Охарактеризованы равномерно рекуррентные бесконечные слова, имеющие линейно растущую арифметическую сложность (ИМ СО РАН)
Получены оценки вероятностных моментов критических значений параметров процесса переноса частиц в среде со случайной плотностью. Результаты используются для исследования временной асимптотики помехи обратного рассеяния и в реакторных системах.
Получены решения системы уравнений упруго-пористых сред для однородного пространства во временной и частотной областях в случае точечного источника, а также лучевые представления волн разного типа в неоднородной упруго-пористой среде. Решен ряд обратных задач определения тензора сейсмического момента.
Для линейных операторных уравнений первого рода построена теория адаптивной оптимизации двухслойных градиентных итерационных методов с экономичными факторизованными переобуславливателями.
Получены точные оценки областей существования корня, условия сходимости итерационного процесса и точности приближения итерационного метода Чебышева в пространствах Банаха. (ИВММГ СО РАН)
Дан полный анализ прямо-двойственной регуляризации для несобственных задач линейного и выпуклого программирования по родам несобственности. В случае приближенного задания информации о функциях задачи установлены оценки, характеризующие сходимость соответствующих процедур.
В обратной задаче наклонного радиозондирования решена проблема волноводов и создана эффективная технология (модель, алгоритмы, численные эксперименты) восстановления меры волновода и электронной плотности вне волновода. (ИММ УрО РАН)
Разработаны эффективные численные методы для класса краевых задач математической физики с неклассическими нелинейными динамическими граничными условиями, условиями сопряжения и подвижной границей (с условием типа Стефана). Такие задачи возникают при моделировании взаимодействия водорода с твердым телом (энергетика, химические технологии, ракетостроение). (ИПМИ Кар НЦ РАН)
Разработан новый обобщенный спектрально-аналитический метод обработки, анализа и распознавания цифровых информационных массивов. Построены адаптивные процедуры выбора способа описания данных. Созданы пакеты программ, реализующих разработанный подход в ряде приложений (магнитная энцефалография, обработка видеоданных).(ИМПБ РАН)
ФИЗИЧЕСКИЕ НАУКИ
[Академик-секретарь Отделения академик А.Ф.Андреев]
Физика конденсированных сред
Теория конденсированного состояния. В сверхтекучей системе найден добавочный аддитивный интеграл движения, позволивший построить последовательную термодинамику сверхтекучести. Определены условия устойчивости, заменяющие критерий сверхтекучести Ландау при конечных температурах. (ИФП РАН)
Развита теория недавно открытого ферроэлектрического состояния в квазиодномерных органических металлах – соединениях (TMTTF)2X. Новый эффект объединяет такие разные концепции, как ферроэлектричество хороших металлов, структурная неустойчивость по отношению к переходу Мотта-Хаббарда и Вигнеровская кристаллизация в системах с большой плотностью электронов. Показано, что ферроэлектрический переход приводит к образованию трех типов солитонов. Щель, возникающая в спектре фотопроводимости, есть результат образования солитон-антисолитоновых пар.
В широкой области температур найдена амплитуда осцилляций кулоновской блокады для гранулы, связанной с металлом туннельным контактом. Использованы методы инстантонов и ренормгруппы в двухпетлевом приближении. (ИТФ РАН)
Предложен принципиально новый подход к обеспечению секретного распространения ключа по открытым квантовым каналам связи, в котором секретность базируется на пространственно-временной структуре состояний и ограничениях, диктуемых специальной теорией относительности. Это позволяет передавать секретный ключ при помощи практически любых квантовых состояний. (ИФТТ РАН)
Предложен кинетический механизм распада твердого раствора, в рамках которого, в отличие от термодинамического рассмотрения, удалось показать, что упругие деформации способствуют появлению доменных структур. (ФТИ РАН)
Физика низких температур. Экспериментально обнаружен и теоретически объяснен новый тип перехода к турбулентному движению в сверхтекучих жидкостях, контролируемого внутренним параметром – взаимным трением нормальной и сверхтекучей компонент. (ИФП РАН, ИТФ РАН)
В квантово-разупорядоченных спин-щелевых магнетиках обнаружен магнитный резонанс нового типа, который обусловлен переходами между спиновыми подуровнями коллективных возбуждений и возникновением моды антиферромагнитного резонанса в индуцированной магнитным полем упорядоченной фазе спин-щелевого магнетика.
