Главные научные результаты, полученные учеными НИИ ЯП БГУ в 2015 г. в области фундаментальных научных исследований

- Предсказан и обнаружен экспериментально эффект увеличения интенсивности жесткого гамма-излучения электронов в изогнутых и модулированных кристаллах, порождаемый их захватом в режим каналирования вследствие некогерентного рассеяния на ядрах и электронах атомов кристалла. Область практического применения: разработка и оптимизация источников жесткого гамма-излучения для исследования свойств и преобразования атомных ядер, а также радиационного воздействия на вещество.

- Показано, что интенсивность квазичеренковского и черенковского излучения заряженной частицы, движущейся в фотонном кристалле, образованном периодически натянутыми нитями, резко возрастают в области длин волн излучения, сопоставимых с размерами рассеивателя.

- Установлены принципиальные ограничения для использования гомогенных детекторных модулей в экспериментах на коллайдерах с высокой светимостью. Показана принципиальная возможность использования материалов структурного типа граната на основе иттрия для создания радиационно стойких электромагнитных калориметров для LHC c высокой светимостью.

- Получено объяснение избыточной радиационной деградации адронного калори-метра детектора CMS (Большой адронный коллайдер) и предложен экономически эффективный метод повышения его радиационной стойкости, позволяющий выдержать весь срок эксплуатации при повышенной светимости коллайдера.

- Измерено дифференциальное сечение 3-струйных событий при энергии 7 ТэВ в системе центра масс протонов детектором ATLAS на Большом адронном коллайдере (БАК), измерено дифференциальное сечение процесса Дрелла-Яна при энергии 8 ТэВ в системе центра масс протонов детектором CMS на БАК, модернизирован генератор событий LePeProGen для моделирования процесса Дрелла-Яна, создан Монте-Карло генератор для моделирования эксклюзивного рождения электронных пар в электрон-протонном рассеянии как фоновый процесс к рождению "тяжёлых" фотонов. Оценен вклад излучения жёсткого фотона при измерении зарядовой асимметрии в лептон-протонном рассеянии в ультрарелятивистском приближении. Предложен новый подход, в рамках теории с минимальной длиной, к решению проблемы расходимостей в квантовой теории поля, проблемы перехода в гравитации из низких энергий в высокие, проблемы тёмной энергии.

- Экспериментально и теоретически продемонстрировано большое поглощение и возможность перестройки в широких пределах взаимодействия излучения со сверхтонкими пленками графена. Предложены способы увеличения поглощения падающего электромагнитного излучения СВЧ диапазона в монослоях графена вплоть до 100% за счет подбора оптимальной толщины и диэлектрических параметров подложки, оптимального угла падения и поляризации падающей волны. Установлено, что качество CVD графена (размер зерен, наличие дырок и, напротив, зародышей вторых-третьих слоев) не оказывает существенного влияния на электромагнитные свойства сэндвич структур полимер/графен оптимального дизайна (т.е. обеспечивающего в свободном пространстве при нормальном падении электромагнитной волны 50% поглощения). Используя данный эффект сформулирован принцип работы и предложена схема эффективного поляризатора электромагнитного излучения в широком диапазоне спектра.

Главные научные результаты, полученные учеными НИИ ЯП БГУ в 2016 г. в области фундаментальных научных исследований

- Разработан, теоретически описан и экспериментально реализован новый тип мета-атомов – полых углеродных микросфер – и изготовленных из них 2D-структур (мета-поверхностей). Точный контроль геометрии и диэлектрических свойств углеродного скелета позволяет получать мета-атомы с заранее заданным электромагнитным откликом, а дизайн определенного пространственного распределения элементов в 2D-структуре позволяет создать мета-поверхности, характеризующиеся близким к идеальному поглощением электромагнитного излучения, либо поверхности с градиентным контролируемо изменяющимся показателем преломления в ГГц-ТГц области частот.

- Экспериментально продемонстрировано и теоретически объяснено, что температурная зависимость инфракрасных спектров поглощения тонких пленок из одностенных углеродных нанотрубок обусловлена температурной зависимостью проводимости допированных полупроводниковых нанотрубок. Предложен метод разделения вкладов в инфракрасный спектр поглощения от внутризонных и межзонных электронных переходов, основанный на измерениях спектров поглощения при разных температурах или разных степенях допирования одностенных нанотрубок.

