поява дрейфу солітонів в таких системах істотно залежить від значень параметрів ланцюжка, інтенсивності дисипац1ї енергії. Крім того, такий дрейф має місце, коли амплітуда поля, його період перевищують певні критичні значення.
    Л.С. Брижик, О.О. Єремко
  • Досліджено вплив зовнішнього електромагнітного поля на заряджені солітони в одновимірних наносистемах, показано, що завдяки електрон-фононній взаємодії, наявності потенціала Пайєрлса-Набарро такий вплив істотно відрізняється від впливу поля на вільні електрони, набуваючи резонансного характеру, відкриваючи можливість випрямлення руху електросолітонів періодичною у часі зовнішньою силою з середнім нульовим значенням.
    Л.С. Брижик, О.О. Єремко
  • Розроблено метод для відновлення статистики фотовідліків квантового світла в присутності темних відліків фотодетектора і показано ефективність метода на иприкладі різних станів (однофотонного, "кота Шрьодінгера", однофотонного в присутності теплового шуму).
    О.В. Гомонай
  • Досліджено нелінійну динаміку антиферомагнітного прошарку закріпленого шару спінового вентиля під впливом струму високої густини, зовнішнього магнітного поля. Показано можливість стійкої прецесії АФМ моменту, індукованої спін-поляризованим струмуом. Розрахований оптимальний час перемикання стану АФМ в залежності від величини струму, магнітного поля.
    О.В. Гомонай
  • Розроблено модель для інтерпретації немонотонної залежності струму Холла в багатошаровій структурі з різними магнітними шарами. Показано, що в матеріалах з помітною спін-орбітальною взаємодією можливе періодичне (в залежності від товщини немагнітного прошарку) підсилення спінового струму.
    О.В. Гомонай
  • Досліджено вплив магнітного, електричного поля на доменну структуру мультифероїка BiFeO3 (сегнетоелектрика-антиферогманетика) Побудовано фазову діаграму станів з різною доменною структурою).
    О.В. Гомонай
  • Побудована теорія фотоакустичного ефекту, зумовленого дією лазерного опромінення на металеві нанокластери інкорпоровані в діелектричну матрицю. Поглинута кластерами енергія розповсюджується у вигляді тепла в діелектричній матриці і генерує в ній згідно термодеформаційного механізму звукові хвилі. В роботі отримані формули для акустичного сигналу і виявлено високу чутливість амплітуди звукової хвилі до форми металевих кластерів, а також від таких параметрів лазерного випромінювання як частота, поляризація, інтенсивність. Детально досліджено поведінку амплітуди звукових коливань в області збудження поверхневих плазмонів. Знайдено, що ця амплітуда при поглинанні світла дискретною металевою плівкою (системою кластерів в матриці) в області плазмонних резонансів може на кілька порядків перевищувати відповідну амплітуду при поглинанні суцільною металевою плівкою.
    М.І. Григорчук
  • На основі представлень про нелінійне резонансне тунелювання проведено розрахунки впливу слабкого імпульсного електричного поля на респіраторну активність живих систем. Виявлено ефект блокування електромагнітним полем дихання живих об'єктів. Одержано експериментальне підтвердження цього явища.
    В.М. Єрмаков
  • Досліджено вплив періодичного електричного поля на рух наночастинок в передемфованій класичній системі. Одержані аналітичні вирази які дозволяють визначити природу, особливості появи резонансних частот стимуляції дифузійного руху в таких системах.
    В.М. Єрмаков
  • Досліджено одновимірне рівняння Шредінгера із точковим потенціалом у вигляді похідної дельта-функції Дірака. Установлено загальний вигляд матриці зв'язку для тих значень амплітуди потенціалу, коли має місце резонансне тунелювання. На основі теорії узагальнених функцій побудованих на розривних тестових функціях установлено граничні умови для хвильових функцій зліва і справа точкового потенціалу.
