Журнал Белорусского государственного университета. Физика https://journals.bsu.by/index.php/physics Белорусский государственный университет ru-RU Журнал Белорусского государственного университета. Физика 2520-2243 <p>Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:</p> <ol> <li class="show">Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии <a href="https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/">Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International</a> (CC BY-NC 4.0).</li> <li class="show">Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.</li> <li class="show">Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. <a href="http://opcit.eprints.org/oacitation-biblio.html">The Effect of Open Access</a>).</li> </ol> Дуально инвариантная лагранжева формулировка электродинамики https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1320 <p style="text-align: justify;">Дуально инвариантная лагранжева формулировка электродинамики основана на подходе Кабиббо и Феррари к введению двух потенциалов для описания электромагнитного поля. Неувеличение числа степеней свободы обеспечивается требованием инвариантности полевого тензора относительно специальных калибровочных преобразований потенциалов. Вводимый в статье лагранжиан инвариантен не только относительно дуальных преобразований потенциалов, но и относительно специальных калибровочных преобразований на решениях уравнений Максвелла. Подобное рассмотрение можно провести и в рамках дуально симметричной формулировки электродинамики при наличии только наблюдаемых электрических источников.</p> Василий Иванович Стражев ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 4 7 Определение тензора энергии-импульса с учетом поляризуемостей https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1532 <p style="text-align: justify;">В рамках ковариантного лагранжева формализма и согласно принципу соответствия для движения частиц спина 1/2&nbsp; в электромагнитном поле с учетом поляризуемостей получены уравнения, согласованные с амплитудой комптоновского рассеяния, которая следует из низкоэнергетических теорем. Ковариантный лагранжиан согласован с низкоэнергетическим определением в лагранжевом формализме. Построены и проанализированы на феноменологическом уровне канонический и метрический тензоры частиц с поляризуемостями, взаимодействую-щих с электромагнитным полем. В системе покоя частицы получена плотность энергии взаимодействия частицы с поляризуемостями и электромагнитного поля.</p> Светлана Анатольевна Лукашевич Николай Васильевич Максименко ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 8 11 Точные решения волновых уравнений для частиц с дипольными поляризуемостями вполе плоской электромагнитной волны https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1270 <p style="text-align: justify;">На основании релятивистско-инвариантного лагранжиана взаимодействия электромагнитного поля с частицей с поляризуемостями, который согласуется с низкоэнергетической теоремой комптоновского рассеяния, получены ковариантные уравнения движения этих частиц вэлектромагнитном поле. Точные решения релятивистских волновых уравнений поляризующихся частиц спина 0 и 1/2 в поле плоской электромагнитной волны получены на основе дифференциальных уравнений первого порядка с помощью общих ковариантных методов Ф. И. Федорова. При решении подобного ковариантного уравнения для частицы спина 1/2 был использован метод, основанный на перестановочных соотношениях матриц и теории проективных операторов. Ковариантное уравнение для частиц спина 0 в рамках теории Даффина – Кеммера – Петью в поле плоской электромагнитной волны решалось способами, основанными на введении естественного базиса и свойствах действия матриц в пространстве волновых функций. Полученные решения могут быть использованы для расчетов квантовых электродинамических процессов взаимодействия частиц в поле плоской электромагнитной волны и определения на этой основе поляризуемостей адронов.</p> Елена Васильевна Вакулина Николай Васильевич Максименко ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 12 18 Оптимизация параметров источника фотовоздействия при фотохимиотерапии опухолевых тканей лабораторных животных https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1274 <p style="text-align: justify;">Приведены результаты исследований эффективности повреждения опухолевых тканей при фотодинамической терапии с фотосенсибилизатором на основе индотрикарбоцианинового красителя в опытах «in vitro» и «in vivo» при фотовоздействии излучением полупроводникового лазера с длиной волны 740 нм или светодиода с максимумом на 780 нм. Установлено, что при фотовоздействии на фотосенсибилизатор в клетках HeLa квантами света с разной энергией и при обеспечении условия поглощения фотосенсибилизатором одинакового количества фотонов в единицу времени доля погибших раковых клеток для обоих случаев одинакова. В экспериментах на лабораторных животных <em>in vivo</em> для штамма опухолей саркома М-1 установлено, что при увеличении длины волны фотовоздействия с 740 нм до 780 нм и поддержании одинакового числа поглощенных квантов света в единицу времени в единице объема опухолей глубина их повреждения возрастает в 1,5 раза. Наблюдаемые изменения связаны как с различием в пропускании тканей <em>in vivo </em>при увеличении длины волны использованного светового излучения, так и с ростом локальной концентрации кислорода вследствие фотодиссоциации оксигемоглобина.</p> Михаил Петрович Самцов Дмитрий Сергеевич Тарасов Евгений Семенович Воропай Людмила Сергеевна Ляшенко Петр Тимофеевич Петров Владимир Михайлович Насек Александр Олегович Савин Роман Дмитриевич Зильберман ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 19 26 Электропроводность пленок силицида платины, сформированных с применением быстрой термообработки https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1323 <p style="text-align: justify;">Приведены результаты исследования изменения удельного сопротивления системы Pt – Si при формировании силицида платины методом его диффузионного синтеза с применением быстрой термообработки и изменением температуры в широких пределах (200 –550 °С). Пленки платины толщиной 35 нм наносились на подложку монокристаллического кремния путем магнетронного распыления мишени из платины с криогенной откачкой до давления <em>P</em> ≤ 5 × 10<sup>–5</sup> Па в атмосфере чистого аргона. Быстрая термическая обработка проводилась с помощью об-лучения нерабочей стороны пластины некогерентным световым потоком в атмосфере азота. Установлено, что при температуре от 200 до 300 °С происходит рост удельного сопротивления пленки за счет образования фазы Pt<sub>2</sub>Si. Повышение температуры обработки до 350 °С приводит к уменьшению удельного сопротивления, что обуслов-лено образованием при такой температуре пленки, состоящей из двух фаз силицида платины Pt<sub>2</sub>Si и PtSi, а при 450 °С наблюдается увеличение удельного сопротивления, что соответствует удельному сопротивлению пленки с содержанием лишь одной фазы силицида платины PtSi. Дальнейшее повышение температуры до 550 °C не влияет на величину удельного сопротивления, что свидетельствует о завершении формирования моносилицида платины при температуре 450 °С. Показано, что изменение удельного сопротивления пленки платины на кремнии при обработке от 200 до 400 °С обусловлено действием <em>d</em>-электронов металла при формировании высокоомной фазы Pt<sub>2</sub>Si (ρ&nbsp;= 35,2мкОм×см), авслучае образования при температуре свыше 450°С– действием низкоомной фазы PtSi (ρ = 28,0 мкОм × см) как <em>d</em>-электронов металла, так и&nbsp;<em>s</em>- и <em>р</em>-электронов кремния.</p> Виктор Михайлович Анищик Валентина Алексеевна Горушко Владимир Александрович Пилипенко Владимир Васильевич Понарядов Виталий Александрович Солодуха ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 27 31 Упругие свойства слоистых TiN/Si3N4 нанокомпозитов https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1324 <p>Проведено теоретическое исследование формирования упругих свойств многослойных пленок для перспективного класса нанокомпозитов на основе нитридов переходных металлов и кремния. Целью работы являлось исследование влияния соотношения толщин слоев и периода модуляции на упругие свойства слоистых TiN/Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub> нанокомпозитов. Для оценки эффективного модуля Юнга нанокомпозита в направлении перпендикулярном слоям использовались схемы усреднения по Фойгту и Рейссу с применением методики многомасштабного моделирования. Установлено, что при увеличении соотношения толщины нанокристаллического TiN слоя к Si<sub>3</sub>N<sub>4 </sub>аморфному и также периода модуляции имеет место увеличение эффективного модуля Юнга слоистого нанокомпозита. Показано, что в диапазоне толщин нанокристаллических TiN слоев от 10 до 2,0 нм наблюдается значительное уменьшение их упругих модулей. Результаты моделирования сравниваются с имеющимися экспериментальными данными. Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования упругих свойств слоистых нанокомпозитов.