- Предложен метод измерения ранее недоступных для измерения аномальных магнитных моментов короткоживущих очарованных и прелестных гиперонов, использующий эффект поворота спина таких частиц в изогнутых кристаллах при энергиях Большого адронного коллайдера (LHC) и проектируемого циркулярного коллайдера (FCC).

- Предсказан эффект возникновения осцилляций в угловых распределениях положительно и отрицательно заряженных частиц высоких энергий при прохождении через изогнутые кристаллы. На основании численного моделирования определены оптимальные условия наблюдения предсказанного эффекта и предложены соответствующие эксперименты.

- Проведена калибровка энергии адронных струй, измерены сечения рождения струй и установлены максимально допустимые параметры отклонений от Стандартной модели в событиях с двумя струями в конечном состоянии в протон-протонных столкновениях в эксперименте ATLAS при энергии 8 и 13 ТэВ.

- Установлены принципиальная возможность использования переходных процессов для формирования временных меток момента начала взаимодействия частиц высоких энергий с неорганическим кристаллическим детекторным материалом.

Главные научные результаты, полученные учеными НИИ ЯП БГУ в 2017 г. в области фундаментальных научных исследований

• Построена теория перестраиваемой по частоте генерации квазичеренковского излучения в графене и графен-полимерных слоистых структурах, позволяющая создавать наноразмерные источники электромагнитного излучения в терагерцовом диапазоне.
• Установлена зависимость относительного среднеквадратичного отклонения времени развития неустойчивости в квазичеренковских генераторах от числа частиц в пучке в условиях предварительной модуляции электронного потока.
• Обоснован и совместно с Институтом Физики НАН Беларуси обнаружен эффект задержки прохождения импульса СВЧ излучения в искусственно созданной одномерной пространственно-периодической структуре (фотонный кристалл).
• Определены спектр и угловая зависимости параметрического излучения релятивистcкой частицы в области частот выше границы первой полосы пропускания в двумерных фотонных кристаллах. Показано, что интенсивность излучения существенно увеличивается по сравнению с интенсивностью излучения в первой полосе пропускания параметрического излучения.
• Построена теория каналирования в кристаллах, предсказывающая ряд новых особенностей движения положительно заряженных релятивистcких частиц в кристаллах в условиях использования последних для управления пучками Большого адронного коллайдера и создания источников интенсивного гамма-излучения.
• Впервые проведено моделирование развития высокоэнергетических электромагнитных ливней в протяженных ориентированных кристаллах вольфрамата свинца, ускоренных эффектами, индуцированными сильным полем атомных цепочек. Для этого сначала по формулам Байера-Каткова в тонком кристалле рассчитаны характеристики рождения пар и гамма-излучения электронами и позитронами. Рассчитаны коэффициенты масштабирования соответствующих сечений Бете-Гейтлера. Эти коэффициенты будут включены в программный комплекс GEANT4 для моделирования развития электромагнитного ливня в 23-сантиветровом кристалле калориметра CMS. Показано значительное влияние кристаллической структуры на процессы регистрации e± и γ-квантов в существующих однородных электромагнитных калориметрах и гамма-телескопах, а также широкие возможности улучшения функционирования подобных устройств в будущем.
• Рассмотрено рождение материи в альтернативных безинфляционных космологических моделях, в которых масштабный фактор растет линейно со временем. Вычислен первоначальный спектр неоднородностей плотности родившихся скалярных частиц. Показано, что если потребовать универсальность спектра, т.е. чтобы среднюю плотность энергии и характерную величину неоднородности плотности энергии можно было задавать произвольно, то форма спектра оказывается фиксированной. Спектр близок по форме к плоскому спектру Хариссона-Зельдовича, но с подавлением низкочастотных мод.
• Построена теория магнитных и квазимагнитных резонансов, позволяющая провести анализ динамики спина в экспериментах по поиску электрических дипольных моментов (ЭДМ) частиц и ядер в накопительных кольцах. Получены формулы, описывающие эволюцию компонент вектора поляризации для произвольной начальной поляризации.  Рассчитана динамика спина при частотах, далеких от резонанса. Выполнен общий квантово-механический анализ проблемы и установлено полное соответствие между квантово-механическим и классическим подходами; исследованы отличительные черты квазимагнитных резонансов в ЭДМ-экспериментах, проводимых в накопительных кольцах. Впервые определено влияние наличия резонансной компоненты, параллельной основному магнитному полю, на величину резонансного эффекта.
