Известия Российской академии наук. Серия физическая
Научный журнал «Известия Российской академии наук. Серия физическая» был основан в сентябре 1936 года. Издание содержит полнотекстовые статьи по наиболее актуальным разделам современного естествознания: физика и астрономия, физика твердого тела, нанофотоника, нелинейная оптика, рентгеновская оптика, оптическая спектроскопия, ядерная физика, космические лучи, физика Солнца, физические приложения в науках о жизни и другие.
Более 80 лет главной целью журнала является предоставление авторам возможности опубликовать и обсудить результаты актуальных фундаментальных и прикладных научных исследований, представленных на конференциях, симпозиумах и научных школах, организованных Российской академией наук, которые признаны мировым научным обществом и междисциплинарными экспертами. К опубликованию принимаются полнотекстовые статьи, подготовленные по материалам лучших докладов, рекомендованных программными комитетами конференций, которые интересны широкому кругу читателей. Статьи, содержащие новые, нигде ранее не опубликованные результаты, проходят научное рецензирования как минимум двумя независимыми рецензентами и публикуются в специальных тематических выпусках журнала. Журнал открыт для публикации наиболее авторитетных и передовых результатов исследований в области фундаментальной и прикладной физики, полученных в России и странах ближнего зарубежья, а также от авторов со всего мира.
Журнал издается Российской академией наук под руководством Отделения физических наук РАН. Составитель – редакционная коллегия журнала «Известия Российской академии наук. Серия физическая».
До 2018 года журнал выпускался ФГУП «Издательство «Наука».
Подготовка оригинала-макета и выпуск журнала в настоящее время осуществляется по госконтракту № 4У-ЭА-130-22 от 19.12.2022 г. ООО «Объединённая редакция».
Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС 77 — 82377 от 10.12.2021 г. выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) Министерства печати и информации Российской Федерации.
Журнал включен в Перечень ВАК Минобрнауки РФ и входит в ядро РИНЦ. Переводная версия журнала – Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics – индексируется в Scopus и входит в базу данных Russian Science Citation Index на платформе Web of Science. Журнал входит в «белый список» научных изданий Российского центра научной информации.
Английская версия журнала «Известия Российской академии наук. Серия физическая» – Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics – издается компанией Allerton Press Inc. (Pleiades Publishing) и распространяется компанией Springer (Springer Nature Switzerland AG).
Текущий выпуск
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 89, № 1 (2025)
Волновые явления: физика и применения
ОПТИЧЕСКИЕ ИМПУЛЬСЫ В НЕЭРМИТОВОЙ СРЕДЕ ВБЛИЗИ СИНГУЛЯРНОСТИ
Аннотация
Спектральным методом решена задача взаимодействия коротких оптических импульсов с РТ-симметричными фотонными кристаллами в условиях частотной сингулярности. Показано, что при малом отклонении от особой точки спонтанного распада РТ-симметричных мод поля возникают частотные сингулярности коэффициентов пропускания и отражения структуры. Это приводит к значительному сужению спектров импульсов и увеличению их амплитуды и длительности при однонаправленном брэгговском отражении.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):6-12
6-12
ОПТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛЕНИЕ ОПЕРАТОРА ЛАПЛАСА ПРИ НОРМАЛЬНОМ ПАДЕНИИ С ПОМОЩЬЮ МЕТАЛЛОДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЛОИСТОЙ СТРУКТУРЫ
Аннотация
Теоретически и численно исследована оптическая реализация операции пространственного дифференцирования второго порядка с помощью слоистой металлодиэлектрической структуры при нормальном падении светового пучка. Результаты численного моделирования подтверждают теоретические результаты и показывают возможность оптического вычисления оператора Лапласа с высоким качеством.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):13-17
13-17
РАДИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В СВЕРХРЕШЕТКЕ НА ОСНОВЕ ТРЕХМЕРНОГО ДИРАКОВСКОГО КРИСТАЛЛА
Аннотация
Построена кинетическая теория радиоэлектрического эффекта в сверхрешетке на основе трехмерного дираковского кристалла, помещенной в постоянное электрическое поле. Показано, что в случае, когда блоховская частота кратна частоте электромагнитной волны, плотность тока испытывает резонанс. Последний может приводить к изменению направления плотности тока. Изучена амплитудная зависимость плотности радиоэлектрического тока.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):18-22
18-22