</p> Игорь Васильевич Сафронов Владимир Васильевич Углов Виталий Игоревич Шиманский ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 32 39 Минимальные величины и концепция измеримости в квантовой теории, гравитации и термодинамике https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1321 <p style="text-align: justify;">В настоящее время подавляющее большинство исследователей согласны с тем, что минимальная длина должна появляться в высоких (планковских) энергиях. Однако современные низкоэнергетические теории при далеких от планковских энергиях (квантовая механика, квантовая теория поля, гравитация и т. д.) являются непрерывными, т. е. минимальная длина в них нулевая. В настоящей статье представлен альтернативный подход, в котором гипотетическая минимальная длина ненулевая на всех масштабах энергий. Формулируются понятия измеримости и измеримых величин, в рамках которых отсутствуют абстрактные бесконечно малые приращения пространственно-временных координат. В результате известные низкоэнергетические теории (квантовая теория или гравитация) неизбежно заменяются дискретными теориями, очень близкими к первоначальным, но имеющими совершенно другой математический аппарат. В этом случае реальная дискретность проявляется только в высоких энергиях, близких к планковским. Аналогичное (дуальное) понятие измеримости определяется в термодинамике на основе минимальной обратной температуры. Отмечено, что с помощью введенных формулировок можно по-лучить некоторые следствия для гравитационной термодинамики черных дыр на всех масштабах энергий. Кроме этого, построен измеримый вариант общей теории относительности и показано, что он представляет ее деформацию. В общем виде продемонстрировано, что все основные ингредиенты общей теории относительности имеют измеримые аналоги.</p> Александр Эммануилович Шалыт-Марголин ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 40 50 Редкие распады странных мезонов https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1289 <p>Путем фитирования по константам основных распадов странного сектора мезонов (<em>f</em><em>K</em>,&nbsp;<em>g</em>jg, <em>g</em><em>K</em>*<em>K</em>g , <em>g</em><em>K</em>*<em>K</em>p, <em>g</em>j<em>K</em><em>K</em>&nbsp;) определено значение параметра L , характеризующего размер области конфайнмента странного кварка модели конфайнмированных кварков. В рамках указанной модели изучен распад <em>K</em> , параметры наклона l¢ , l¢ , l¢ форм-факторов которого вычислены с использованием полученного значения L 3= 505 МэВ. Показано, что последовательный учет промежуточных состояний приводит к значительному улучшению найденных численных значений параметров наклона рассматриваемого распада. С 10 % точностью удалось воспроизвести киральное соотноше-ние Каллана – Треймана – Матура – Окубо – Пандита. В работе предсказаны бренчинги распадов <em>K</em>+&nbsp;® p+<em>e</em>+<em>e</em>− и <em>K</em>+&nbsp;® p+m+m−. Оказалось, что для адекватного описания данных распадов также необходим учет промежуточ-Путем фитирования по константам основных распадов странного сектора мезонов (<em>f</em><em>K</em>,&nbsp;<em>g</em>jg, <em>g</em><em>K</em>*<em>K</em>g , <em>g</em><em>K</em>*<em>K</em>p, <em>g</em>j<em>K</em><em>K</em>&nbsp;) определено значение параметра L , характеризующего размер области конфайнмента странного кварка модели конфайнмированных кварков. В рамках указанной модели изучен распад <em>K</em> , параметры наклона l¢ , l¢ , l¢ форм-факторов которого вычислены с использованием полученного значения L 3= 505 МэВ. Показано, что последова-тельный учет промежуточных состояний приводит к значительному улучшению найденных численных значений параметров наклона рассматриваемого распада. С 10 % точностью удалось воспроизвести киральное соотноше-ние Каллана – Треймана – Матура – Окубо – Пандита. В работе предсказаны бренчинги распадов <em>K</em>+&nbsp;® p+<em>e</em>+<em>e</em>− константы взаимодействия Хиггса с фермионами <em>g</em><em>H</em><em>f</em><em>f</em>&nbsp;=&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <em>f</em>&nbsp;, где n =&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 2<em>G</em><em>F</em>&nbsp;−1/2 » 246 ГэВ.ных состояний. В случае распадов <em>K</em>+ ® p+<em>l</em>+<em>l</em>− следует принимать во внимание вклады промежуточных мезонов <em>a</em>&nbsp;(1260),&nbsp;<em>K</em>&nbsp;(1270),&nbsp;r(770) . Изучено влияние бозона Хиггса на амплитуды распадов <em>K</em>+ ® p+<em>l</em>+<em>l</em>. Вклад диаграмм с промежуточным бозоном Хиггса оказался пренебрежимо мал ввиду большой массы <em>m</em> @ 125 ГэВ и маленькой</p> Сергей Левонович Авакян Елена Зиновьевна Авакян ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 51 62 Электромагнитный формфактор векторных мезонов в релятивистской кварковой модели https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1322 <p>Исследовано поведение электромагнитных формфакторов переходов вида <em>V</em> ® <em>P</em>l+l− для векторных мезонов <em>V</em> и псевдоскалярных мезонов <em>P</em> в рамках релятивистской кварковой модели, основанной на точечной форме пуанкаре-инвариантной квантовой механики. На основе самосогласованного описания констант лептонных и радиационных распадов псевдоскалярных и векторных мезонов определено поведение формфакторов в зависимости от переданного импульса для процессов w ® p0l+l− и j ® hl+l−. Найденные в рамках предложенной модели данные сопоставляются с современными экспериментальными. Показано, что поведение формфакторов хорошо согласуется с экспериментом. Сравнительный анализ результатов, полученных в разных формах пуанкаре-инвариантной квантовой механики, позволит исследовать роль различных приближений, часто используемых в расчетах и на практике, а также проверить унитарную эквивалентность форм динамик.