Сборник тезисов 9-ой Международной научной конференции «современные достижения физики и фундаментальное физическое образование»
жүктеу/скачать 11,53 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- NONPERTURBATIVE QUANTIZATION A LA HEISENBERG FOR NON-ABELIAN GAUGE THEORIES: TWO-EQUATION APPROXIMATION Vladimir Dzhunushaliev
- ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КРИО- КОНДЕНСАЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЗАКИСИ АЗОТА И ЭТАНОЛА А. Дробышев 1
- , Е. Коршиков 1 , Ю. Стржемечный 2 .
| ҚР БІЛІМ ЖƏНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ ƏЛ-ФАРАБИ АТ.ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ ЭКСПЕРИМЕНТТІК ЖƏНЕ ТЕОРИЯЛЫҚ ФИЗИКА ҒЫЛЫМИ-ЗЕРТТЕУ ИНСТИТУТЫ АШЫҚ ТҮРДЕГІ ҰЛТТЫҚ НАНОТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ЗЕРТХАНА MINISTRY OF EDUCATION AND SCIENCE RK AL-FARABI KAZAKH NATIONAL UNIVERSITY SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE OF EXPERIMENTAL AND THEORETICAL PHYSICS NATIONAL NANOTECHNOLOGY OPEN LABORATORY «ФИЗИКАНЫҢ ЗАМАНАУИ ЖЕТІСТІКТЕРІ ЖƏНЕ ІРГЕЛІ ФИЗИКАЛЫҚ БІЛІМ БЕРУ» атты 9-ші Халықаралық ғылыми конференцияның ТЕЗИСТЕР ЖИНАҒЫ 12-14 қазан, 2016, Алматы, Қазақстан СБОРНИК ТЕЗИСОВ 9-ой Международной научной конференции «СОВРЕМЕННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ ФИЗИКИ И ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ ФИЗИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ» 12-14 октября, 2016, Алматы, Казахстан BOOK OF ABSTRACTS of the 9 th International Scientific Conference «MODERN ACHIEVEMENTS OF PHYSICS AND FUNDAMENTAL PHYSICAL EDUCATION» October, 12-14, 2016, Kazakhstan, Almaty Алматы «Қазақ университеті» 2016 The 9 th Interna achievements ____________ Р Фи Хал Алм ISB Сов ние тяб ISB Mo stra zak ISB ISBN 978-60 ational Confere of physics and f _____________ Рамазанов Т изиканың лықаралық маты, Қаза BN 978-601 временные е: сборник ря, 2016, А BN 978-601 odern achie acts of the khstan, Alm BN 978-601 01-04-2490-6 ence «Modern fundamental ph _____________ Т.С., Давлет Саду Ав © Қаз © Эк © Аш заманауи ғылыми к қстан). – А -04-2490-6 е достижен тезисов 9- Алматы, Ка -04-2490-6 evements of 9 th Interna maty). – Alm 1-04-2490-6 © hysical educatio _____________ Реда ов А.Е., Лав уев Н.О., Дья вторлық реда зақ универс кспериментт шық түрдегі жетістіктер конференци Алматы: Қа 6 ния физики -ой Между азахстан). – 6 f physics an ational Scie maty: Kazakh 6 © Эксперимен on» _____________ 2 акциялық а врищев О.А ячков В.В. ( акциямен жа ситеті тік жəне теор ұлттық нан рі жəне ір ияның тези азақ универ и и фундам ународной – Алматы: Қ nd fundame entific Con h University © Əл-Ф нттік жəне те © Ашық October , _____________ алқа: А., Иманбаев (мұқаба диза арыққа шыға риялық физ нотехнологи ргелі физик истер жина р ментальное научной к Қазақ унив ental physic nference (O y. Фараби атынд еориялық физ түрдегі ұлтты 12-14, 2016, K ____________ ва А.К., Габд айны) ды ика ғылыми иялық зертха калық білім ағы (12-14 ситеті, 2016 . – 294 б. е физическ конференци верситеті, cal educatio ctober, 12- 2016. – 2 94 p. дағы Қазақ ұл зика ғылыми ық нанотехно Kazakhstan, Alm _____________ дуллин М.Т и-зерттеу ин ана м беру: 9- 4 қазан, 20 кое образов ии (12-14 о 2 016. – 294 c. on: Book of -14, 2016, лттық универ и-зерттеу инст ологиялық зе maty ________ ., нституты -ші 16, ва- ок- f ab- Ka- рситеті, 2016 титуты, 2016 ертхана, 2016 6 6 9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 жəне іргелі физикалық білім беру» ______________________________________________________________________________________________________ 3 Пленарлық баяндамалар Plenary reports The 9 th International Conference «Modern achievements of physics and fundamental physical education» October , 12-14, 2016, Kazakhstan, Almaty ______________________________________________________________________________________________________ 4 ЭКСПЕРИМЕНТЫ «ПЛАЗМЕННЫЙ КУЛОНОВСКИЙ КРИСТАЛЛ» В УСЛОВИЯХ МИКРОГРАВИТАЦИИ Т.С.Рамазанов 1 , Л.Г.Дьячков 1,3 , К.Н.Джумагулова 1 , М.Т. Габдуллин 2 , М.Қ. Досболаев 1,2 , Е.А.Үсенов 1,2 , Ж.А.Молдабеков 1 , О.Ф.Петров 3 , М.М.Васильев 3 , М.И.Мясников 3 , В.Е. Фортов 3 , С.Ф. Савин 4 , Ж.Ш. Жантаев 5 , А.