Pisʹma v žurnal êksperimentalʹnoj i teoretičeskoj fiziki

В рамках фурье-анализа были исследованы световые сдвиги резонансов когерентного пленения населенностей в периодически модулированном лазерном поле, когда частота модуляции f варьируется вблизи дробной частоты сверхтонкого расщепления в основном состоянии атомов Δ_hfs/N (где N = 1, 2, 3, ...). Такой тип модуляции обычно имеет место в малогабаритных часах с полупроводниковым лазером, когда ток инжекции гармонически модулирован на частоте f, либо при использовании электрооптического или акустооптического модулятора. При этом формируется полихроматическое эквидистантное излучение, в котором имеются только две частотные компоненты, наиболее резонансные рабочим оптическим переходам в атоме, в то время как все остальные частотные компоненты являются относительно нерезонансными. На основе точных численных расчетов мы показали, что широко распространенная точка зрения, согласно которой сдвиг резонанса когерентного пленения населенностей определяется обычным квадратичным штарковским сдвигом нижних атомных уровней, является, в общем случае, существенно некорректной. Это обусловлено тем, что в общем случае дополнительный вклад в световой сдвиг резонанса когерентного пленения населенностей, обусловленный биениями (на частоте Δ_hfs) между различными нерезонансными частотными компонентами, может быть сопоставим (или даже доминировать) по отношению к величине стандартного штарковского сдвига. Более того, эти биения являются фазовочувствительными. Поэтому даже наличие детальной информации о спектральном составе модулированного излучения (например, с помощью спектр-анализатора) не является достаточным для определения светового сдвига резонанса когерентного пленения населенностей.

The physics of high-T _c superconductors, which has been a major topic in condensed matter physics for more than thirty years, reveals some features of conventional superconductors. We analyze the scaling of the condensation energy E _Δ divided by γ, E _Δ/γ≃N(0)Δ₁ ²/γ, that equally applicable to both conventional and unconventional high-T _c superconductors. Here N(0) is the density of states, Δ₁ is the maximum value of the superconducting gap and γ is the Sommerfeld coefficient. Basing on this observation, we analyze experimental facts that reveal the general scaling properties of both high-T _c and ordinary superconductors, and theoretically explain that the Homes' law ρ_s0∝T _cσ(T _c) is applicable to the both types of superconductors. Here σ is the conductivity, T is temperature and T _c is the temperature of superconduction phase transition, λ_D is the zero-T penetration depth, and ρ_s0 is the superconducting electron density. For the first time, we also explain the reason of violation of the Homes' law. Our theoretical results agree well with experimental facts.

We present results of density functional theory (DFT) plus dynamical mean-field theory (DFT+DMFT) calculations of the electronic structure of bulk paramagnetic V₂Se₂O.We show that local Coulomb correlations in the partially filled V 3d shells induce renormalizations of the DFT spectral functions close to the Fermi energy preserving their shape. These transformations are not accompanied by a spectral weight transfer to Hubbard bands, indicating a moderately correlated metallic state of bulk paramagnetic V₂Se₂O. The V 3d states exhibit a quasiparticle mass enhancement m∗/m ∼ 1.34 − 3.11 comparable to that in the isostructural compound V2Te2O. We demonstrate that orbital selectivity of correlation effects in V₂Se₂O is less pronounced compared to V2Te2O as can be traced from the weaker differentiation of m∗/m and local spin correlation functions for different V 3d orbitals. The analysis of the temperature dependence of the self-energy allows us to speculate on possible deviations from the Fermi-liquid behavior of V₂Se₂O.

Спектры резонансного неупругого рентгеновского рассеяния (RIXS) на Fe L_2,3-краях поглощения применены для изучения электронной структуры SrFeO_2.46 и SrFeO_2.82. RIXS-спектры SrFeO_2.82, по сравнению со спектрами SrFeO_2.46, характеризуются менее интенсивными пиками упругой рекомбинации и менее выраженными неупругими спектральными особенностями, что связано с меньшей степенью локализации d⁴ + d⁵L состояний по сравнению с d⁵-состояниями. Особенности неупругого рассеяния RIXS-спектров отнесены к возбуждениям d-d. При более высоких энергиях возбуждения, где возбужденная в континуум флуоресценция становится доминирующей, спектры рентгеновской эмиссии хорошо согласуются с результатами измерения фотоэлектронных спектров валентных полос как SrFeO_2.46, так и SrFeO_2.82. Показано, что для интерпретации RIXS-спектров феррита SrFeO_2.46 с трехвалентными ионами железа, находящимися как в октаэдрах, так и в тетраэдрах из ионов кислорода, можно использовать диаграммы Танабе-Сугано.

