работа содержит 13 страниц, 5 рисунков, 7 источников. Актуальность (стр. 1 из 3)
МИНИСТЕРСТВО ИНДУСТРИИ И НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РК
Республиканское государственное предприятие
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР РК (РГП НЯЦ РК)
Дочернее государственное предприятие
ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ
(ДГП ИЯФ РГП НЯЦ РК)
УДК 53.043
Красовицкий Павел Михайлович
МОЛЕКУЛЯРНАЯ РЕЗОНАНСНАЯ ДИФФУЗИЯ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ
Работа, представленная на конференцию - конкурс НИОКР
молодых ученых и специалистов
Национального ядерного центра Республики Казахстан
(фундаментальные исследования)
Курчатов 2011
АВТОР
Красовицкий Павел Михайлович
СНС ЛТЯФ
Год рождения - 1976,
образование высшее (КазНУ им. Аль-Фараби, 2002),
специальность – физик,
квалификация по диплому – физик,
работает с 2001 года в Лаборатории теоретической ядерной физики ИЯФ НЯЦ РК,
общий стаж работы -15 лет .
Красовицкий Павел Михайлович.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ РЕЗОНАНСНАЯ ДИФФУЗИЯ В ТВЕРДОМ ТЕЛ
Работа, представленная на конференцию - конкурс НИОКР молодых ученых и специалистов Национального ядерного центра Республики Казахстан
Дочернее государственное предприятие «Институт геофизических исследований» Республиканского государственного предприятия «Национальный ядерный центр Республики Казахстан» (ДГП ИГИ РГП НЯЦ РК).
050020, г. Алматы, Чайкина 4, тел. (727)263-13-30, (727)263-48-82,
факс.(727) 263-48-82, E_mail: kcd1234@mail.kz
РЕФЕРАТ
Работа содержит 13 страниц, 5 рисунков, 7 источников.
Актуальность:
Исследования молекулярной резонансной диффузии в твердом теле тесно связано с новейшими направлениями развития науки – исследованиями в области нанотехнологий и наноматериалов. Они прямо касаются процессов, происходящих на малых расстояниях в твердом теле. Эффекты диффузии сильно влияют на происходящие процессы, и знание их помогает находить новые эффекты, особенно в связи с знанием новых эффектов для самого процесса диффузии.
Цель работы:
Получение предварительной оценки для температурного диапазона и параметров потенциалов твердого тела, в котором возможно превышение молекулярной резонансной диффузии над одноатомной.
Задачи исследований:
Получение расчетной модели молекулярной резонансной диффузии
Составление программы и проведение расчетов по полученной модели
Анализ результатов.
Методика исследований:
Создание расчетных блоков и программ в среде Maple и Fortran, анализ результатов на основе общей теории диффузии.
Результат работ:
Зависимость коэффициентов диффузии от ширины и высоты барьера.
Параметры барьеров, при которых возможно превышение молекулярной резонансной диффузии над одночастичной.
Научная новизна:
Впервые исследована простая модель молекулярной резонансной диффузии в твердом теле. Впервые предсказаны основные характеристики явления, такие как зависимость от ширины, линейного размера ямы между двумя барьерами
Личный вклад автора:
Большую часть работы автор сделал самостоятельно. Формализм резонансной прозрачности, некоторые предварительные расчеты были придуманы и проделаны ГНС ЛТЯФ Пеньковым Ф.М, автор приносит ему самую горячую благодарность.
Публикации:
Работы автора опубликованы за пять лет в более чем двадцати научных журналах, в том числе:
Chuluunbaatar O., Gusev A.A., Vinitsky S.I., Derbov V.L., Krassovitskiy. Channeling problem for charged particles produced by confining environment. // Ядерная физика. - 2009. – Т. 72, № 5. –с. 811–821.