А. Аимбетов 5 1) НИИЭТФ, КазНУ им. Аль-Фараби, Алматы, Казахстан 2) ННЛОТ, КазНУ им. Аль-Фараби, Алматы, Казахстан 3) Объединенный Институт Высоких температур РАН, Москва, Россия 4) РКК «Энергия», Королев,Московская обл., Россия 5) НЦКИТ,КазКосмос, Алматы, Казахстан В даннойработе представлены совместные результаты экспериментов «Кулоновский кри- сталл» казахстанских и российских учёных, сделанных по Программе полета казахстанского космонавта Айдына Аимбетова на Международной космической станции (МКС) в сентябре 2015 года. В рамках эксперимента «Кулоновский кристалл» на борту МКС с 2010 года проводят- ся исследования свойств сильно взаимодействующих пространственно-упорядоченных структур заряженных частиц микронных размеров. В отличие от плазменно-пылевых струк- тур в электрических разрядах, применявшихся с этой целью ранее, предлагаемый метод по- зволяет формировать устойчивые пространственные структуры заряженных частиц как в не- ионизованном газе, так и в вакууме. Поэтому экранирование частиц плазмой не происходит и взаимодействие между ними чисто кулоновское, а не дебаевское, как в пылевой плазме. Основная идея заключается в удержании заряженных частиц не электростатическими сила- ми, которые ответственны за взаимодействие между ними. В данном эксперименте применя- ется магнитная ловушка антипробкотронного типа для диамагнитных частиц, в качестве ко- торых используются частицы графита, обладающего наибольшей диамагнитной восприим- чивостью. Проблема организации больших однородных структур заряженных диамагнитных частиц, как и в случае пылевой плазмы, была решена при выполнении экспериментов в усло- виях микрогравитации на борту космических аппаратов. В 2015 году проведена очередная серия экспериментов на модернизированной установке «Кулоновский кристалл» (рисунок 1), казахстанским космонавтом на борту МКС. По сравнению с ранними экспериментами число частиц графита для формирования кулоновских структур было увеличено на порядок вели- чины, усовершенствована система видеонаблюдений, а зарядка частиц стала возможной до более высокого потенциала. Диаметр графитовых частиц в ампуле порядка 100-400 мкм, Диамагнитная восприимчивость: г 3 6 см 10 3 . Параметры ампула: диаметр - 52 мм, вы- сота - 40 мм, газ - аргон, давление - 1 атм, диаметр электрода - 200 мкм, напряжение на элек- тродах - 24 В. Наблюдалось формирование кластера из заряженных и незаряженных частиц, возбу- ждение и затухание колебаний, а также его разрушение в электрическом поле. На рисунке 2. представлены видеоснимки ампулы экспериментального стенда «Кулоновский крисалл» во время сеанса на борту МКС. В центре ампулы располагается кулоновский кластер из диамагнитных частиц в магнитном поле пробкотронного типа в условиях микрогравитации:соотношение толщины кластера к диаметру равно 0,5 (А) и 0,3 (Б). 9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 жəне іргелі физикалық білім беру» ______________________________________________________________________________________________________ 5 Рисунок 1. а) Ампула с диамагнитными частицами экспериментального стенда «Кулоновский кристалл»; б) схема расположения двух электродов в ампуле. Целью проведения космического эксперимента «Кулоновский Кристалл» в рамках экспедиции МКС – 45/46 является: - определение заряда и структурных характеристик кулоновского кристалла; - исследование транспортных свойств (диффузия, вязкость) систем заряженных час- тиц; - анализ динамических свойств заряженных частиц кулоновского кристалла; - исследование свойств анизотропных структур кулоновского кристалла. Полученныерезультаты обработки экспериментальных данных: -проанализированыдвижения нейтральных и заряженных диамагнитных частиц в магнитном поле пробкотронного типа. - выявлено интересное поведение кулоновского кристалла при разных соотношениях электрических и магнитных полей. - также получен эффект разрушения и «кулоновский взрыв» полученных структур при больших значениях электрического поля. - на стадии исследования находится также рассеяние диамагнитных частиц и образо- вание анизотропных структур при тепловом и электромагнитом воздействии видимым излу- чением на кулоновский плазменный кристалл. В результате будут получены новые научные данные в области фундаментальных фи- зических исследований механизмов образования и создания кулоновских кристаллов (пыле- вой плазмы) в условиях микрогравитации. Рисунок 2. Кулоновский кластер из диамагнитных