ПЛАЗМЕННЫЕ ВОЛНЫ В ДВУМЕРНОЙ СВЕРХРЕШЕТКЕ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ
Аннотация
Получено выражение, позволяющее определить закон дисперсии плазменных волн ω(𝑘) в двумерной полупроводниковой сверхрешетке в условиях воздействия нелинейной электромагнитной волны. В предельном случае слабой нелинейности найдено аналитическое выражение для ω(𝑘). Установлена возможность управления частотой плазменной волны путем изменения параметров нелинейной волны.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):23-27
23-27
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СЕЛЕКТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫХ ЧИРПИРОВАННЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ НЕОДНОРОДНЫХ ДИФРАКЦИОННЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ФОТОПОЛИМЕРИЗУЮЩИХСЯ КОМПОЗИЦИЙ С НЕМАТИЧЕСКИМИ ЖИДКИМИ КРИСТАЛЛАМИ
Аннотация
Разработана аналитическая модель дифракции оптического излучения на чирпированных многослойных неоднородных дифракционных структурах, сформированных голографическим методом в фотополимеризующихся композициях с нематическими жидкими кристаллами, имеющих плавную оптическую неоднородность по толщине слоев. Путем численного расчета было показано, что с помощью метода чирпирования возможно кратно уширить угловые и спектральные характеристики многослойных неоднородных голографических дифракционных структур, сформированных в фотополимеризующихся композициях с нематическими жидкими кристаллами.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):28-33
28-33
О СВЕРХСВЕТОВЫХ ОБЪЕКТАХ В НЕРАВНОВЕСНЫХ СРЕДАХ
Аннотация
Представлен анализ сверхсветового распространения резонансных и квазирезонансных солитоноподобных лазерных импульсов в неравновесных средах. Показано, что такие импульсы неустойчивы. Однако на начальной стадии развития неустойчивости возможно наблюдение сверхсветового распространения профилей импульсов за счет механизма переформирования.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):34-38
34-38
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ФРАКТАЛЬНЫХ СПЕКЛОВ В ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
Аннотация
Рассмотрено дифракционное преобразование волновых фрактальных полей. Показано, что при распространении световых пучков со спекловой структурой в оптических системах и в свободном пространстве их фрактальные свойства обладают высокой степенью устойчивости.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):39-43
39-43
ЛАЗЕРНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЗЕРКАЛ И ГЕНЕРАЦИЯ НЕКОГЕРЕНТНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ
Аннотация
С помощью методов вычислительного эксперимента изучена генерация рентгеновских лучей при взаимодействии встречной лазерной волны с релятивистским электронным зеркалом, сформированным мощным ускоряющим лазерным импульсом из плазменного слоя. Исследована структура излучаемого поля в дальней зоне, найдены спектральная плотность поля излучения и угловое распределение энергии импульса. Изменение параметров ускоряющей и встречной волн позволяет контролировать характеристики излучения.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):44-50
44-50
КВАНТОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЛН ПРИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ СВЕТА
Аннотация
В рамках полностью квантового подхода изучено взаимное влияние одновременно происходящих процессов параметрического излучения света в вырожденном по частоте режиме и генерации второй гармоники. Выявлен эффект истощения квантовой накачки. Обнаружено установление баланса между рассматриваемыми процессами и достижения равновесного числа фотонов в модах поля. Продемонстрирована генерация сильно перепутанного двухмодового поля.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):51-56
51-56
О ВОЗМОЖНОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПЛАСТИНЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КВАРЦА В ПОЛЕ ВОЛНЫ НАКАЧКИ
Аннотация
Теоретически изучена возможность использования нелинейных интерферометров Фабри–Перо для дифференциального усиления терагерцового излучения в поле волны накачки той же частоты. Показано, что в беззеркальном нелинейном интерферометре Фабри–Перо, состоящем из пластины кристаллического кварца, коэффициент отражения «зеркал» которого определяется только френелевским отражением, режим максимального дифференциального усиления для излучения с центральной частотой 1 ТГц возможно наблюдать при толщинах рабочей среды порядка 1 мм и интенсивностях излучения порядка 108 Вт⋅см−2.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):57-62
57-62
(2+1)D СОЛИТОННЫЕ ПАРЫ В ПЛОСКОМ КВАДРАТИЧНО-НЕЛИНЕЙНОМ КРИСТАЛЛЕ С НЕОДНОРОДНОСТЬЮ
Аннотация
