Reports

СВОЙСТВА ВЯЗКОСТИ РАСТВОРА ИЗОМАСЛЯНАЯ КИСЛОТА – ВОДА ВБЛИЗИ КРИТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ РАССЛОЕНИЯ

Абдикаримов Б.Ж., Сейтмуратов А.Ж., Калиев Б.К., Ганиулла А.Г., Карабала Т.М. — Mon, 31 Mar 2025 00:00:00 +0000

В работе на основе экспериментальных данных для сдвиговой вязкости двойного раствора изомасляная кислота-вода вблизи критической температуры расслоения исследованы концентрационные зависимости вязкости вдоль термодинамических направлений границы раздела фаз и критической изотермы. Показано, что величины критических показателей, описывающих концентрационные зависимости флуктуационных частей вязкости для этих термодинамических направлений одинаковы и согласуются с результатами флуктуационной теории фазовых переходов; амплитуда концентрационной зависимости величины сдвиговой вязкости для границы раздела фаз больше соответствующей амплитуды для критической изотермы. Экспериментальные и теоретические исследования свойств индивидуальных веществ и двойных растворов в окрестности критической точки, особенно кинетических свойств вещества, являются актуальной задачей физики конденсированного состояния вещества. Это связано с активным практическим использованием уникальных свойств вещества в критическом состоянии в новейших технологиях. Понимание этих процессов, которые происходят в критических средах, чрезвычайно важно для наиболее эффективного выбора технологических параметров в промышленных процессах. Это определяет актуальность, научную и практическую значимость изучения вязкости двойных растворов в окрестности критической температуры. Было проведено сравнение зависимостей флуктуационной части вязкости от концентрации на границе раздела фаз и на крической изотерме. Как следует из полученных результатов, концентрационная зависимость флуктуационной части вязкости на границе раздела фаз и критической изотерме описывается степенными законами с одинаковыми критическими показателями, но с разными амплитудами. Было получено, что амплитуда концентрационной зависимости обратного значения сдвиговой вязкости для границы раздела фаз меньше амплитуды на критической изотерме.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННОГО И КОНВЕКТИВНОГО ПЕРЕНОСА В ТЕСНЫХ ДВОЙНЫХ СИСТЕМАХ С МАЛЫМ ТЕМПОМ АККРЕЦИИ ВЕЩЕСТВА

Агишев Д.Т., Хохлов С.А., Агишев А.Т., Вайдман Н.Л., Агишев А.Т. — Mon, 31 Mar 2025 00:00:00 +0000

В данной работе описывается численная модель аккреционного диска полученная путем решения системы уравнений для вязкостного нагрева, радиационного охлаждения и конвективного переноса. Модель включает в себя уравнение гидростатического равновесия для вертикальной оси, и уравнение состояния для идеального и фотонного газа. Результатом вычисления является распределение температуры, плотности и давления на разных расстояниях от центра звезды. Вычисления производились при массе центральной звезды M = 1M_солнца, темпе аккреции dM = 10^-12M_солнца/год, радиусах R = 10⁸-10¹⁰см.

ТОНКАЯ СТРУКТУРА ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА (ALTIZRYNb)N, ОПРЕДЕЛЕННАЯ КЭМС МЕТОДОМ НА ЯДРАХ ИМПЛАНТИРОВАННОГО ЖЕЛЕЗА-57

Верещак М.Ф., Алдабергенова Т.М., Диков А.С., Кислицин С.Б. — Mon, 31 Mar 2025 00:00:00 +0000

Методом Мессбауэровской спектроскопии на ядрах 57Fe в геометрии обратного рассеяния по электронному каналу (КЭМС), с привлечением данных по рентгеновской дифракции (РДА) исследовано влияние имплантированных ионов железа с энергий на структуру покрытия на основе нитрида высокоэнтропийного сплава Al –Ti – Zr – Y - Nb (ВЭС). Исходная структура сплава, до имплантации железа-57, представлена двумя ГЦК структурами с параметрами решетки, соответствующим нитрилам элементов, входящих в состав высокоэнтропийного сплава. Имплантацию ионов железа – 57 осуществляли на ускорителе тяжелых ионов УКП-2-1 ИЯФ (Алматы, Казахстан) облучением ионами ⁵⁷Fe с энергией 200 кэВ до флюенса 5∙10¹⁶ ион/см². Пробег ионов железа-57 с энергией 200 кэВ составляет ~ 150 нм, КЭМС исследовании предоставляют информацию о структуре покрытия с глубины ~ 100 нм. По данным КЭМС следует, что непосредственно после имплантации мессбауэровский спектр значительно уширен, и характерен для аморфных структур. Это вызвано присутствием радиационных дефектов в имплантированном слое ~ 100 нм и является следствием ионного облучения. Последующий изохронный отжиг образцов приводит к образованию синглета, характерного для кубической структуры и дублета с кристаллической структурой, отличной от кубической. При этом, группа элементов Al, Ti, и Nb с кубической структурой ответственны за синглет; а Zr и Y, имеющие гексагональную плотноупакованую (ГПУ) решетку породили дублет в приповерхностных слоях покрытия. Установлено, что ионное облучение привело к перестройкам структуры покрытия на глубину, соответствующую пробегу имплантированных ионов. Последующий изохронный отжиг приводит к появлению новой фазы с ГПУ кристаллической решеткой.

ПОВЫШЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ ИОНОВ ГИДРОНИЯ В ПРОТОНООБМЕННЫХ МЕМБРАНАХ НА ОСНОВЕ ОКСИДА ГРАФЕНА

Бондарь Е., Шонгалова А., Федосимова А., Ибраимова С., Кемелбекова А. — Mon, 31 Mar 2025 00:00:00 +0000

Это исследование раскрывает атомистические идеи, связанные с использованием специальных глубоких эвтектических растворителей (DES) для повышения подвижности ионов гидрония в протонообменных мембранах на основе оксида графена (GO). Используя передовые методы компьютерного моделирования, в ходе исследования были тщательно изучены оптимизированные структуры и энергии взаимодействия DES, ионов водорода, молекул воды, GO и их различных комплексов. Полученные данные свидетельствуют о стратегическом расположении ионов гидрония и молекул воды между слоями GO и DES, что указывает на устойчивые взаимодействия, которые значительно облегчают перенос протонов. Примечательно, что DES демонстрирует благоприятные энергетические характеристики, в то время как комплекс, состоящий из GO, DES, воды и ионов гидрония, демонстрирует заметно повышенную стабильность по сравнению с их изолированными аналогами. Эта повышенная стабильность подчеркивает эффективность DES в качестве мощных добавок для улучшения характеристик PEMS.

Результаты исследования являются бесценным руководством для рационального подбора растворителей для конкретных задач и разработки индивидуальных мембран. Подчеркивая тесное взаимодействие и благоприятную энергетику в этих комплексах, исследование дает фундаментальное понимание, которое может быть использовано для оптимизации производительности ПЭМ, что в конечном итоге приведет к развитию области энергетических материалов и технологий топливных элементов.

СОВРЕМЕННЫЕ ПЕРОВСКИТНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ: ИННОВАЦИИ В МАТЕРИАЛАХ И ТЕХНОЛОГИЯХ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Mon, 31 Mar 2025 00:00:00 +0000

В данном обзоре анализируются современные исследования в области перовскитных солнечных элементов как альтернативы традиционным кремниевым солнечным элементам. Рассматриваются различные типы архитектур солнечных элементов, включая различные комбинации основных слоев, материалов для транспортировки электронов и дырок, а также анода, катода и проводящих подложек. Изучаются подходы к повышению стабильности и эффективности этих элементов с использованием новых инновационных материалов для слоев транспортировки электронов и дырок (ETL и HTL), таких как органические и неорганические аналоги, а также тандемные и гетероструктурные элементы. Также представлен обзор характеристик и ограничений солнечных элементов с использованием различных перовскитных материалов, включая гибридные. Ключевой проблемой, обсуждаемой в статье, является улучшение стабильности перовскитных солнечных элементов, которые могут значительно деградировать под воздействием влаги, ультрафиолетового излучения и тепла. Сделан вывод о том, что использование покрытий, добавок и инновационных материалов способствует повышению стабильности высокоэффективных перовскитных солнечных элементов. Также проанализирована роль ETL и HTL в повышении эффективности и стабильности солнечных элементов. В статье подчеркивается важность исследований в области перовскитных солнечных элементов для разработки новых эффективных и стабильных структур солнечных элементов, пригодных для массового производства и коммерциализации.

ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ ВЯЗКОПЛАСТИЧНОЙ ЖИДКОСТИ В ТРУБЕ С РЕЗКИМ РАСШИРЕНИЕМ

Жапбасбаев У.К., Рамазанова Г.И., Пахомов М.А. — Mon, 31 Mar 2025 00:00:00 +0000

В статье рассматривается неизотермическое турбулентное течение вязкопластичной жидкости в трубе с резким расширением. Аппарат эффективной молекулярной вязкости используется для представления реологической модели вязкопластичной жидкости с пределом текучести. Для проведения сквозного расчета недеформируемой области вязкопластичной жидкости применяется метод регуляризации Папанастасиу формулы эффективной молекулярной вязкости. В расчетах получены распределения скорости, температуры и кинетической энергии турбулентности. Для профилей скорости жидкости после сечения внезапного расширения трубы возникает область рециркуляции потока с отрицательными скоростями в случае ньютоновских жидкостей. Для неньютоновских жидкостей область торцевого вихря отсутствует. Распределения теплового потока по длине поверхности трубы для турбулентных ньютоновских и неньютоновских жидкостей качественно схожи.

ГЕОМЕТРОТЕРМОДИНАМИКА ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С НУЛЕВЫМ ЗВУКОМ

Зазулин Д.М., Кемелжанова С.Е., Бейсен Н.А., Турсумбеков А.Ш., Алимкулова М.О. — Mon, 31 Mar 2025 00:00:00 +0000

В представленной работе приведены результаты изучения геометрических свойств равновесного многообразия сильновзаимодействующей термодинамической системы нового типа, которая была обнаружена при исследованиях в области голографических дуальностей. Эта система при низких энергиях имеет в своем спектре моду нулевого звука несмотря на нехарактерное для Ферми жидкости поведение ее теплоемкости. Работа проведена в рамках геометротермодинамики, позволяющей получать результаты инвариантные относительно преобразований Лежандра, т.е. независимые от выбора термодинамических потенциалов. В качестве термодинамического потенциала мы использовали химический потенциал зависящий от температуры и плотности. Для рассматриваемой системы рассчитаны соответствующие метрика и скалярная кривизна в широкой области термодинамических параметров, определена область стабильности этой системы и описаны ее термодинамические и метрические свойства. Получены трехмерные графики для химического потенциала, для производной от химического потенциала по плотности и для скалярной кривизны. По графику для производной от химического потенциала по плотности определена область термодинамической стабильности системы. На графике по скалярной кривизне хорошо видно, при каких значениях термодинамических переменных она стремится к бесконечности или близка к нулю, что указывает на возможные фазовые переходы и на возможную компенсацию взаимодействий квантовыми эффектами соответственно.

ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ AdS ЧЕРНЫХ ДЫР СВЯЗАННЫХ С НЕЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИКОЙ

Мырзакулов Е.М., Алтайбаева А.Б., Буланбаева А.С. — Mon, 31 Mar 2025 00:00:00 +0000

Представлено точное решение для $d$-мерной $AdS$ черной дыры в присутствии нелинейной электродинамики, а также исследованы термодинамические свойства этой черной дыры. Нелинейная электродинамика приводит к изменениям термодинамических величин, что позволяет обобщить результаты путем введения космологической постоянной $(\Lambda )$ в качестве термодинамической переменной $(P=-\Lambda /8\pi )$. Получены критические значения давления, температуры и радиуса горизонта, а также проанализировано поведение глобального параметра $P_{c} v_{c} /T_{c}$. Обнаружен фазовый переход между малыми и большими черными дырами, напоминающий фазовый переход системы Ван-дер-Ваальса. Кроме того, исследовано влияние параметра отклонения $k$ на структуру горизонта и термодинамическую устойчивость. Используя выведенное уравнение состояния, исследовано критическое поведение и выявлена характерная структура «петли» в свободной энергии Гиббса, что подтверждает фазовый переход между малыми и большими черными дырами. Энтропия черной дыры $S_{+}$ выведенная из первого закона термодинамики содержит поправки, обусловленные нелинейной электродинамикой, и сводится к закону площади Бекенштейна-Хокинга при $k=0$. Было проанализировано соотношение давления и объема $P=\frac{3(k-r_{+}^{2} -2\pi r_{+}^{3} T)}{4\pi (2r_{+}^{2} -k)} $ для определения критических точек. Также проанализировано влияние многомерности и нелинейной электродинамики на поведение термодинамических параметры. Эти модификации приводят к значительным отличиям от классических решений Шварцшильда-Тангерлини. Полученные результаты предоставляют дополнительные сведения о термодинамических свойствах $AdS$ черных дыр, связанных с нелинейной электродинамикой, и способствуют более детальному изучению фазовых переходов в теориях гравитации в многомерных пространствах, особенно в контексте регулярных черных дыр и их стабильности. Полученные результаты открывают новые перспективы для изучения сложной взаимосвязи между термодинамикой черных дыр и фундаментальными взаимодействиями.