</p> Виктор Васильевич Андреев Вадим Юрьевич Гавриш ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 63 71 Описание скалярных мезонов как двух- и четырехкварковых состояний https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1290 <p>Легкие скалярные мезоны изучены в рамках кварковых моделей. Показано, что в модели конфайнмированных кварков для описания указанных мезонов требуется введение добавочного члена с производной в лагранжиан взаимодействия. Получены параметры дополнительного взаимодействия, масса мезона <em>f</em>&nbsp;(600),&nbsp;равная 500 –515, за-фиксирована по экспериментальными данным о длинах pp-рассеяния. Легкие скалярные мезоны также рассмот-рены в ковариантной модели конституентных кварков, в которой взаимодействие мезонов с кварками является нелокальным. В рамках этой модели исследованы случаи взаимодействия с двухкварковым и четырехкварковым током. Показано, что формфактор распада <em>S</em> ® <em>PP</em> в обеих схемах имеет правильное поведение. Это свидетельст-вует о том, что скалярные мезоны могут быть описаны и как двухкварковые, и как четырехкварковые состояния.</p> Елена Зиновьевна Авакян Сергей Левонович Авакян ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 72 87 Дозовые конверсионные коэффициенты для внешнего фотонного облучения https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1161 <p>Представлен алгоритм расчета дозовых конверсионных коэффициентов на основе Монте-Карло моделирова-ния транспорта фотонного излучения в вычислительных фантомах тела человека. Алгоритм реализован в виде программ <em>DosesMale</em> и <em>DosesFemale</em> для мужского и женского организмов на основе референтных воксельных фантомов мужчины и женщины. В целях проверки данных программ с их помощью были определены конвер-сионные коэффициенты «флюенс-поглощенная доза» и «флюенс-эффективная доза» для облучения фантомов ши-роким однонаправленным моноэнергетическим пучком фотонного излучения вчетырех проекциях (передне-задней, задне-передней, левой боковой и правой боковой). Рассчитанные значения указанных коэффициентов сравнива-лись с референтными, представленными Международной комиссией по радиологической защите (для внешнего фотонного облучения всего тела). Для большинства критических органов и тканей конверсионные коэффициен-ты «флюенс-поглощенная доза» хорошо согласовывались с референтными величинами (относительная разница не превышала 3–5 %). Только по нескольким органам (молочная железа мужского фантома, пищевод и «остальные ткани» женского фантома) наблюдались значительные различия (выше7 %). Максимальная относительная разница между рассчитанными и референтными значениями конверсионных коэффициентов «флюенс-эффективная доза»&nbsp;не превысила 3,5 %. С помощью программ <em>DosesMale</em> и <em>DosesFemale</em> определено около 700 дозовых конверсион-ных коэффициентов для дентальной рентгенографии, рентгенографии легких, кишечника, грудного, поясничного и пояснично-крестцового отделов позвоночника.</p> Кристина Олеговна Макаревич Виктор Федорович Миненко Семен Адамович Кутень ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 88 96 Прецизионные методы решения уравнения Шрёдингера с сингулярными потенциалами в импульсном пространстве https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/1325 <p style="text-align: justify;">Прецизионный расчет энергетических поправок водородоподобных систем является актуальной проблемой, поскольку экспериментальные измерения таких значений выполняются с высокой точностью. В работе исполь-зуются новые специальные квадратурные формулы для сингулярных и гиперсингулярных интегралов при чис-ленном решении уравнения Шрёдингера в импульсном пространстве с потенциалом линейного запирания, куло-новским и корнельским потенциалами. Показано, что энергетический спектр квантовой системы в этом случае может быть рассчитан с точностью, намного превосходящей таковую других методов. Разработанная процедура расчета энергетических спектров легко обобщается на релятивистские уравнения, где потенциалы обычно полу-чены в импульсном пространстве, и может быть применена для изучения и вычисления различных эффектов в двухчастичных квантовых системах, таких как водородоподобные атомы, адронные атомы и связанные кварко-вые системы.</p> Виктор Васильевич Андреев ##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 2019-02-10 2019-02-10 1 97 109