    О.В. Золотарюк
  • Знайдено умови існування двох порогів протікання у двофазних макроскопічно неоднорідних середах. Розглянуто термоелектричні, гальваномагнітні явища у таких середах. Запропонована модифікація метода самоузгоджененого поля (EMA) для розрахунку ефективних кінетичних властивостей з врахуванням впливу теплового опору межи розподілу частинок композита. Вивчено вплив цього опору на ефективну термоелектричну добротність.
    М.І. Женіровський
  • З'ясовано фізичні процеси, що призводять до скінченної електричної провідністі графену у нейтральній точці Дірака за тих самих умов, що зазвичай призводять до нескінченної провідності нормального металу, принаймні у неушкодженому будь-яким чином графєні взірцевої гратки за зниклої температури. Розв'язавши квантово-кінетичнє рівнняня для сиситеми зарядженних частинок, дірок, які взаємодіють за законом Кулона, розраховано скінченну провідність, яка істотно притаманна графену у нейтральній точці Дірака.
    О.Б. Кашуба
  • Досліджено вплив зовнішнього шуму на процес нелінійного резонансного тунелювання електронів крізь двобар'єрну нанометрову структуру. Показано, що при деякому граничному значенні контрольного параметру, при якому в системі існує неравновесний перехід, спостерегається критичне вповільнення. У підпороговій області час релаксації збільшується зі збільшенням відхилення контрольного параметра від критичного значення. При рівних значеннях відхилення час релаксації зі збільшенням шуму зменшується.
    О.О. Понєжа
Відділ обчислювальних методів теоретичної фізики
  • На прикладі білкового компонента фотосинтетичного реакційного центру виявлено й детально описано стадію неспецифічної релаксації білка, що відбиває його склоподібні властивості. Показано, шо характерні риси цієї стадії є проявом особливої ієрархії взаємодій конформаційних ступенів вільності білка.
    Л.М. Христофоров
Відділ прикладних проблем теоретичної фізики
  • Отримано асимптотики хвильових функцій двох частинок в імпульсному представленні для широкого класу Фур'є-компонент потенціалів взаємодії. Показано, що для швидко спадних за імпульсами потенціалів хвильові функції спадають повільніше, ніж потенціали. Встановлено клас потенціалів, для яких асимптотики хвильових функцій мають безмежну кількість осциляцій. Проаналізовано асимптотики імпульсних розподілів, формфакторів.
    І.В. Сименог, Б.Є. Гринюк
  • Отримано загальні діаграми порогів стабільності для симетричних, антисиметричних станів тричастинкових кулонівських систем у тривимірному, двовимірному випадках. Запропоновано варіаційні підходи для розрахунку електронних термів. Вперше отримано електронні терми для двовимірної тричастинкової кулонівської задачі. Дано якісне пояснення діаграм стабільності в рамках адіабатичного наближення з використанням запропонованих апроксимаційних формул для електронних термів.
    І.В. Сименог, Ю.М. Бідасюк, М.В. Кузьменко, В.В. Михнюк, В.М. Хряпа
  • Досліджено структуру ядер 6Не і 6Li у тричастинковій кластерній моделі з використанням варіаційного підходу з гаусоїдним базисом. Встановлено асимптотичну поведінку розподілів густини нуклонів гало, α-частинки на великих відстанях. Отримані закономірності підтверджено розрахунками. Показана суттєва різниця в асимптотичній поведінці розподілів густини цих ядер, які мають різні пороги розвалу. Проаналізовано проблему нетривіальної асимптотичної поведінки формфакторів. Запропоновано нове зручне представлення формфакторів в області малих переданих імпульсів.
    Б.Є. Гринюк, І.В. Сименог
  • Запропоновано оригінальні схеми встановлення перестановних симетрійних властивостей хвильових функцій систем трьох, чотирьох заряджених частинок у стохастичному варіаційному підході з несиметризованими базисами. Отримано енергетичні стани з високою точністю для низки кулонівських систем і пояснено їх симетрійні властивості.