• На базе преобразований Лоренца теоретически описаны электроны в закрученных (вихревых) состояниях, когда они обладают собственным орбитальным угловым моментом. Выведено динамическое уравнение движения таких электронов во внешних электрическом и магнитном полях. Разработаны методы извлечения пучков электронов в вихревых состояниях и управления такими пучками.
• Получено единое описание в гравитации для пространств с горизонтом и чёрных дыр с метрикой Шварцшильда на всех масштабах энергий, учитывающее квантовый аспект, позволяющее найти температуру и энтропию указанных объектов. Предложены новые подходы к решению известных проблем (в частности, к проблеме Хокинга).
• Проведено моделирование наблюдаемых величин в процессе двухфотонного рождения мюонной пары генераторами FEWZ и POWHEG в условиях эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере. Показано, что дифференциальные сечения процесса рождения лептонной пары двухфотонным механизмом и механизмом Дрелла-Яна соответствуют отношению σγγ=0.6 σDY при значении инвариантной массы M лептонной пары порядка 5 ТэВ, в то время как при низких значениях M отличие незначительно. Показано, предсказания программ POWHEG и FEWZ находятся в хорошем согласии друг с другом за исключения конца спектра.
• исследовано дисперсионное поведение различных типов мод, поддерживаемых слоистой графеновой сэндвич-структурой. Анализ показал, что в такой системе существуют симметричные, асимметричные и гибридные моды. Дисперсия симметричной моды зависит от эффективного химического потенциала, равного сумме химических потенциалов отдельных слоев. Дисперсия асимметричных мод демонстрирует сильную зависимость от расстояния между слоями. Сближая слои до расстояния ~ 10 нм, можно резко уменьшить фазовую скорость волны до значения характерной скорости Ферми электронов графена. Предложено использовать симметричные моды для генерации излучения на внешнем электронном пучке. В этом случае, изменяя количество слоев или химический потенциал отдельного слоя можно добиться как дискретной, так и плавной перестройки частоты излучения. В свою очередь, асимметричную моду можно использовать для генерации на токах собственных π электронов графена. В этом случае перестройка частоты достигается изменением расстояния между слоями.
• Проведено квантово-механическое моделирование влияния краевых эффектов на межзонные переходы графеновых нанолент, что позволит повысить точность расчёта проводимости нанолент и их электромагнитного отклика в широком диапазоне частот от терагерцового до видимого.
• Представлена первая реализация 3D-углеродной «черной оптической дыры» на основе углерода - трехмерного фотонного кристалла с поглощением на ТГц частотах (углеродные сетчатые периодические структуры с размером пор 100-300 микрон). Этот эффект обусловлен резонансным поведением сетчатых пенообразных материалов в диапазонах частот ТГц-ИК.
• Экспериментально зарегистрирован эффект усиления ближнего поля одностенными углеродными нанотрубками в суспензиях.
• Разработана методика синтеза электропроводящего полимера полианилина. Разработана методика синтеза нанокомпозитов на основе полистирола. Разработана методика получения нанокомпозитов на основе фенолоформальдегидной смолы на стадии синтеза. Изготовлена прессформа для получения образцов. Отработана методика получения филамента для 3D печати из АБС и PLA пластика.
• исследована радиационная стойкость полимерных нанокомпозитов, перспективных для использования в качестве широкополосных СВЧ поглотителей. исследовано изменение электромагнитных параметров нанокомпозитов на базе полимеров PVAc и SAC с наполнителем из многостенных углеродных нанотрубок после гамма-облучения дозой 90 кГр от источника Со-60.
• Впервые предложен технологический подход к синтезу наногетероструктуры Co/Pd(Co/Pt)-TiO₂//Si, Co/Pd(Co/Pt)-Al₂O₃//Si, характеризующиеся высокой перпендикулярной магнитной анизотропией (поле анизотропии – до 3 500 Э, квадратичность петли гистерезиса – до 0,99) и коэрцитивной силой (до 2 400 Э).
• Совместно с Институтом физики НАНБ, ИФОХ НАН Б и БГУИР проведены расчеты нанокластеров SiC, моделирующих поверхность (111) карбида кремния со структурой вюрцита и цинковой обманки и содержащего дефекты вакансионного типа - VSi и (VSi-VC) центр. Проведено моделирование их электронной и спиновой структуры методом квантовой химии PM6. Установлено, что в запрещенной зоне изучаемых кластеров вакансионный дефект и поверхность формирует состояния, локализованные у края зоны проводимости и валентной зоны. Показано, что независимо от политипа SiC происходит заметная локализация спиновой плотности на поверхностных атомах Si. Аналогичное поведение наблюдается для изотропных констант сверхтонкого взаимодействия. Показано, что при синтезе карбида кремния необходимо учитывать возможное влияние поверхностных вакансий на электронные и спиновые характеристики поверхности (111).
• Методами квантовой химии DFT/B3LYP/3-21G и PM3 впервые показано, что в спектрах комбинационного рассеяния графеновой наноленты формирование полосы в области 32017,554 см^-1 можно рассматривать как характерный показатель присутствия атомов водорода на краю наноленты. Теоретически было показано, что в спектрах ИК и КР УНТ функционализированных эпокси-мономерами, формируются интенсивные пики. При этом полосы, образующиеся в области от 2724,6422 до 2549,4518 см^-1 характеризуют присутствие мономера OCH₂CH₂OH. Эта специфика спектров должна учитываться при разработке химических и биологических наносенсоров на основе аналогичных УНТ. Полученные результаты по спектрам комбинационного рассеяния необходимо учитывать при конструировании наносенсоров на основе изучаемых структур. Результаты могут быть использованы при конструировании биологических наносенсоров для медицинских целей.
• Исследован перенос зарядов в рабочем объеме цилиндрической ионизационной камеры деления (ИКД), работающей в токовом режиме. Источник для уравнений непрерывности рассчитан с учетом корректного распределения начальной плотности ионизации в активном объеме камеры и разброса фрагментов деления по их заряду, массе и энергии. Рассчитаны чувствительность и выходной ток камеры при работе ее в стационарном режиме. Расчеты проведены для двух случаев: 1) миниатюрные камеры (характерный размер камеры много меньше длины пробега основных фрагментов деления) 2) “большие” камеры. Показано что часто применяемое на практике использование приближения постоянства плотности генерации пар ионов осколком деления вдоль его трека для «больших» камер приводит к существенным ошибкам в оценке плотностей ионов и электронов и электрических полей внутри ИКД, при этом чувствительности могут отличаться на порядок.
• Исследованы процессы формирования ансамбля сцинтиллирующих центров в кристаллах в пикосекундном диапазоне времен, активированных ионами церия. Установлено улучшение сцинтилляционных свойств кристаллов ГАГГ:Ce, при операционной температуре полупроводниковых фотоумножителей.
• Исследованы эффекты повреждения протонами с энергией  24ГэВ и 150МэВ кристаллических материалов со структурой граната: YAP, YAGG, GAGG. Установлено, что возникающие при облучении центры окраски и их кластеры обуславливают изменение оптического поглощения в спектральной области короче 400 нм. Это обуславливает минимальное изменение наведенного поглощения в спектральной области сцинтилляций этих материалов в диапазоне 500-600 нм. Установлено, что повреждение пластических сцинтилляционных материалов под действием протонов 150 МэВ обуславливает изменение оптического пропускания в широкой спектральной области до 750 нм. Это делает малопригодным возможность улучшения радиационной стойкости пластических сцинтилляторов путем подбора органических красителей, излучающих в желтой и оранжевой областях спектра.
• Измерены угловые зависимости отклика прототипа калориметра COMET. Предложен алгоритм реконструкции событий, который позволит получить оптимальное сочетание энергетического, пространственного и временного разрешений калориметра.
• Исследованы процессы, влияющие на светосбор фотонов сцинтилляций в кристалле при совместной работе с твердотельными фотоумножителями. Разработан способ увеличения световыхода посредством применения гетерогенных светоотражающих покрытий кристаллов – зеркального и диффузного.
• Дано объяснение избыточной деградации пластикового сцинтиллятора адронного калориметра Большого адронного коллайдера – в ходе проектирования не была сделана поправка на влияние скорости набора дозы. Показано, что с учётом этого влияния наблюдаемая деградация согласуется с прогнозом. Учёт зависимости радиационной деградации сцинтилляторов от скорости набора дозы позволит точнее прогнозировать радиационное старение датчиков систем мониторинга загрязнения окружающей среды.

Главные научные результаты, полученные учеными НИИ ЯП БГУ в 2018 г. в области фундаментальных научных исследований

- Впервые показано, что при магнитной кумуляции в мегагауссном диапазоне магнитных полей низкая скорость нелинейной магнитной диффузии в металле приводит к существенным потерям магнитного потока в области соприкосновения проводящих поверхностей с противоположно направленными токами. Этот факт является определяющим при оценке характеристик быстроходных спиральных взрывомагнитных генераторов, рассчитанных на токи сотни килоампер и выше.

- Теоретически показано и экспериментально установлено, что фотопроводимость пленки из одностенных углеродных нанотрубок (УНТ) в терагерцовом диапазоне обусловлена одновременным действием двух факторов – изменением времени релаксации электронов вследствие электрон-фононного взаимодействия и наличием локализованного плазменного резонанса в УНТ. На основе этого продемонстрировано, что знак фотопроводимости в терагерцовом диапазоне зависит от длины УНТ и не зависит от киральности УНТ. Знак фотопроводимости положителен для коротких (<1мкм) УНТ и отрицательный для длинных (>10мкм) УНТ.

- Предсказан и обнаружен на ускорителе SPS в ЦЕРН эффект многократного ускорения развития электромагнитных ливней в кристалле вольфрамата свинца, демонстрирующий существование аномальных событий в кристалло-содержащих детекторах и гамма-телескопах и открывающий широкие возможности их усовершенствования.

- Показано, что прецессия спина каналированных частиц в изогнутых кристаллах даёт уникальную возможность для измерения как электрического и магнитного моментов очарованных, прелестных и странных барионов так и констант определяющих CP-неинвариантные (T-нечетные, P-нечетные) и T-четные, P-нечетные взаимодействия барионов с электронами и нуклонами (ядрами) в условиях БАК. Прецессия обусловлена неупругими процессами для частиц, двигающихся в изогнутом кристалле. В результате, помимо прецессии относительно эффективного магнитного поля изогнутого кристалла появляется прецессии относительно направлений электрического поля плоскостей кристалла и импульса частицы.

- Предложен метод измерения как электрического и магнитного моментов очарованных, прелестных и странных барионов так и констант определяющих CP-неинвариантные (T-нечетные, P-нечетные) и T-четные, P-нечетные взаимодействия барионов с электронами и нуклонами (ядрами) в условиях БАК.

- Установлена аналитическая зависимость среднеквадратичного отклонения времени развития кооперативной циклотронной неустойчивости от числа частиц в электронном сгустке и степени его предварительной модуляции.

- Продолжен анализ данных эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере. Выполнен поиск новых резонансов с массами в диапазоне 450 ГэВ и 1800 ГэВ в событиях с двумя адронными струями, реконструированными на уровне триггера, в данных о протон-протонных столкновениях с энергией в системе центра масс 13 ТэВ с интегральной светимостью 29.3 фб^-1, накопленных в детекторе АТЛАС. Значимых расхождений с предсказаниями Стандартной модели не обнаружено. Установлены ограничения на сигнал Z’ и сечения новых процессов, приводящих к возникновению Гауссового вклада в распределения масс двух адронных струй.

- Продолжен анализ данных эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере. На основе анализа данных 2016 года получена предварительная зависимость асимметрии вперед-назад процесса Дрелла-Яна от инвариантной массы пары лептонов. Результаты как для электронного, так и для мюонного каналов хорошо согласуются с теоретическими предсказаниями.

- В предположении существования максимального импульса разработан подход, позволяющий с высокой точностью получить гравитацию как в низких (далёких от планковских), так и высоких (близких к планковским) энергиях в терминах дискретных параметров, имеющих в обоих случаях одну и ту же природу. В низких энергиях в данном случае под словом "гравитация" понимается ОТО, однако предлагаемый подход работает для любой гравитационной теории, сформулированной в непрерывном пространстве-времени. Показано, что разработанный подход даёт новые результаты в исследовании термодинамики сферически-симметрических пространств с горизонтом и шварцшильдовых чёрных дыр.

- Предложен проект эксперимента по наблюдению эффекта многократного ускорения развития высокоэнергетичных электромагнитных ливней в кристалле вольфрамата свинца. Развит метод моделирования развития таких ливней в протяженных кристаллах, на основе которого дана интерпретация данных эксперимента, поставленного после наших предложений на ускорителе SPS ЦЕРН в кристалле вольфрамата свинца. В результате было впервые продемонстрировано существование аномальных событий в кристалло-содержащих детекторах и гамма-телескопах, открывающих щирокие возможности их усовершенствования.

- исходя из известного факта неинвариантности вакуумного состояния относительно общих преобразований координат выведено уравнение состояния вакуума, а также определена скорость скалярных вакуумных звуковых волн в предположении нулевой энтропии вакуума. Рассчитан фактор роста возмущений плотности материи и вакуума в ходе эволюции вселенной начиная от «поверхности последнего рассеяния» до нашего времени. Полученные результаты позволяют предположить, что 1) эволюция фоновой метрики близка к описываемой в рамках «космологии Милна»; 2) проявления «тёмной энергии» и «тёмной материи» могут быть интерпретированы как единый результат вакуумных флуктуаций; 3) формирование крупномасштабных структур во вселенной может начинаться несколько раньше, чем предсказывает стандартная CMD-модель.

- Детально промоделирован процесс образования пиков квазиканалирования в кристаллах кремния, ориентированного в направлении плоскостей (111), уточнена теоретическая модель для случая неравноотстоящих плоскостей, в частности (111). Проведено сравнение результатов измерения угла ориентации изогнутого кристалла и его радиуса изгиба при помощи фита промоделированного распределения углов отклонения частиц изогнутым кристаллом с соответствующими значениями, заданными в качестве начальных параметров моделирования. На этой основе предложен метод независимого измерения радиуса и угла изгиба кристалла, основанный на эффекте возникновения осцилляций в угловых распределениях частиц, прошедших через кристалл в режиме квазиканалирования.

- Оценено влияние кристаллических эффектов в PWO на оптический сигнал на ФЭУ. Получено, что в результате кристаллических эффектов смещается по времени и пространстве пик и сама форма выделенной энергии в кристалле ко времени и к поверхности входа пучка в кристалл. В результате этого падает амплитуда сигнала в следствии увеличения среднего пути прохождения света от места излучения в результате излучения Черенкова и сцинтилляции, до входного окна ФЭУ, расположенного на противоположной стороне сцинтиллятора, относительно падения пучка. А также смещается время прихода сигнала. Эти эффекты проявляются при достаточно толстом кристаллическом сцинтилляторе, в котором возможно развитие электромагнитной лавины.

- Показано, что коэффициент замедления асимметричных и гибридных мод в графеновой сэндвич-системе вначале растет пропорционально корню квадратному из диэлектрической проницаемости межслойного диэлектрика, при дальнейшем увеличении проницаемости рост переходит в асимптотическое стремление к фермиевской скорости электронов в графене. Коэффициент замедления асимметричных и гибридных мод слабо зависит от частоты. В линейном приближении выведено дисперсионное уравнение, описывающее неустойчивость электронного пучка, пролетающего над графеновой системой, находящейся в поле акустической волны.

- Отработаны параметры синтеза пленок пиролитического углерода на тонких медных и никелевых фольгах, соответствующие оптимальному соотношению электромагнитных параметров и прочностных характеристик, необходимых для переноса пленок на диэлектрические подложки. В качестве полимерных подложек исследованы два вида полимера: полидиметилсилоксан (ПДМС или PDMS), полиметилметакрилат (ПММА или PMMA), наиболее часто использующиеся в электромагнитных и оптоэлектронных приложениях графена и других тонких полупрозрачных 2D пленок. Нами предложены и отработаны две схемы (сухой и влажный методы), позволяющие легко и быстро переносить без существенных повреждений пленки PyC больших площадей на различные полимерные подложки.

