Том 192, № 7 (2022)
Обзоры актуальных проблем
Формализм SMEFT — основа поиска отклонений от Стандартной модели
Аннотация
Поиск проявлений физики за рамками Стандартной модели (СМ) является одним из основных направлений исследований на Большом адронном коллайдере и обсуждаемых будущих коллайдерах. Эффекты, обусловленные новой физикой, могут состоять в прямом обнаружении новых частиц, если их массы меньше характерных энергий, доступных на коллайдерах, и их взаимодействия с частицами СМ достаточно сильны. Но если массы новых частиц слишком велики или взаимодействия с частицами СМ слишком слабы, то новые частицы не могут быть обнаружены непосредственно. В этом случае новая физика может приводить к модификации взаимодействий частиц СМ, к подпороговым эффектам. Представлен современный статус подхода, или формализма, получившего название Standard Model Effective Field Theory (SMEFT), который позволяет описывать и моделировать отклонения от предсказаний СМ теоретически непротиворечивым образом. Обсуждаются преимущества и серьёзные проблемы такого подхода.
Успехи физических наук. 2022;192(7):697-721
697-721
Приборы и методы исследований
Газодинамические источники кластерных ионов для решения фундаментальных и прикладных задач
Аннотация
Представлен обзор современного состояния исследований в области разработки и использования источников газовых кластерных ионов. Обсуждаются закономерности формирования нейтральных кластеров, методы исследования их потоков и закономерности их ионизации, а также принципы масс-сепарации пучков полученных ионов. Рассмотрены конструкционные особенности некоторых источников газовых кластерных ионов, используемых для решения различных фундаментальных и прикладных задач. Проведён анализ возможностей применения таких источников для направленной модификации поверхностного рельефа, имплантации вещества на сверхмалые глубины, развития аналитических методик исследования материалов и стимулирования химических реакций на поверхности.
Успехи физических наук. 2022;192(7):722-753
722-753
Подходы к определению кривизны пластин по рельефу их поверхности
Аннотация
Рассмотрены особенности анализа кривизны пластин с учётом неоднородности их рельефа для количественной оценки и локализации неровностей или для последующих расчётов механических напряжений. Проанализированы три подхода к расчёту кривизны поверхности по цифровой модели рельефа. Первый подход основан на анализе профилей поверхности пластины с использованием полиномиальной аппроксимации, расчёте радиуса кривизны по кривизне кривой; механические напряжения определяются по методу Стоуни. Второй — на использовании для анализа вторых частных производных функции высоты в декартовой или цилиндрической системе координат. Третий — на рассмотрении рельефа пластины целиком как двумерной матрицы высот и использовании математического аппарата дифференциальной геометрии и опыта геоморфометрии. Показана реализация данных подходов при исследовании пластины, подобной сегменту сферы, и пластины сложной формы.
Успехи физических наук. 2022;192(7):754-771
754-771
Конференции и симпозиумы
“Комнатно-температурная сверхпроводимость: от мечты к реальности” (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 12 мая 2021 г.)
Аннотация
12 мая 2021 года в конференц-зале Физического института им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (РАН) состоялась Научная сессия Отделения физических наук РАН на тему “Комнатно-температурная сверхпроводимость: от мечты к реальности”.Объявленная на web-сайте Отделения физических наук РАН www.gpad.ac.ru повестка заседания содержала следующие доклады:1. Садовский М.В. (Институт электрофизики УрО РАН). Границы применимости теории Элиашберга и ограничения на $T_c$.2. Стружкин В.И. (Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research, Shanghai, China). Magnetic susceptibility studies in new hydride superconductors.3. Троян И.А. (Федеральный научно-исследовательский центр “Кристаллография и фотоника” РАН, Москва). Сверхпроводимость в супергидридах иттрия и лантана.4. Пудалов В.М. (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва). Загадка сосуществования сверхпроводимости и магнетизма в $ {RbEuFe_4As_4}$.Далее в этом номере публикуются статьи, написанные на основе докладов 1, 3 и 4.
Успехи физических наук. 2022;192(7):772-772
772-772
Границы применимости теории Элиашберга и ограничения на температуру сверхпроводящего перехода
Аннотация
Открытие рекордно высоких значений температуры сверхпроводящего перехода $T_c$ в целом ряде гидридов под высоким давлением явилось яркой демонстрацией возможностей электрон-фононного механизма куперовского спаривания. В связи с этим обострился интерес к основам и ограничениям теории Элиашберга – Макмиллана как основной теории, описывающей сверхпроводимость в системе электронов и фононов. Рассматриваются как элементарные основы этой теории, так и ряд новых результатов, полученных в последнее время. Обсуждаются ограничения на величину константы связи, обусловленные неустойчивостью решётки и переходом в новую фазу (волна зарядовой плотности, биполяроны). В пределах устойчивой металлической фазы эффективная спаривательная константа может принимать любые значения. Рассматривается выход за пределы традиционного адиабатического приближения. Показано, что теория Элиашберга – Макмиллана оказывается применимой и в сильном антиадиабатическом пределе. Подробно рассматривается предел очень сильной связи как наиболее актуальный для физики гидридов. Обсуждаются ограничения на величину $T_c$, возникающие в этом пределе.
Успехи физических наук. 2022;192(7):773-789
773-789
Новый магнитный сверхпроводник стехиометрического состава EuRbFe$_4$As$_4$
Аннотация
В новом стехиометрическом высокотемпературном сверхпроводнике на основе железа EuRbFe$_4$As$_4$ сверхпроводимость сосуществует со своеобразным дальним магнитным порядком 4f-состояний Eu; их сосуществование является загадкой и представляет собой вызов как для эксперимента, так и для теории. Используя фотоэмиссионную спектроскопию с угловым разрешением (ARPES), резонансную фотоэмиссионную спектроскопию (ResPES), спектроскопию андреевского отражения, сканирующую туннельную спектроскопию и расчёты зонной структуры на основе теории функционала плотности, авторы достигли существенного прогресса в решении этой загадки. Полученные авторами результаты однозначно свидетельствуют о разделении между электронными состояниями Fe (сверхпроводимость) и Eu (магнетизм) и демонстрируют существование сверхпроводящего и дальнего магнитного порядков практически независимо друг от друга.
Успехи физических наук. 2022;192(7):790-798
790-798
Высокотемпературная сверхпроводимость в гидридах
Аннотация
За последние шесть лет (2015–2021 гг.) открыто множество сверхпроводящих гидридов с критическими температурами $T_c$ до $+15^{\circ }$C, что на сегодня является рекордом. Сейчас уже можно сказать, что сложилась специальная область — гидридная сверхпроводимость при сверхвысоких давлениях. В большинстве своём свойства супергидридов хорошо описываются в рамках теории сильного электрон-фононного взаимодействия Мигдала–Элиашберга, особенно если учесть ангармонизм фононов. Исследованы изотопический эффект, воздействие магнитного поля (до 60–70 Тл) на критическую температуру и критический ток в образцах гидридов, зависимость $T_c$ от давления и от степени легирования. Интересны расхождения теории и эксперимента — в частности, в областях стабильности фаз и в поведении верхних критических магнитных полей при низких температурах. Представлен ретроспективный анализ данных за 2015–2021 гг. и описаны перспективные направления будущих исследований в области гидридной сверхпроводимости.
Успехи физических наук. 2022;192(7):799-813
799-813
Новости физики в сети Internet (по материалам электронных препринтов)
Успехи физических наук. 2022;192(7):814-814
814-814
Personalia
Марат Равильевич Гильфанов (к 60-летию со дня рождения)
Успехи физических наук. 2022;192(7):815-816
815-816