Экспериментально определены энергии элементарных ступеней на гранях (100) кристаллов Не3 при температурах 60-100 мК. Анализ результатов в рамках теории фазовых переходов огранения показывает, что при столкновении элементарных ступеней на поверхности кристаллов гелия, возможны процессы «переброса» ступеней в соседний ряд, а также отражение ступеней друг от друга. (ИФП РАН)
Экспериментально обнаружено аномальное состояние кристалла гелия с быстро растущими гранями, образующееся под воздействием внешнего пересыщения. Исследована кинетика этого явления и решена задача роста кристалла с возбуждением волны первого звука. (РНЦ «КИ»)
Сверхпроводимость. Предложена простая физическая картина сверхпроводимости предельно допированных плоскостей СuO2, обладающая наблюдаемыми чертами ВТСП: высокой критической температурой, согласующейся с экспериментом симметрией параметра порядка, сосуществованием одноэлектронной поверхности Ферми и бозе-эйнштейновского конденсата заранее сформированных пар электронов. (ИФП РАН)
Теоретически и экспериментально показано, что основной вклад в диссипативные потери при движении решетки джозефсоновских вихрей в ВТСП материалах обусловлен переменными квазичастичными токами в плоскости слоев, что позволяет по измерению потерь в режиме движения решетки определить величину квазичастичной проводимости. (ИРЭ РАН; Аргонская и Лос-Аламосская национальные лаборатории, США)
Построена последовательная квазиклассическая теория андреевского отражения для гетерогенных структур, содержащих границу ферромагнетик-сверхпроводник, и проанализирован эффект близости для бислоя ферромагнетик-«грязный» сверхпроводник. (КФТИ КазНЦ РАН)
В рамках теории Гинзбурга-Ландау рассчитана зависимость критической температуры Тс от магнитного поля гибридных систем сверхпроводник-ферромагнетик с доменной структурой. Показано, что в них возможно формирование сверхпроводящих каналов и появление особенностей на зависимости Тс (Н) - возвратной сверхпроводимости и осцилляций Тс. (ИФМ РАН)
Предложен новый тип сверхпроводящего квантового бита, состоящего из 6 джозефсоновских контактов между 4 сверхпроводящими островками, помещенных в продольное слабое магнитное поле. Система реализует эквивалент квантового спина ½ в нулевом эффективном поле. Предсказано, что система должна обладать необычно высокой устойчивостью по отношению к электромагнитным шумам; предложены методы манипулирования квантовым состоянием и измерения его результата. (ИТФ РАН)
Изготовлены торцевые джозефсоновские переходы Nb/SiNx/Nb с критическим током в диапазоне 10–1000 мкА и рекордно малой емкостью 10-15–10-16 Ф, которые могут быть использованы в СВЧ технике, для исследований субмикронных магнитных структур и в элементах квантовой логики. (ИФМ РАН)
Физика магнитных явлений. Решена задача о стационарной заселенности подуровней основного состояния щелочного атома в условиях магнитного резонанса и оптической накачки. Показано, что в актуальном геомагнитном диапазоне индукций (20-70 μТ) оптимальным для метрологии является изотоп 39К. Построен макет магнитометра-тандема, опирающийся на 4-квантовый резонанс в калии и имеющий точность измерений 10-10 Гс. Прибор может служить эталонным средством измерения индукции земного поля с беспрецедентно высокой абсолютной точностью. (ФТИ РАН)
Обнаружен новый тип магнетосопротивления, который реализуется в «грязных» одномерных электронных системах. Зависимости проводимости от температуры и электрического поля таких объектов описываются степенными законами, показатели степени которых меняются в магнитном поле, что объясняется нарушением спин-зарядового разделения в магнитном поле. (ИРЭ РАН, ФТИ РАН, Центр сверхнизких температур, Гренобль, Франция)
Обнаружено гигантское магнитосопротвление туннельного магнитного перехода с относительной величиной ~ 5% и выше, стабильное во времени. Эффект может быть использован в сверхминиатюрных датчиках магнитного поля. (ФИРЭ РАН)
В структурах с чередующимися слоями магнитострикционного и пьезо-электрического материалов обнаружен и объяснен магнитоэлектрический эффект, величина которого при комнатной температуре на 1-2 порядка больше, чем в однофазных объемных магнитоэлектрических материалах. Структуры перспективны для создания датчиков и преобразователей постоянных и переменных низкочастотных магнитных полей. (МИРЭА)
Физика высоких давлений. В алмазах, легированных бором, ситезированных при высоких давлениях, обнаружена объемная сверхпроводимость с критической температурой до 5К и высоким значением верхнего критического поля (более 3.5Т). Полученный материал является первым примером полупроводника-сверхпроводника с алмазной кристаллической решеткой. Вследствие уникальных механических и тепловых свойств алмаза этот результат перспективен для многочисленных практических применений.