С.И., Гусев, А.А.. Чулуунбаатар О., Дербов В.Л., Серов В.В, Красовицкий П.М.. О коэффициенте усиления скорости ядерной реакции в магнитном поле и канале кристалла // Ядерная и радиационная физика: Материалы 7-ой международной конференции, 8-11 сентября 2009, г.: ИЯФ НЯЦ РК, Алматы, 2009, с.58
Ибраева Е.Т., Жусупов М.А., Иммамбеков О., Красовицкий П.М. Интерференционные эффекты в протонном рассеянии на ядре 15N при промежуточных энергиях // Ядерная физика. - 2010. – Т. 73, № 8. – с. 1497-1504
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ,
ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ
∆– оператор Лапласа, в работе
;Гауссов потенциал – потенциал вида
; σ определяет ширину барьера, а Emax – его высоту.СОДЕРЖАНИЕ
| Введение Теоретические предпосылки. Модель резонансной диффузии Расчет в выбранном приближении Численная схема и результаты расчета Заключение Список использованных источников | 6 7 9 10 12 13 |
Введение
Исследования поведения систем из трех и более частиц дают науке много новых и интересных эффектов. Эти эффекты обычно невозможны в задаче двух тел. В качестве примера можно назвать широко известные эффект Ефимова, теорема Томсона, и т.д.
В 1994 году японские ученые впервые предложили еще один эффект подобного рода [1]. Позднее он был изучен во многих работах [2-5], и был назван «эффектом резонансной прозрачности». Расчеты показывают, что пара одинаковых частиц может проходить одномерный барьер резонансным образом, вероятность прохождения при определенной энергии может достигать единицы. В основе эффекта лежит следующее объяснение: пара связанных частиц может образовывать вблизи барьера квазисвязанные состояния. При совпадении энергии пары частиц с энергией такого состояния и наблюдается прозрачность барьера.
Широкий ряд работ, изучающих резонансную прозрачность [1-5], показывает, что исследования в этой области имеют большое значение и широкое применение. Одной из возможных областей является диффузия в твердом теле. Начало этой работы было дано ранее [6]. Из параметров задачи ясно, что резонансы для двухатомных молекул имеют чрезвычайно малую ширину, что, впрочем, компенсируется большим их количеством. Поэтому эффект резонансной прозрачности невозможно наблюдать напрямую – ширина резонансов гораздо меньше естественного теплового уширения для значений энергии. Однако, указанный эффект может давать вклад в интегральные величины, например, диффузию.
Прямой расчет молекулярной резонансной диффузии, даже для простой модели, требует значительных машинных ресурсов. При этом результат заранее предсказать невозможно. В данной работе представлена простая модель молекулярной диффузии, позволяющая сделать предварительные оценки.
Актуальность:
Исследования молекулярной резонансной диффузии в твердом теле тесно связано с новейшими направлениями развития науки – исследованиями в области нанотехнологий и наноматериалов. Они прямо касаются процессов, происходящих на малых расстояниях в твердом теле. Эффекты диффузии сильно влияют на происходящие процессы, и знание их помогает находить новые эффекты, особенно в связи с знанием новых эффектов для самого процесса диффузии.
Цель работы:
Получение предварительной оценки для температурного диапазона и параметров потенциалов твердого тела, в котором возможно превышение молекулярной резонансной диффузии над одноатомной.
Задачи исследований:
Получение расчетной модели молекулярной резонансной диффузии
Составление программы и проведение расчетов по полученной модели
Анализ результатов.
Методика исследований:
Создание расчетных блоков и программ в среде Maple и Fortran, анализ результатов на основе общей теории диффузии.
Результат работ:
Зависимость коэффициентов диффузии от ширины и высоты барьера.
Параметры барьеров, при которых возможно превышение молекулярной резонансной диффузии над одночастичной.
Научная новизна:
Впервые исследована простая модель молекулярной резонансной диффузии в твердом теле. Впервые предсказаны основные характеристики явления, такие как зависимость от ширины, линейного размера ямы между двумя барьерами
Теоретические предпосылки. Модель резонансной диффузии
Эффект резонансной прозрачности описывается в рамках следующего формализма [2]. Две одинаковые частицы с массами
, связанные потенциалом 
, проходят сквозь барьер, описываемый потенциалом 
. Их эволюция подчиняется уравнению Шредингера с гамильтонианом: 
С помощью преобразования координат
(1)это уравнение преобразуется к виду
. (2)Константа С выбирается, исходя из вида потенциала, связывающего две частицы. Так, для часто используемого в подобных расчетах осцилляторного потенциала
константа 
. В этом случае 
– частота колебаний осциллятора.Для этого уравнения решается задача рассеяния, то есть задаются специальные граничные условия для волновой функции. Эти условия имеют вид:
