Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 89, № 10 (2025)
Физика магнитных явлений: фундаментальные и прикладные исследования методами магнитного резонанса
КВАНТОВО-МЕХАНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СПАДА СВОБОДНОЙ ИНДУКЦИИ ОТ МАГНИТНЫХ ЦЕНТРОВ НА ПОВЕРХНОСТИ СФЕРИЧЕСКОЙ НАНОЧАСТИЦЫ
Аннотация
С использованием прямого численного решения стационарного уравнения Шредингера выполнено моделирование спада сигнала свободной индукции от диамагнитной наносферы, модифицированной осаждением атомов с ненулевым магнитным моментом. Показано, что в рамках квантово-механического подхода 10–14 частиц в системе достаточно для достоверного описания сигнала и характерного времени релаксации. Результаты согласуются с расчетами по методу моментов.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1518–1525
1518–1525
ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ С ПОМОЩЬЮ МЁССБАУЭРОВСКИХ ФОТОНОВ
Аннотация
Сообщается о первой успешной передаче информации с помощью случайного потока мёссбауэровских фотонов. Для модуляции гамма-излучения используется эффект квантовой интерференции между падающим и рассеянным вперед резонансным излучением. Предлагаемый метод будет иметь существенные преимущества по габаритам и энергопотреблению по сравнению с системами, использующими излучение рентгеновской трубки, и при этом позволит передавать информацию скрытно.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1526–1532
1526–1532
ВЛИЯНИЕ ИНТЕРФЕЙСА НА МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС В ПЛЕНКАХ СИСТЕМЫ Fe-Bi
Аннотация
Представлены результаты экспериментальных исследований двухслойных пленок в системе Fe–Bi в зависимости от очередности напыления магнитного и немагнитного слоев. Методами электронного магнитного резонанса показано, что в пленках Bi–Fe возникает дополнительная магнитная анизотропия типа легкая плоскость. Наблюдаемые изменения объясняются образованием гранулярного слоя железа на границе раздела с висмутом, обладающего сильной магнитной анизотропией.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1533–1538
1533–1538
Особенности спин-волнового описания движения симметричного волчка в слабом магнитном поле
Аннотация
Рассмотрена система, представляющая собой ферромагнитный образец с диполь-дипольным взаимодействием частиц при отсутствии обменных эффектов, размещенный в однородном слабом магнитном поле. Свойства ферромагнетика описываются в формализме спиновых волн. Получено аналитическое решение систем уравнений, описывающих динамику взаимодействующих магнитных моментов во внешнем поле различной ориентации (продольной и поперечной) относительно оси симметрии волчка, а также проведена графическая визуализация аналитического решения системы уравнений динамики магнитных моментов.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1539–1547
1539–1547
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ СИНТЕЗА НА ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА И ПАРАМАГНИТНЫЕ ЦЕНТРЫ ПОРИСТОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ, СФОРМИРОВАННОГО В СЕРНОЙ КИСЛОТЕ
Аннотация
Показано, что можно управлять типом и концентрацией парамагнитных центров (F+-центров и молекулярных групп Al-SO4) в анодном оксиде алюминия и интенсивностью фотолюминесценции красителя (на примере родамина Б) в его порах, варьируя температуру электролита на основе серной кислоты. Полученные образцы перспективны для разработки оптических сенсорных платформ.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1548-1554
1548-1554
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ НОВОЙ ПАРАДИГМЫ СПИНОВОГО ОБМЕНА В РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРАХ ПАРАМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ
Аннотация
Новая парадигма спинового обмена и его проявлений в спектроскопии ЭПР содержит положения, которые принципиально отличаются от получившей распространение начальной парадигмы спинового обмена. Новая парадигма спинового обмена в разбавленных растворах представляет интерес и как пример формирования согласованного движения спиновой когерентности ансамбля спинов в разбавленном парамагнетике, причем эта согласованность достигается случайными бимолекулярными столкновениями парамагнитных частиц, фактически «эффектом отдачи» когерентности спинов при случайных столкновениях парамагнитных частиц. Обсуждаются экспериментальные доказательства принципиальных положений новой парадигмы, полученные за последние 2–3 года.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1555–1565
1555–1565
СОРБЦИЯ И ДЕСОРБЦИЯ КАТИОНОВ МЕДИ (II) НА ЭТИЛЕНДИАМИНОФОСФОНОВЫХ ПОЛИАМФОЛИТАХ ПО ДАННЫМ ЭЛЕКТРОННОГО-ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА
Аннотация
Методом ЭПР установлен состав полимерных комплексов двухвалентной меди в макропористых полиамфолитах на основе сополимеров стирола с дивинилбензолом содержащих фосфоновые группы –CH2PO(OH)2 и этилендиаминовые –CH2NH(CH2)2NH2 (en) группы. Показано, что при малых степенях заполнения образуются полимерные комплексы [Cu(en)2(H2O)2]2+, содержащие 4 атома азота (комплексы A). При дальнейшем заполнении также наблюдаются комплексы, содержащие 2 атома азота [Cu(en)(H2O)4]2+ (комплексы Б), комплексы с фосфоновыми группами Cu(R – HPO3)2(H2O)4 (комплексы B) и аквакомплексы Cu(H2O)62+ (комплексы Г). Десорбция ионов меди (II) соляной кислотой сопровождается быстрым разрушением комплексов меди (II) с этилендиаминовыми группами и образованием комплексов меди (II) с фосфоновыми группами и аквакомплексов.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1566–1572
