В АГГПУ им. В.М. Шукшина завершились исследования по проекту «Физическая природа дискретных бризеров в наноразмерных ГЦК металлах и сплавах»
Прислано Zed December 02 2016 09:38:42
В АГГПУ им. В.М. Шукшина завершились исследования по проекту «Физическая природа дискретных бризеров в наноразмерных ГЦК металлах и сплавах»
В настоящее время идет активная работа множества коллективов по всему миру, направленная на установление физической природы таких солитоноподобных объектов, как дискретные бризеры, механизмов их возбуждения и выявление роли дискретных бризеров и других видов колебаний решетки большой амплитуды на структуру и свойства кристаллов. Дискретный бризер – это нелинейный объект, который представляет собой локализованное в пространстве незатухающее колебание большой амплитуды в бездефектной нелинейной дискретной системе. В кристаллах следует говорить о квази-бризерах, имеющих конечное время жизни и нестрогую периодичность колебаний во времени.
Расширенные новости
В АГГПУ им. В.М. Шукшина завершились исследования по проекту «Физическая природа дискретных бризеров в наноразмерных ГЦК металлах и сплавах»
В настоящее время идет активная работа множества коллективов по всему миру, направленная на установление физической природы таких солитоноподобных объектов, как дискретные бризеры, механизмов их возбуждения и выявление роли дискретных бризеров и других видов колебаний решетки большой амплитуды на структуру и свойства кристаллов. Дискретный бризер – это нелинейный объект, который представляет собой локализованное в пространстве незатухающее колебание большой амплитуды в бездефектной нелинейной дискретной системе. В кристаллах следует говорить о квази-бризерах, имеющих конечное время жизни и нестрогую периодичность колебаний во времени.
Такие объекты весьма затруднительно наблюдать в натурном эксперименте в виду того, что они не являются топологическими дефектами, имеют время жизни порядка нескольких тысяч периодов атомных колебаний, что составляет около 0,1 наносекунды, кроме того, в металлах они могут перемещаться со значительными скоростями. В то же время, компьютерное моделирование стало весьма продуктивным методом исследования в физике конденсированного состояния и в материаловедении. Этот факт обусловлен постоянным ростом мощности и доступности вычислительных машин, разработкой и программной реализацией численных методов. Поэтому с использованием вычислительных мощностей АГГПУ им. В.М. Шукшина, в том числе персонального суперкопьютера на базе графического сопроцессора tesla k40, проводились исследования дискретных бризеров в наноразмерных гранецентрированных кубических кристаллах различной стехиометрии.
В работе изучены свойства дискретных бризеров, такие как время жизни, зависимость частоты от амплитуды, степень пространственной локализации, величина запасенной энергии, мобильность. Для моноатомных металлов проведено исследование влияния начальных условий на характеристики дискретного бризера, получены зависимости времени жизни дискретного бризера от начальных условий, что может быть полезно при возбуждении таких объектов в реальных кристаллах с рассматриваемой структурой. Показано, что модуль сдвига и объемный модуль упругости, принципиально влияют на время жизни бризера в моноатомных кристаллах.
Для кристаллов стехиометрического состава АВ, на примере CuAu, показана возможность существования дискретных бризеров вдоль плотноупакованных рядов более легкой компоненты сплава. Проведены эксперименты по возбуждению бризера с мягким типом нелинейности при наличии внешних упругих деформаций. Сделана оценка запасенной энергии на данных локализованных модах.
Проведенные первичные расчеты дискретных бризеров из первых принципов в кристалле Pt3Al показывают возможность локализации энергии на атомах легкой подрешетки, что свидетельствует в пользу концепции дискретных бризеров в кристаллах.
Полученные результаты носят фундаментальный характер и опубликованы в ряде ведущих журналов. Данные результаты могут помочь экспериментаторам при поисках таких объектов, как дискретные бризеры, в реальных кристаллах и сплавах с рассматриваемой структурой, а также внесут вклад в трактовку таких эффектов, как эффект малых доз и эффект дальнодействия.
Исследование проведено коллективом ученых под руководством кандидата физико-математических наук, доцента кафедры МФИ, научного сотрудника АГГПУ им. В.М. Шукшина Захарова Павла Васильевича при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Главного управления образования и науки Алтайского края (проект «Физическая природа дискретных бризеров в наноразмерных ГЦК металлах и сплавах» № 16-42-220002 р_а)