    І.В. Сименог, М.В. Кузьменко, В.М. Хряпа
  • Отримано і проаналізовано одночастинкові розподіли густин, зарядові формфактори, двочастинкові кореляційні функції для систем трьох заряджених частинок двох сортів: Ps, H, атом He, молекулярний йон H2+. Досліджено поведінку асимптотик розподілів густини, формфакторів. Виявлено універсальний закон спадання формфакторів для тричастинкових кулонівських систем.
    М.В. Кузьменко, І.В. Сименог
  • Досліджено структурні функції тринуклонних ядер для різних нуклон-нуклонних потенціалів взаємодії з використанням варіаційних схем високої точності. Виконано аналіз і дано пояснення асимптотик структурних функцій – розподілів густини, імпульсних розподілів нуклонів, парних кореляційних функцій, формфакторів для тринуклонних ядер.
    Д.В. П'ятницький, І.В. Сименог
  • Розглянуто розклад гамільтоніану Дірака для двох частинок в ряд за степенями v/c до четвертого порядку з використанням перетворення Фолді-Вутхайзена в термінах парних, непарних операторів. Сингулярності, які з'являються у вищих порядках розкладу в секторі частинка-античастинка однакових мас, можуть бути виключені додатковим унітарним перетворенням.
    О.І. Туровський
Відділ синергетики
  • Показано що динаміка порошинок в запорошеній плазмі описується нелінійним рівнянням Фоккера-Планка з мультиплікативним шумом. Функція розподілу частинок по швидкостях має два максимуми що відповідають різним значенням середніх швидкостей. Наявність максимуму не рівноважної функції розподілу при відмінній від нуля швидкості служить індикатором індукованого шумом фазового переходу, що може пояснити експериментальний факт плавлення структури в системі порошинок в плазмі. Передбачено ефект гістерезисну в формуванні структур в системі порошинок в слабо іонізованій плазмі.
    А.Г. Загородній, Б.І. Лев
  • За допомогою математичної моделі біохімічного процесу проточного біореактора, в параметричному просторі вхідних потоків субстрату, кисню, розраховано діаграму областей самоорганізації якісно однакових атракторів. Досліджено закономірність в послідовності виникнення структурних нестійкостей і прогнозованість у формуванні в біосистемі конкретного виду стійкого або дивного атрактору. Знайдено границі областей на яких виникають біфуркації. Визначено структурно-функціональну відповідність біохімічних реакцій фізичним зовнішнім властивостям біосистеми. Обґрунтовано можливість використовувати знайдену діаграму для оптимального керування біохімічним процессом, створення надчутливого біосенсора.
    В.Й. Грицай
  • Досліджено динаміку імпульсації зв'язуючого нейрона (ЗН), стимульованого пуассонівським потоком, за наявності затриманого зворотнього зв'язку, коли вихідні імпульси нейрона направляються на його вхід після фіксованої затримки в часі. Встановлено, що вихідний потік імпульсів такої системи значно відрізняється від пуассонівського. Для ЗН з порогом 2 знайдено точний математичний вираз для густини ймовірності розподілу довжин міжімпульсних інтервалів в вихідному потоці як функцію часу затримки в лінії зворотнього зв'язку, тривалості внутрішньої пам'яті ЗН, інтенсивності вхідного потоку, а також обчислено коефіціент варіації розподілу. Для вищих порогів ці характеристики знайдено чисельно. Виконано також чисельну перевірку знайдених для порогу 2 аналітичних виразів. Знайдені розподіли характеризуються особливостями типу сходинки, мають розриви першої похідної а також сингулярність типу дельта-функції Дірака. Кофіціент варіації може приймати значення більші від одиниці при деяких значеннях параметрів. Такі особливості відповідають потокам імпульсів, що реєструються експериментально на живих об'єктах. Чисельно знайдено густину ймовірності розподілу довжин міжімпульсних інтервалів в вихідному потоці також для моделі інтегруючого нейрона з втратами. Знайдені залежності якісно не відрізняються від випадку ЗН. Зроблено висновок, що якісні характеристики динаміки імпульсації визначаються в першу чергу наявністю затриманого зворотнього зв'язку.
