Профессор МФТИ объяснил один из механизмов потепления в Арктике
Заведующий лабораторией геофизических исследований Арктики и континентальных окраин Мирового океана МФТИ академик РАН Леопольд Лобковский описал сейсмогенный механизм, который может объяснить резкие фазы потепления климата в Арктике из-за сильных механических возмущений на окраине арктической литосферы. Эти возмущения могли быть вызваны сильными землетрясениями в зоне Алеутских островов. Они медленно распространяются по арктическому шельфу и прилегающим регионам, вызывая выброс метана из вечной мерзлоты и метастабильных смесей воды с газом с последующими выбросами парниковых газов в атмосферу. Предлагаемый механизм основан на выявленной корреляции между серией сильных землетрясений в Алеутской островной дуге, произошедшей в начале и середине ХХ века, и двумя фазами резкого потепления климата, начавшимися в 1920 и 1980 годах. Между этими событиями есть 20-летний временной лаг, который объясняется приходом деформационных волн на арктический шельф. Результаты работы опубликованы в журнале Geosciences.
Ускорение вращения плоскости поляризации
Коллектив ученых из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, МГУ, РКЦ, Индии и Франции исследовал вращение плоскости поляризации (эффект Фарадея) в смеси висмута с оксидом железа. Оказалось, что магнитооптический эффект Фарадея усиливается в двумерной квадратной решетке. Структура, в которой исследовался эффект, состоит из диэлектрической магнитной пленки феррита-граната с замещением висмутом небольшой толщины (100 нм), покрытой перфорированным слоем золота. Экспериментально и теоретически показано усиление фарадеевского вращения примерно в 2 раза, несмотря на подавление волноводных мод. Это происходит, в первую очередь, за счет возбуждения поверхностных возмущений, распространяющихся на границе раздела золото-гранат в двух ортогональных направлениях вдоль векторов плазмонной решетки. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review B.
Обнаружены необычные сверхтоки
Сочетание обменного и спин-орбитального взаимодействий электронов приводит к возникновению спонтанных сверхтоков вблизи островков магнитного изолятора. Они расположены на вершине двумерного сверхпроводника, и их намагниченность параллельна 2D-электронному газу. Профессор кафедры нанооптики и спектроскопии МФТИ показал что, кроме хорошо изученных топологически тривиальных пространственных вариаций сверхпроводящего параметра порядка, следует учитывать сверхтоковые вихри при описании поведения сверхпроводника. Последние самопроизвольно генерируются вокруг границы острова произвольной формы и приводят к экранированию зеемановского поля. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review B.
Физтехи ускорили метод моделирования электромагнитных полей
Метод конечных элементов (КЭ) — один из самых мощных численных методов моделирования трехмерных электромагнитных полей. Однако сегодня существует проблема эффективного и экономичного решения соответствующей системы уравнений КЭ. Сотрудники лаборатории прикладной вычислительной геофизики МФТИ моделировали электромагнитные волны с помощью адаптированных шестигранных или логически прямоугольных сеток. Эти сетки легко создавать, и они достаточно гибкие, чтобы включать реальную топографию и сейсмические горизонты. Применяя элементы самого низкого порядка, авторы разработали новый предварительно обусловленный итерационный метод решения для возникающей системы линейных уравнений, который сочетает в себе решение конечных разностей и простую процедуру сглаживания. Численные примеры демонстрируют, что представленный подход является быстрым и надежным для моделей с умеренным контрастом, поддерживает сильно деформированные ячейки и довольно экономичен. Результаты опубликованы в журнале Geophysical Journal International.
Сотрудники центра фотоники и двумерных материалов получили много плазмонов
Инфракрасные и терагерцовые плазмоны в двумерных материалах обычно возбуждаются металлическими или диэлектрическими решетчатыми элементами связи, изготовленными с помощью литографии электронного пучка. Массовое производство таких решеток в макроскопических масштабах — трудоемкая и дорогая технология. Ученые из МФТИ показали, что локализованные плазмоны в графене могут генерироваться в макроскопических масштабах с помощью элементов связи на основе случайно ориентированных частицеподобных наностержней в непосредственной близости от слоя графена. Авторы отслеживали возбуждение графеновых плазмонов косвенно, отслеживая изменения в спектрах отражения / поглощения молекул метиленового синего или полиметилметакрилата, нанесенных на структуру. Гибридизация спектрально широкого графенового плазмона и узких молекулярных осцилляторов приводит к усилению силы осцилляторов и асимметрии линий, связанных с рассеянием Фано, в спектрах отражения. Результаты опубликованы в журнале Nanotechnology.
В МФТИ исследовали динамику мнения пользователей соцсетей
Сотрудник кафедры высшей математики МФТИ проанализировал данные о динамике мнений 1,6 миллиона пользователей социальной сети с использованием формальных моделей формирования мнения. Оказалось, что в среднем пользователи склонны следовать среднему мнению своих онлайн-друзей, что автор интерпретировал как их ограниченную уверенность. Кроме того, обнаружилось, что вероятность перехода к среднему мнению снижается, если разница между этим мнением и мнением пользователя слишком велика. В ходе анализа выявилась еще одна интересная особенность: если мнение пользователя и среднее мнение его друзей в сети очень похожи, влияние друзей также уменьшается. Результаты опубликованы в журнале The Journal of Mathematical Sociology.
Сверхзвуковой поток вокруг гладкого тела
Доцент кафедры высшей математики МФТИ совместно с коллегой из ЦАГИ исследовал установившееся сверхзвуковое течение невязкого газа над телом с гладкой затупленной носовой частью. Оказалось, что неоднородность набегающего потока газа приводит к разнице между линией тока максимальной энтропии и линией критического тока. Энтропия на поверхности тела меньше своего максимального значения по линии тока, проходящей вблизи поверхности тела. Авторы получили инварианты вихревого течения, постоянные вдоль критической линии тока. Показано, что как при однородном набегающем потоке, так и при его произвольной неоднородности завихренность в точке пространственного торможения равна нулю. Отдельно рассматривается частный случай неоднородного сверхзвукового течения в рабочей части аэродинамической трубы, в котором поля энтальпии и энтропии обычно однородны. Результаты работы опубликованы в журнале TsAGI Science Journal.
Ваше мнение о дайджесте, а также информацию о своих статьях, выступлениях и проектах для публикации в последующих выпусках можно присылать на почту nebolsina@phystech.edu. Дайджест выходит раз в две недели. Следующий — 23 ноября.
