В АГГПУ им. В.М. Шукшина получены новые фундаментальные результаты в области уединенных волн и дискретных бризеров
Прислано Zed March 10 2020 11:37:03
Группа исследователей в составе 9 человек из 5 высших учебных заведений и научных институтов РФ на базе АГГПУ им. В.М. Шукшина проводила исследования посредством персонального суперкомпьютера эффектов локализации и транспорта энергии в кристаллах. Исследователями впервые изучено влияние поверхности на такие объекты.
Расширенные новости
Группа исследователей в составе 9 человек из 5 высших учебных заведений и научных институтов РФ на базе АГГПУ им. В.М. Шукшина проводила исследования посредством персонального суперкомпьютера эффектов локализации и транспорта энергии в кристаллах. Исследователями впервые изучено влияние поверхности на такие объекты. Выявлены скрытые связи отдельных видов солитонов. Построены десятки моделей и проведены тысячи компьютерных экспериментов. Методом молекулярной динамики рассмотрен механизм нелинейной супратрансмиссии для различных форм внешнего воздействия. Было показано, что транспорт энергии посредством данного механизма возможен вдоль направлений соответствующих кристаллографическим направлениям существования квази-бризера в кристалле. Рассчитанные статистические данные показывают процесс рассеяния энергии бризерами на всем временном интервале их существования. Это позволяет вникнуть в причины разрушения бризеров и более полно описать процесс рассеяния ими энергии. Разрушение квази-бризеров происходит в тот момент, когда среднеквадратическое отклонение превышает разность между средней частотой бризера и ближайшей границей фононного спектра кристалла. При этом данный процесс может быть не равномерным. Это связано в первую очередь со свойствами кристаллов, а также методом возбуждения бризеров. Впервые раскрыт механизм возбуждения уединенных волн в кристаллах состава A3B при периодических внешних воздействиях, показана роль дискретных бризеров с мягким типом нелинейности в процессе формирования волн. Установлено, что такие волны способны распространяться на тысячи нанометров вглубь бездефектного кристалла без изменения формы и скорости. Совокупный объем энергии, переносимый волной, определяется количеством рядов атомов, вовлеченных в колебания, речь может идти о десятках и сотнях эВ. Данный механизм транспорта энергии по кристаллу, посредством уединенных волн, видится одним из наиболее эффективных, а механизм генерации таких волн относительно прост.
Рассмотрено влияние ударных волн на структуру моноатомных и биметаллических систем. Ударные волны, не являясь солитонами, оказывают существенное влияние на структуру кристаллов и могут способствовать формированию условий локализации и транспорта энергии волнами солитонного типа. Проведенные компьютерные эксперименты свидетельствуют о возможности появления зародышей поры при прохождении ударной волны по расчетному блоку, содержащему вакансии. При этом для зарождения поры в данном случае концентрация вакансий может быть значительно ниже, чем в экспериментах без генерации ударной волны.
Результаты исследования носят фундаментальный характер и могут внести вклад в теорию уединенных волн, а также быть полезными при создании материалов с заранее заданными свойствами и эксплуатационными характеристиками.
Основные результаты представлены в научных статьях: «Excitation of Soliton-Type Waves in Crystals of the A3B Stoichiometry», «Emission of Dislocation Loops from Nanovoids in an FCC Crystal Subjected to Shear Deformation under Post-Cascade Shock Waves», «Surface discrete breathers in Pt3Al intermetallic alloy».