    О.К. Видибіда, К.О. Кравчук
  • Запропоновано один з можливих варiантiв iнерцiйного механізму поляризацiї надплинного гелію у стоячiй хвилi другого звуку за рахунок вiдносного прискорення нормальної, надплинної компонент, який дозволяє одержати досить задовiльне узгодження з експериментом в тiй областi температур, де проводились вимiрювання (1.4 К – 1.8 K). В областi низьких температур T < 1K вiдношення амплiтуд коливань температури, iндукованого електричного потенцiалу у хвилi другого звуку швидко спадає зі зниженням температури, що може бути предметом експериментальної перевірки. Запропоновано також модель подавленя бозе-конденсату у слабо-неідеальному бозе-газі за рахунок динамічних квантових флуктуацій, існування яких обумовлено принципом невизначеності. Розглянуто два підходи до описання механізму даного явища: вивчення руху окремих частинок системи у наближені самоузгодженого поля,, вивчення колективних рухів у наближені випадкових фаз
    К.В. Григоришин, Б.І. Лев
  • Побудовано теорію гомодинного детектування квантового світла за наявності темнових відліків, фонового випромінювання. Доведено можливість числової компенсації втрат, адитивних шумів у статистиці фотовідліків квантового світла.
    А.О. Семенов
  • Досліджено застосованість методу очищеня станів до квантових схем розповсюдження секретного ключа за умов шуму, втрат в каналі, детекторі. Показано, що метод є ефективним також за обмеженої ефективності класичних алгоритмів обробки ключа. Показаний позитивний вплив класичної інформації, доданої до квантового ресурсу, на захищеність протоколу квантової криптографії на основі стиснених станів. Досліджено вплив шуму детектування на інформаційну ефективність схем квантової комунікації на основі кодування флуктуаціями інтенсивностей мод станів, переплутаних за числами фотонів. Для різних типів станів проведено оптимізацію кодування бітів, показано, що вплив шуму залежить від його інтенсивності значно більше, ніж від конкретної статистики (термальної супер-Пуасонівської, або Пуасонівської).
    В.К. Усенко
Відділ структури атомних ядер
  • Розроблено принципово новий метод відбору найбільш актуальних базисних станів розкладу хвильової функції надважкого ізотопу ядра водню 5H по багаточастинковому трикластерному осциляторному базису, що забезпечує швидку збіжність результатів і одночасно не порушує принцип Паулі.
    Г.Ф. Філіппов, Ю.А. Лашко
  • В рамках мікроскопічної моделі, де вдалося врахувати поляризацію ядер при їх взаємодії, розглянуто реакції радіаційного захвату 4He(3He, γ)7Be, 6(p, γ)7Be, 4He(3H, γ)7Li, 6Li(n, γ)7Li, пов'язані з проблемою сонячних нейтрино, розповсюдженням атомних ядер у Всесвіті. Показано, що врахування поляризації суттєво впливає на теоретичні перерізи, даючи змогу одержати результати, які знаходяться у дуже доброму узгодженні з існуючими експериментальними даними.
    В.С. Василевський, Т.П. Коваленко, О.В. Нестеров
Відділ теорії та моделювання плазмових процесів
  • Розраховано часово нелокальні інтеграли зіткнень для плазми у зовнішньому магнітному полі. На їх основі запропоновано узагальнене рівняння Фокера-Планка з немарковськими кінетичними коефіцієнтами. У часово-локальному наближенні (кореляційний час значно менший за час релаксації функції розподілу) отримані співвідношення дозволяють відтворити результати квазілінійної теорії і перенормованої теорії Дюпрі-Вайнштока. Розраховано функцію діелектричного відгуку з урахуванням впливу турбулентних полів на рух заряджених частинок. Запропоновані рівняння використані також для оцінки впливу зональних течій на коефіцієнти дифузії у випадку насиченої турбулентності.