частиц в магнитном поле пробкотронного типа в условиях микрогравитации: соотношение толщины к диаметру равно 0,5 (А) и 0,3 (Б). The 9 th International Conference «Modern achievements of physics and fundamental physical education» October , 12-14, 2016, Kazakhstan, Almaty ______________________________________________________________________________________________________ 6 FORMATION, PROPERTIES AND APPLICATIONS OF SILICON NANOPARTICLES Victor Yu. Timoshenko Lomonosov Moscow State University, Department of Physics, 119991 Moscow; National Research Nuclear University “MEPhI”, 115409 Moscow, Russia Silicon nanoparticles (SiNPs) exhibit unique physical properties for optoelectronic and biomedical applications. Recently, SiNPs were extensively investigated for optical diagnostics and photothera- py of cancer as well for applications in therapy modalities, which employ ultrasonic (US) and radio- frequcy electromagnetic (RF-EM) irradiations. Nonporous SiNPs with sizes from 2 to 100 nm can be prepared by laser ablation of c-Si targets in gaseous and liquid ambiences. Porous SiNPs with sizes of 10-200 nm can be formed by using mechanical milling of porous silicon (PSi) and silicon nanowires grown by wet chemistry methods. Porous SiNPs fabricated from micro-PSi filmsare cha- racterized by typical sizes of about 20-200 nm and they consist of Si nanocrystals with sizes of about 2-5 nm. The microporous SiNPs exhibit efficient photoluminescence in the spectral range from 600 to 900 nm and they can act as sensitizers of the generation of singlet oxygen (SO) both in gaseous and liquid environments. In vitro studies demonstrate a strong suppression of the prolifera- tion of cancer cells in the presence of photoexcited porous SiNPs and this effect is explained by oxidizing properties of the sensitized SO. Additionally, cancer cells and tumors can be destroyed by hyperthermia induced by photoexcited SiNPs. In vivo experiments showed that an injection of SiNPs followed with therapeutic US or RF-EM irradiations of relatively low intensities could sig- nificantly suppress the cancer tumor growth due to the hyperthermia sensitized by the nanoparticles. The obtained results demonstrate that Si-based nanomaterials are promising for applications in both medical diagnostics and therapy. NONPERTURBATIVE QUANTIZATION A LA HEISENBERG FOR NON-ABELIAN GAUGE THEORIES: TWO-EQUATION APPROXIMATION Vladimir Dzhunushaliev Dept. Theor. and Nucl. Phys., KazNU, Almaty, 050040, Kazakhstan IETP, Al-Farabi KazNU, Almaty, 050040, Kazakhstan In the 1950's, W. Heisenberg has offered the procedure of nonperturbative (NP) quantization for a nonlinear spinor field. His purpose was to obtain all physical properties of electron from the first principles, i.e. from a fundamental equation, which he suggested to be the equation for a nonlinear spinor field. Following this approach, he was able to obtain, to some accuracy, the main properties of electron. Heisenberg's main idea was to write the operator nonlinear Dirac equation. Then, on multiply- ing by field operators and performing subsequent quantum averaging, one can obtain an infinite set of equations for all Green functions. In order to make practical use of the infinite set of equations, he proposed to cut off this system of equations to obtain a finite set of equations. In principle, this idea can be used for any strongly interacting fields. Here we employ this ap- proach for quantum chromodynamics (QCD). Our main goals are: 9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 жəне іргелі физикалық білім беру» ______________________________________________________________________________________________________ 7 a) starting from the Yang-Mills operator equation, we write an infinite set of equations for all Green functions; b) using some assumptions, we truncate this set of equations up to two equations describing gauge fields from the subgroup (2) × (1) ⊂ (3) and gluon condensate for gauge fields be- longing to the coset (3)/ (2) × (1); c) we apply these two equation to obtain a flux tube solution describing the field distribution between quark and antiquark. Following Heisenberg, we write the SU(N) Yang-Mills equations as operator equations How we can solve this equation ? Following Heisenberg, we have to