Исследован процесс распространения и формирования импульсных пар в квадратично-нелинейном кристалле с двумя волноводами при изменении параметров, связанных с положением волноводов относительно друг друга, задержкой и соотношением фаз между импульсами. Обнаружено изменение режима распространения импульсов при сближении волноводов и зависимость характера взаимодействия между импульсами от начального соотношения фаз.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):63-69
63-69
МИКРОРЕЗОНАТОРЫ И ВРЕМЕННЫЕ ФОТОННЫЕ КРИСТАЛЛЫ, СОЗДАВАЕМЫЕ ПРИ СТОЛКНОВЕНИИ ПОЛУЦИКЛОВЫХ СВЕТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ В РЕЗОНАНСНОЙ СРЕДЕ
Аннотация
Рассмотрены последние исследований авторов в области создания и сверхбыстрого управления светоиндуцированными динамическими микрорезонаторами и временными фотонными кристаллами, возникающими при столкновении полуцикловых импульсов в среде. Показана возможность наведения микрорезонаторов при столкновении субцикловых импульсов самоиндуцированной прозрачности, имеющих одинаковую полярность.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):70-78
70-78
О ДИНАМИКЕ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСОВ, РАСПРОСТРАНЯЮЩИХСЯ В СРЕДЕ В ОБЛАСТИ АНОМАЛЬНОЙ ДИСПЕРСИИ ГРУППОВОЙ СКОРОСТИ
Аннотация
На основе метода моментов построена система уравнений на параметры импульса, распространяющегося в изотропной среде с дисперсией в виде интеграла Дюамеля. Найден критерий для параметров импульса и среды, разделяющий режимы распространения солитоноподобных импульсов.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):79-83
79-83
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ РАДИОФОТОНИКИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ ПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ СВЧ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ РАДИОГОЛОГРАММ
Аннотация
Предложена схема реализации радиофотонного приемного устройства СВЧ сигналов для формирования и регистрации радиоголограмм. Численно и экспериментально исследована работа такого приемного устройства. Предложен метод обработки данных для определения координат объекта в случае сферичности отраженной волны при недостаточном удалении приемника от объекта.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):84-89
84-89
ГЕНЕРАЦИЯ СУБТЕРАГЕРЦОВОГО ХАОТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СИЛЬНОТОЧНОМ РЕЛЯТИВИСТСКОМ ГИРОТРОНЕ В РЕЖИМЕ УМНОЖЕНИЯ ЧАСТОТЫ
Аннотация
Показано, что для сильноточного релятивистского гиротрона Ка-диапазона, работающего в режиме хаотической генерации на низшей моде круглого волновода ТЕ1,1, возможно эффективное излучение на седьмой гармонике гирочастоты на моде ТЕ7,2. Относительная ширина спектра хаотического субтерагерцового излучения при этом может превышать 5% при мегаваттном уровне выходной мощности.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):90-94
90-94
ВЛИЯНИЕ ДВУМЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ГРУППИРОВАНИЕ ИНТЕНСИВНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПОТОКОВ В ШИРОКОПОЛОСНЫХ КЛИСТРОНАХ
Аннотация
Представлены результаты исследования влияния двумерных процессов на группирование электронных потоков в однолучевых и многолучевых широкополосных клистронах. Приводятся результаты сравнительного анализа группирования с помощью одномерной и двумерной модели. Анализируются причины ошибок в определении выходных параметров широкополосных клистронов, полученных с помощью одномерных программ.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):95-102
95-102
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ОСНОВЕ АППАРАТА УГЛОВЫХ ГАРМОНИК
Аннотация
Предложена усовершенствованная численная реализация двумерного функционально-аналитического алгоритма, предназначенного для восстановления пространственных распределений скорости звука и коэффициента поглощения в области томографирования. Продемонстрирована высокая точность получаемых томограмм даже при больших волновых размерах и сложной внутренней структуре исследуемого объекта.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):107-113
107-113
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПЛОСКОГО ФРОНТА УНИПОЛЯРНОГО ИМПУЛЬСА ИЗЛУЧЕНИЯ В ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ
Аннотация
Рассмотрена задача нестационарной дифракции монополярного TM-поляризованного электромагнитного импульса с плоским фронтом на тонкой щели в идеально проводящем экране. Методами вычислительного эксперимента показано, что в случае, если ширина щели много меньше пространственной длины импульса, то за экраном формируется поле в виде цилиндрического монополярного импульса, т. е. имеет место преобразование формы фронта падающего поля без изменения его характера (монополярности).