Образцы плактона бактерий Р. aeruginosa на ИК-прозрачной кремниевой подложке впервые исследованы методом спектроскопии динамического пропускания в отношении фемтосекундных лазерных импульсов с длиной волны 6 мкм и варьируемой пиковой интенсивностью в диапазоне 3–5·10² ГВт/см² – с превышением порога ≈ 3 · 10² ГВт/см² для неразрушающей инактивации данных бактерий. С ростом интенсивности лазерного излучения поочередно наблюдаются выгорание полосы резонансного гармонического поглощения C=O-связи амидной группы белков и нуклеиновых кислот бактерий (волновое число – 1650 см⁻¹), "синий" сдвиг полосы на ≈ 200 см⁻¹, и последующий "красный" ангармонический сдвиг этой полосы на величину до 350-400 см⁻¹. Квантово-механический анализ колебаний близких по структуре молекул в рамках колебательной теории возмущений 2-го порядка показал, что положение полосы C=O-связи при "синем" сдвиге отвечает колебаниям в отсутствие водородных связей, а ее значительный "красный" сдвиг вызван ангармонизмом, который для первого колебательного кванта достигает 30 см⁻¹. На основании этих данных предложен молекулярный механизм сверхбыстрого разрушения вторичной структуры белков и нуклеиновых кислот бактерий Р. aeruginosa под действием фемтосекундных лазерных импульсов с длиной волны 6 мкм через мгновенный разрыв водородной связи на C=O моде при поглощении первого ИК-фотопа и перманентную фиксацию разрыва через высокоуровневое колебательное возбуждение при пороговой интенсивности излучения.

This paper establishes a connection between the Hawking temperature of spacetime horizons and global topological invariants, specifically the Euler characteristic of Wick-rotated Euclidean spacetimes. This is demonstrated for both de Sitter and Schwarzschild, where the compactification of the near-horizon geometry allows for a direct application of the Chern–Gauss–Bonnet theorem. For de Sitter, a simple argument connects the Gibbon–Hawking temperature of the Bunch–Davies state to the global thermal de Sitter temperature. This establishes that spacetime thermodynamics are a consequence of the geometrical structure of spacetime itself, therefore suggesting a deep connection between global topology and semi-classical analysis.

Оценивается ошибка в описании магнитного поля, возникающая при наложении условия, что внешнее трехмерное (3D) возмущение b не проникает в плазму в токамаке. Такой прием применяется при решении задач эволюции равновесной плазмы в коде CarMa, когда плазма рассматривается как двумерный объект (2D), а стенка вакуумной камеры — 3D. Тороидальная поверхность, разделяющая 2D и 3D области, называется coupling surface (CS), она выполняет функцию виртуального кожуха, но с дополнительным условием b = 0 внутри CS. Здесь обращается внимание на тот факт, что в обычной ситуации поле b между плазмой и стенкой должно зависеть от реакции плазмы, но задание b = 0 внутри тора CS в значительной степени устраняет эту неопределенность. При этом неизбежно возникает скачок тангенциальной компоненты b на CS, что требует наличия тока на этой поверхности. Оценивается величина этого фиктивного тока и его вклад в магнитное возмущение b. Показано, что он существенно влияет на величину и распределение поля b.

В данной работе исследуется легирование железом классического нематического сверхпроводника Sr₂Bi₂Se₃. Установлено, что при атомной доле Fe ⩾ 0.2 % сверхпроводящая фаза подавляется. При меньших концентрациях железа критическая температура сверхпроводимости и анизотропия нематической сверхпроводимости не изменяются. Измерения намагниченности подтверждают связанный с Fe парамагнетизм. Кристаллическая структура (параметр решетки c) и транспортные свойства плавно меняются при ко-допировании Fe, что указывает на равномерное внедрение Fe в кристаллическую матрицу и отсутствие связи между подавлением сверхпроводимости и магнитной природой примесей. Влияние железа на сверхпроводимость имеет, по-видимому, структурный характер.

В работе впервые наблюдался сигнал спинового эха ядер ¹⁶⁹Tm в разбавленном ван-флековском парамагнетике Li(Y_0.98Tm_0.02)F₄. Обнаружена анизотропия скоростей продольной и поперечной релаксации и ширины линии ядерного магнитного резонанса ядер ¹⁶⁹Tm относительно кристаллографических осей [001] и [100]. Показано, что основной причиностью анизотропного поведения скоростей релаксации является разброс локальных магнитных полей редкоземельных ядер ¹⁶⁹Tm за счет диполь-дипольного взаимодействия с окружающими магнитными ионами. Получена оценка времени корреляции сверхтонкого магнитного поля на ядре ¹⁶⁹Tm, которая подтверждает его прямую связь со временем продольной релаксации электронных моментов в возбужденном дублетном состоянии. Время жизни иона тулия в возбужденном состоянии оказалось примерно в 10 раз больше, чем в монокристалле LiTmF₄.

В работе исследован процесс генерации гальванических токов переменным магнитным полем в антиферромагнитных металлах и полуметаллах на примере Mn₂Au и CuMnAs. Показано, что в металлических антиферромагнетиках тетрагональной симметрии внешнее магнитное поле приводит к перераспределению зарядовой плотности, и, как следствие, к возникновению электрической поляризации и токов смещения. На основе методов теоретико-группового анализа и лагранжева формализма предложена модель для расчета магнитогальванических эффектов в данных материалах. Рассчитан электрический отклик системы на переменное магнитное поле, изменяющееся по линейному и гармоническому законам. Показано, что адиабатически меняющееся внешнее магнитное поле генерирует электрический ток, который исчезает в полях насыщения, а при гармонической модуляции поля возникает переменный электрический ток с отличным от нуля средним значением.