write an infinite set of equa- tions for all Green functions In practice, we cannot solve this infinite set of equations. We need to cut it off to obtain a finite set of equations. Then the solution of the truncated set of this equations will approximately describe the solution of the full system. After some simplifications we will obtain following equations set We seek a flux tube solution in the form Substituting this ansatz into field equations we have The physical meaning of the two-equation approximation is to describe physical systems in which one group of degrees of freedom is practically in a classical phase, and the remaining group of degrees of freedom is in a pure quantum phase. In addition, in the first group, we have quantum fluctuations around the mean values. The dispersion of these fluctuations gives rise to the appear- ance of masses of the corresponding gauge fields. The dispersion of quantum fluctuations in the second group gives rise to the gluon condensate. In fact, this system is a system where classical non-Abelian gauge fields belonging to a subgroup interact with the quantum condensate of gauge The 9 th International Conference «Modern achievements of physics and fundamental physical education» October , 12-14, 2016, Kazakhstan, Almaty ______________________________________________________________________________________________________ 8 fields belonging to the coset. The most interesting case here can be the case when classical non- Abelian gauge fields are confined by a condensate of quantum gauge fields. One of the problems in QCD is to show that a flux tube filled with a longitudinal electric field does appear between quark and antiquark. The conventional opinion in this case is that the ap- pearance of the flux tube is the manifestation of the dual Meissner effect -- the pushing out of color electric field from the gluon condensate. We have shown that in our two-equation approximation such a solution does really exist. That means that our approach can actually describe the dual Meissner effect. Reference V. Dzhunushaliev, «Nonperturbative quantization a la Heisenberg for non-Abelian gauge theories: two-equation approximation», arXiv:1608.05662 [hep-ph]. ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КРИО- КОНДЕНСАЦИОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЗАКИСИ АЗОТА И ЭТАНОЛА А. Дробышев 1 , Е. Коршиков 1 , Ю. Стржемечный 2 . 1 Al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan 2 Texas Christian University, Fort Worth, TX 76129, U.S.A. С использованием скоростного АЦП изучены динамические характеристики излучения, возникающего при криоконденсации закиси азота и этанола. Температура подложки в ходе конденсации составляла Т=10 К, давление газовой фазы Р=10 -2 Торр. Измерения показали, что время возрастания амплитуды единичной вспышки при криоосаждении закиси азота со- ставило 0.015 × 10 -3 секунды, в то время как для криоконденсационного излучения этанола оно равно 0.3 × 10 -3 , т.е. почти в 20 раз больше. Мы связываем это с существенным различи- ем в величинах собственных дипольных моментов молекул -μ = 0.097 Dдля закиси азота и μ = 1.68 D для этанола. Измереныэнергетическиеспектрыизлучениязакиси азота и этанола в интервале от 350 нм до 1050 нм. На фоне слабых сигналов обнаружено наличие в спектрах дискретных полос поглощения на 517, 562, 690, 726, 805, 866 нм для закиси азота и 387, 392, 822, 995 и 1019 нм для этанола. Для объяснения полученных результатов мы предлагаем две модели, одна из которых основана на предположении о существовании изомерных состояний молекулы заки- си азота. Вторая модель рассматривает возможность процесса поляризации/ деполяризации в кристаллитах образующихся пленок. 9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 жəне іргелі физикалық білім беру» ______________________________________________________________________________________________________ 9 1-СЕКЦИЯ Теориялық және ядролық физика SECTION 1 Theoretical and Nuclear Physics The 9 th International Conference «Modern achievements of physics and fundamental physical education» October , 12-14, 2016, Kazakhstan, Almaty ______________________________________________________________________________________________________ 10 ИЗМЕРЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОГЛОЩЕНИЯ ГАММА- КВАНТОВ НА ПУЧКЕ УСКОРИТЕЛЯ ELEKTA AXESSE Т.