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):103-106
103-106
СРЕДНЕЕ ПОЛЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН С РАЗРЫВАМИ В ОДНОМЕРНОЙ СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ
Аннотация
Рассмотрены особенности построения замкнутых уравнений для среднего поля акустических волн с разрывными профилями в одномерной случайно-неоднородной среде. Проведено сравнение различных подходов к получению таких уравнений. Показано, что, несмотря на сглаживание профилей в среднем, наличие разрыва в профиле необходимо учитывать до проведения операции усреднения. Получено точное выражение для среднего поля исходной 𝑁-волны.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):114-121
114-121
МОДИФИКАЦИЯ УРАВНЕНИЯ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА ДЛЯ ОПИСАНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОЙ ВОДЫ
Аннотация
В представлении о жидкой воде как о реальном газе уравнение состояния Ван-дер-Ваальса модифицируется для описания изотерм, изохор и изобар жидкой воды в широком диапазоне давлений и температур. Новое уравнение обеспечивает стандартный переход к термодинамике с воспроизведением внутренней энергии 𝑈, свободной энергии 𝐹, теплоемкости 𝐶V и энтропии 𝑆.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):122-128
122-128
НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЛИНЕЙНЫХ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН В ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ
Аннотация
Исследовано потенциальное волновое движение вдоль свободной поверхности глубокой идеальной жидкости. Получены точные решения уравнений движения с физически обоснованными граничными условиями на свободной поверхности. Исследована форма свободной поверхности в зависимости от амплитуды и выделены характеристики поверхности. Исследованы характеристики волн в зависимости от параметра нелинейности.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):129-135
129-135
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ СПИНОВЫХ ВОЛН ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ДОМЕННУЮ СТЕНКУ В МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ С НЕОДНОРОДНЫМ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ
Аннотация
Выполнено моделирование динамики воздействия электрического поля на доменную стенку в магнитных пленках с неоднородным магнитоэлектрическим взаимодействием. Показано, что воздействие как однородного, так и неоднородного электрического поля на доменные стенки Блоха и Нееля приводит к возбуждению спиновых волн.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):136-144
136-144
РАСЧЕТ РЕЛЯТИВИСТСКОГО ГИРОТРОНА ДИАПАЗОНА 300 ГГЦ С УЧЕТОМ РЕАЛЬНОЙ ФОРМЫ ИМПУЛЬСА УСКОРЯЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
Аннотация
Выполнены расчеты релятивистского гиротрона диапазона 300 ГГц с мощностью до 8 МВт. Для экспериментально измеренной формы импульса ускоряющего напряжения сделаны расчеты формы импульса выходной мощности с помощью трехмерного моделирования методом крупных частиц. Показано, что полная энергия излучения с рабочей частотой может превышать значение 4 Дж.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):145-149
145-149
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ИМПУЛЬСНОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ МИКРОСКОПИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГУБЧАТЫХ БИОКОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА
Аннотация
Предложена методика локальной оценки акустических свойств губчатых полимерных образцов, основанная на визуализации микроструктуры, измерении затухания и скорости звука. Предложенный подход является актуальным для изучения биополимерных композитных материалов и конструкций на их основе, поскольку дает возможность in situ наблюдать деградацию структуры под воздействием внешних факторов, а также при необходимости исследовать накопление биологических соединений.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):150-156
150-156
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ ПОВЕРХНОСТНО ВОЛНОВОЙ ТОМОГРАФИИ ТРЕХМЕРНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
Аннотация
Предложена трехмерная схема поверхностно-волновой томографии неоднородностей скоростей поперечных волн, не требующая восстановления дисперсионных зависимостей поверхностных волн в исследуемой области. Приводятся результаты численного моделирования, выполненного для условий Гавайского архипелага, которые указывают на работоспособность предлагаемого подхода.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(1):157-162
157-162