- Определены оптимальные соотношения проводимостей – диэлектрических свойств, а также толщин и количества слоев в многослойных системах, содержащих пленки пиролитического углерода, обеспечивающие высокие показатели электромагнитной экранировки главным образом за счет поглощения (поглощение более 20 дБ во всем частотном диапазоне, Ка-зона и свыше 100 ГГц). Использованы идеологии так называемого экрана Солсбери, а также для достижения идеального поглощения в широком диапазоне частот геометрия сэндвич структур углерод/полимер/углерод…./металл (так называемый Jaumann absorber).

- Теоретически показано и экспериментально установлено, что фотопроводимость пленки из одностенных углеродных нанотрубок в терагерцовом диапазоне обусловлена одновременным действием двух факторов:

1) термоиндуцированным изменением времени релаксации электронов вследствие электрон-фононного взаимодействия

2) наличием локализованного плазменного резонанса в УНТ в терагерцовом диапазоне частот. На основе этого продемонстрировано, что знак фотопроводимости в терагерцовом диапазоне зависит от длины УНТ и не зависит от киральности УНТ.

- Впервые предсказано и подтверждено целевым экспериментом существование в алмазе с NV центрами принципиально нового класса стабильных спинов ¹³C, наиболее подходящих для использования в качестве элементов памяти твердотельных квантовых компьютеров. Методами квантовой химии впервые создана полная база данных о характеристиках сверхтонкого взаимодействия электронного спина nv центра с ядерными спинами ¹³С в нанокластере алмаза (C₅₁₀[NV]H₂₅₂) и на ее основе предсказаны экспериментально наблюдаемые характеристики всех возможных пространственно распределенных систем NV-¹³C в кластере. Предсказанная неаксиальнаяNV-¹³C система со стабильным спином может быть синтезирована при кристаллизации методом химического осаждения газовой фазы образцов (111)-алмаза.

- Рассмотрены различные аппаратурные схемы для использования ионизационной камеры деления на основе урана-235 во флуктуационном режиме для случаев дисперсии и моментов более высокого порядка. Получены выражения для коэффициентов связи дисперсии и интенсивности потока для различных значений детерминированной нормализованной формы импульса (прямоугольной; линейной; формы, учитывающей входные сопротивление и емкость усилителя). Получены выражения для коэффициентов связи, позволяющие вычислить интенсивность потока нейтронов по измеренной дисперсии этого потока. Показано, что для ступенчатой нестационарности время усреднения по времени составляет величину порядка 2-2,5 мкс.

- Проведено описание различных состояний связывания молекул фуллерена с возникающими в результате УФ воздействия дефектов макромолекул полибутлметакрилата (ПБМА). В рамках метода DFT проведены расчеты различных комплексов композиционной системы 2БМА-C₆₀ с полной оптимизацией геометрической структуры. Выявлен механизм деструкции ПБМА при воздействии температуры и УФ облучения в присутствии C₆₀, фиксируемой в экспериментах по термодесорбции. Путем количественного сравнения в терминах энергий связывания установлены структуры C₆₀-БMA, которые могут выделять мономер при нагревании, и те, которые не могут привести к отслоению мономера. Проведено квантово-химическое моделирование UV/Vis (ультрафиолетовых / видимых) спектров двух моделей функционализированных на концах атомами H графеновыхнанолент: C₂₈H₁₄ и C₁₉₆H₆₂. Проведена последовательная оптимизация геометрической структуры данных моделей, оптимизация указанных структур методом функционала плотности (DFT) с использованием уровня теории DFT/B3LYP/ 3-21G. Рассчитаны спектры UV / Vis с использованием уровня теории TDDFT / WB97xd / 3-21G и TDDFT / WB97xd / 6-31G теории с использованием активного пространства размером 100 синглетных возбужденных состояний. Для изучаемых соединений были проведены расчеты электронной структуры с использованием уровня теории TDDFT/B3LYP/6-31G. В рамках того же метода рассчитывалась полная плотность состояний. Рассчитаны наборы возбужденных энергетических состояний и силы осцилляторов для данных состояний. Анализ локализации МО полученных после расчета электронной структуры графеновой наноленты C₁₉₆H₆₂ показал, что в случае 45-й полосы возбужденного состояния с энергией 2,3818 эВ переходы происходят между орбиталями, локализованными в основном на атомах C в центральной части графеновой наноленты C₁₉₆H₆₂. При этом атомы водорода в этих переходах не участвуют.