М. Гладких, Н.А.Н. Диаб*, В.В. Дьячков, А.Л. Шакиров, Ю.А. Зарипова, А.В. Юшков НИИЭТФ КазНУ им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан; *Каирский университет, Каир, Арабская Республика Египет Уровень развития современной биофизики требует создания все более совершенных моделей внутриклеточного взаимодействия живой материи – органелл, мембран, ядра, ДНК и РНК. При решении же проблем ядерной медицины, в частности, проблем радиационной повреж- даемости клетки и, в особенности, клеточного ядра, содержащего весь аппарат наследствен- ности, актуально привлечение определенного арсенала средств и методов ядерной физики. В частности, необходимы точные значения величин пробегов альфа-частиц и коэффициентов линейного поглощения гамма-квантов, практически, для всех элементов менделеевской таб- лицы. Эти же сведения важны и для других приложений. Целью настоящего исследования было измерение коэффициентов линейного поглоще- ния гамма-квантов в образцах, содержащих легкие химические элементы и примеси средне- тяжелых и тяжелых элементов. В данной работе использование гамма-квантов с энергией 6 МэВ позволило получить полные коэффициенты ослабления, за счет вклада двух основных механизмов: Комптон эффекта и рождения электрон-позитронных пар. Образцы были изготовлены в Каирском университете (Арабская Республика Египет). В таблице представлен состав исследованных образцов. Геометрически образцы представляют собой цилиндры диаметром 100 мм и высотой 10 мм. Таблица – Химический состав исследуемых образцов. Samples Composition Part per hundred (gram) № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6 № 7 Styrene butadiene rubber (SBR) 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 Boron carbide (B 4 C) 0 800 800 800 800 800 800 Magnetite (Fe 3 O 4 ) 0 800 0 1600 0 2400 0 Barium sulphate (BaSO 4 ) 0 0 800 0 1600 0 2400 Carbon black (haf-330) 600 600 600 600 600 600 600 Stearic acid 100 100 100 100 100 100 100 ZnO 100 100 100 100 100 100 100 Paraffin Wax 3200 1600 1600 800 800 0 0 Di-Octyl phethalate (DOP) 200 200 200 200 200 200 200 MBTS 40 40 40 40 40 40 40 PBN 20 20 20 20 20 20 20 Sulpher 40 40 40 40 40 40 40 TMQ 10 10 10 10 10 10 10 density 0.99 1.19 1.26 1.29 1.43 1.72 1.78 dimensions 2cm thickness X 10cm in diameter, as a circle X 20cm length Измерения выполнены на электронном ускорителе ElektaAxesse онкологического цен- тра «Сункар» (Алматы). Геометрия эксперимента представлена на рисунке 1. Ускоренные- электроны порождали гамма-кванты до энергии 6 МэВ, которые попадали на образцы. Реги- стрировалась доза гамма-излучения, прошедшею сквозь толщину образцов. На рисунке 2 9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 жəне іргелі физикалық білім беру» ______________________________________________________________________________________________________ 11 представлены результаты измерений дозы в зависимости от толщины образца №1 (см. таб- лицу), где точки – эксперимент, сплошная кривая – теоретический расчет с найденными ли- нейными коэффициентами поглощения . Ослабление узкого пучка монохроматического гамма-излучения при прохождении че- рез слой среды толщиной х и плотностью , содержащей элементы с атомными номерами Z 1 , Z 2 , … Z n , происходит по экспоненциальному закону n i i i c x e I I 0 , где I, I 0 – интенсивность пучка до и после ослабления; c i – концентрация химического эле- мента в смеси с атомным номером Z i ; i = i (Z i , E ) – массовый коэффициент ослабления для данного элемента. Рисунок 1. Геометрия эксперимента с конверсией электронов в гамма-кванты В результате измерений были получены суммарные коэффициенты ослабления для раз- личных образцов. Так, для образца №1 =0,0585 см -1 . Рисунок 2. Результаты измерений линейных коэффициентов поглощения гамма-квантов на ядерно-медицинских фантомах Таким образом, полученные суммарные коэффициенты ослабления образцов, содержа- щих легкие химические элементы и примеси среднетяжелых и тяжелых элементов, позволят получить более точные данные доз для разрушения онкологических образований потенци- альных пациентов. y = -0,0585x + 10,402 3,5 3,7 3,9 4,1 4,3 4,5 4,7 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 жүктеу/скачать 11,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|