    А.Г. Загородній
  • Отримано загальні вирази для ефективних потенціалів заряджених порошинок у слабко іонізованій плазмі при довільних довжинах пробігу плазмових частинок. У випадку великих довжин вільного пробігу розрахунки проведено з урахуванням явного вигляду перерізів заряджання порошинки від швидкості плазмових частинок. Запропоновано апроксимацію складової ефективного потенціалу, обумовленої наявністю струмів заряджання, і дано обґрунтування запропонованого наближення, встановлено границі його застосування.
    А.Г. Загородній
  • Детально проаналізовано кінетичні розв'язки задачі про ефективні потенціали макрочастинки, що заряджається плазмовими струмами. Розрахунки виконано з урахуванням залежності іонного перерізу заряджання від швидкості іонів. Отримано аналітичні вирази для потенціалів при довільних значеннях довжини вільного пробігу іонів. Показано, що аналітичні наближення узгоджуються з проведеними нами точними числовими розрахунками, встановлено області застосування таких аналітичних наближень.
    А.Г. Загородній, А.І. Момот
  • Проблему моделювання плазми токамаку на часах більших за час утримання пов'язано із загасанням моментів функції розподілу вищих за третій за відсутності джерел. Обговорено декілька механізмів загасання вищих моментів, також наведено експериментальні дані, що підтримують це твердження для плазми токамаків.
    В.І. Засенко
  • З рівнянь руху для передмпфованої Броунівської динаміки отримано для системи в магнітному полі відповідне континуальне дифузійно-дрейфове рівняння (Смолуховського), яке справедливе у випадку слабко зв'язаної плазми. Показано, що при збільшенні магнітного поля вплив дисипації зменшується, і в границі B → ∞ рівняння переходить у так звану 'drift-Poisson' модель турбулентності плазми. Розроблено алгоритми для комп'ютерних моделювань в рамках даної моделі.
    О.В. Бистренко, Т.О. Бистренко
  • Досліджено розповсюдження поляризованого випромінювання космічного мазера в міжзоряній холодній намагніченій плазмі з анізотропією типу Біанки I. Показано, що результатом цієї взаємодії є обертання площини лінійної поляризації випромінювання космічного мазера, а також додатковий член в величині кругової лінійної поляризації випромінювання космічного мазера. Побудовано топологічну квантову теорію поля Келі-Клейна, яка є функтором між подвійними категоріями кобордизмів, подвійними категоріями Келі-Клейна на основі категорії скінченно-мірних векторних просторів.
    С.С. Москалюк
  • На основі дуального ланцюжка рівнянь Боголюбова для адитивної спостережуваної, яка трактується як мікроскопічна фазова густина, побудовано нелінійне кінетичне рівняння з інтегралом зіткнень немарківського типу. На основі методу нерівноважних кластерних розкладів еволюційних операторів досліджено дуальний ланцюжок рівнянь Боголюбова для такої спостережуваної. Побудовано рівняння для середніх значень спостережуваних адитивного, бінарного і т. д. типу, яке є узагальненим еволюційним рівнянням, частинним випадком якого при відповідних умовах є рівняння Фокера-Планка.
    В.О. Штик
  • Завершено укладання АНГЛІЙСЬКО-УКРАЇНСЬКО-АНГЛІЙСЬКОГО СЛОВНИКА ДЛЯ ФІЗИКІВ. Текст словника підготовлено до друку.
    О.Д. Кочерга
Відділ теорії ядра і квантової теорії поля
  • Показано, що космічна струна індукує у вакуумі навколо себе струм, що циркулює навколо струни,, магнітне поле, направлене вздовж неї. У випадку, коли Комптонова довжина хвилі, що відповідає квантованому полю, значно перевищує товщину струни, струна одягається в трубку з магнітних силових ліній, що має товщину порядка Комптонової довжини хвилі.
    Ю.О. Ситенко
  • Розраховано ядерну вершинну константу віртуального розпаду тритона на дейтрон, нейтрон і пропорційний їй асимптотичний нормувальний коефіцієнт хвильової функції тритона. Визначено асимптотичний коефіцієнт, інші характеристики віртуального стану ядра тритія.
    М.М. Петров, В.О. Бабенко