ИССЛЕДОВАНИЕ F(G) ГРАВИТАЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИММЕТРИИ НЁТЕР

Мырзакулова Ш.А., Жадыранова А.А. — Mon, 31 Mar 2025 00:00:00 +0000

В данной статье исследуются симметрии Нётер в модели Фридмана-Робертсона-Уокера Вселенной в модифицированной модели Гаусса-Бонне с фермионным полем. Изучается гравитационное действие для фермионного поля. Для описания динамической системы используется уравнение Эйлера-Лагранжа. Рассматриваются выражения для плотности энергии, давления и параметра уравнения состояния в наиболее общем виде. Далее выражения для плотности энергии, давления и параметра уравнения состояния упрощаются для изотропной и однородной космологии Фридмана-Робертсона-Уокера. С использованием метода разделения переменных определяются генераторы симметрий и сохраняемые величины. Исследовано ускоренное расширение Вселенной через масштабный фактор, а также выполнен численный анализ космографических параметров, таких как параметр Хаббла, замедления, щелчка и рывка. Особое внимание уделяется изучению энергетических условий, включая слабое и сильное энергетические условия, которые исследуются в рамках различных фаз эволюции Вселенной.

Исследована реконструкция скалярного поля, и проанализировано его поведение в контексте модели f(G) гравитации. Графики показывают динамическое поведение давления, плотности энергии и космографических параметров, подтверждающее переход от положительных значений к отрицательным, что ассоциируется с ускоренным расширением Вселенной. Проведённый анализ демонстрирует согласие результатов с астрофизическими наблюдениями, включая данные Planck, реликтового излучения и барионных акустических осцилляций.

Полученные результаты подчёркивают значимость симметрий Нётер в создании моделей расширенной гравитации. Они также показывают, что использование фермионных полей позволяет исследовать динамику ускоренного расширения Вселенной более детально. Предложенный подход рассматривается как универсальный инструмент для решения уравнений движения, анализа кинематики и описания ускоренного расширения Вселенной.

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЕ ЦЕНТРЫ ЗАХВАТА В ОБЛУЧЕННОМ УЛЬТРА-ФИОЛЕТОМ КРИСТАЛАХ Li2SO4-Mn

Mon, 31 Mar 2025 00:00:00 +0000

В данной работе исследована природа электронно-дырочных центров захвата в сегнетоэлектрических кристаллах Li₂SO₄-Mn, облучённых ультрафиолетом. По мере быстрого развития технологии твердотельных лазеров с накачкой лазерными диодами, источники мощного когерентного инфракрасного излучения с длиной волны около 1 мкм стали компактными и надежными. В последние годы лазеры активно начинают осваивать ультрафиолетовый и вакуумный ультрафиолетовый диапазоны спектра при сокращении длительности импульсов вплоть до единиц фемтосекунд. В связи с этим имеет место постоянный неослабевающий спрос на дешевые мощные источники когерентного излучения, работающие в егнетоэлектрических кристаллах, облучённых ультрафиолетом и дальных диапазонах инфракрасного спектра, для самых разнообразных применений. Используя спектроскопические методы, была продемонстрирована возможность формирования нескольких типов примесных центров захвата в кристаллах с примесями ионов Mn²⁺. Обнаружено, что под действием УФ-облучения электронные и дырочные центры захватываются в нарушенных участках кристаллической решётки вблизи примесей, что приводит к усилению люминесценции. Экспериментально зафиксированы полосы излучения на длинах волн, связанных с рекомбинацией электронов и локализованных дырок SO₄⁻. Исследования также подтвердили формирование центров захвата при термолюминесценции и оптически стимулированной люминесценции, вызванных гамма- и рентгеновским облучением. Результаты показали, что добавление ионов Mn²⁺ усиливает собственную люминесценцию кристаллов и изменяет их спектральные характеристики. Эксперименты проводились при различных температурах и условиях облучения, что позволило более глубоко изучить процессы рекомбинации в этих материалах. В заключении отмечается, что анизотропия кристаллов Li₂SO₄-Мn оказывает значительное влияние на поведение примесных центров захвата и спектры люминесценции.