1566–1572
СИГНАЛЫ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ИНТЕНСИВНОМ ДЕЛЕНИИ КАЛЛУСНЫХ КЛЕТОК FAGOPYRUM TATARICUM, И ИХ ОРИЕНТАЦИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ
Аннотация
Изучено ориентационное поведение сигналов электронного магнитного резонанса, возникающих в процессе роста и деления клеток каллуса гречихи татарской Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn. Обнаружены три типа сигналов, два из которых имеют угловые зависимости. Изучены угловые зависимости для этих двух типов сигналов. Получены характеристики анизотропии, которые свидетельствуют об изменении геометрии магнитных частиц или областей в ядрах клеток в процессе их деления.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1573-1580
1573-1580
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА РАДИКАЛОВ В ГЛЮКОНАТЕ КАЛЬЦИЯ В W-ДИАПАЗОНЕ
Аннотация
Методом парамагнитного резонанса в X- и W-диапазонах исследован механоактивированный кальций глюконат. Спектр в W-диапазоне является многокомпонентным и описывается вкладами от двух типов радикалов с различными g-факторами: углеродные радикалы δ-глюконолактона и радикал (Ca–OC6H11O6)×δ-GL. Параметры данных спектров, полученные в результате квантовохимических расчетов, хорошо согласуются с экспериментальными.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1581–1585
1581–1585
МЁССБАУЭРОВСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ВЯЗКОСТИ ЗАМОРОЖЕННЫХ СЛОЕВ ВОДЫ В ПОРАХ МОНТМОРИЛЛОНИТА С ПОМОЩЬЮ ЗОНДОВЫХ АТОМОВ 57FЕ
Аннотация
В рамках моделей Максвелла и Кельвина—Фойтта с помощью набора обменных форм зонда 57Ге установлены вязкоупругие параметры слоев воды в природном минерале. Предложен и апробирован методический подход, позволяющий подтвердить понятие сдвиговой молекулярной вязкости. Показано, что задача по ее определению из мёссбауэровских исследований может быть решена при использовании моделей Эйнштейна, Дебая и Френкеля.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1586–1594
1586–1594
НОВЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ РЯД СМЕШАННО-ЛИГАНДНЫХ β-ДИКЕТОНАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ Fe(III), Ga(III) И Eu(III): ЭВОЛЮЦИЯ МАГНИТНЫХ СОСТОЯНИЙ
Аннотация
Синтезирован новый ряд гетеролептических галогензамещенных комплексов с общей формулой [XL2Bipy]Cl, где L — 1-(4-фторфенил)-3-(4-бромфенил)-пропан-1,3-дион, Bipy — 2,2-бипиридин, X — Fe3+, Ga3+ и Eu3+. Изучена их структура и фазовое поведение. Исследованы магнитные свойства в широком температурном диапазоне и проведен их теоретический анализ.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1595-1604
1595-1604
ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА IN VITRO ДОПИРОВАННОГО ЛИТИЕМ ГИДРОКСИАПАТИТА
Аннотация
Установлено влияние концентрации лития, вводимого в гидроксиапатит, в широком диапазоне концентраций от 1 до 20 мол. %. Показано, что повышение содержания ионов Li+ способствует росту относительной диэлектрической проницаемости. При этом введение лития не приводит к появлению острой цитотоксичности и способствует пролиферации линии клеток MG-63 в эксперименте in vitro в динамике наблюдения до 7 сут.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1605-1615
1605-1615
АНИЗОТРОПНЫЕ СПИНОВЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ОКСИДОВ ИРИДИЯ: ОБОСНОВАНИЕ В КЛАСТЕРНОМ КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКОМ ПОДХОДЕ
Аннотация
Для различных кристаллических структур магнитных оксидов иридия разработан квантовохимический кластерный метод для количественного обоснования эффективных спиновых моделей, включая компас-модель Гейзенберга на квадратной решетке и модель Китаева на гексагональной решетке, предложенных ранее на феноменологической основе и интенсивно обсуждаемых в настоящее время.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1616-1622
1616-1622
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ СПИНОВОГО ЭХА ОТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ГАУССОВСКИХ ИМПУЛЬСОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФАЗОВОГО ЦИКЛИРОВАНИЯ
Аннотация
Импульсные последовательности активно применяются в магнитном резонансе для измерения времени спин-спиновой релаксации T2. Время T2 является характерным временем спада рефокусированных сигналов спинового эха. В идеале рефокусирующие импульсы этой последовательности должны инвертировать все спины, сигналы от которых наблюдаются в спектре, то есть иметь угол поворота 180°. Это условие выполняется в экспериментах ЯМР, так как в них амплитуда импульса намного больше ширины спектра в единицах магнитного поля. В случае импульсного ЭПР обычно не удается эффективно инвертировать рефокусирующим импульсом все спины системы. В этой ситуации в моменты наблюдения эха появляются другие сигналы, зависящие не только от времени T2, но и от времени спин-решеточной релаксации T1. В данной работе проведены численные расчеты амплитуд сигналов эха в многомипульсной последовательности с гауссовской формой импульсов. Предложено фазовое циклирование четырехимипульсной последовательности для выделения сигналов рефокусированного эха.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1623-1630
1623-1630
РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ БЛОХА В СЛАБЫХ ПОЛЯХ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ В ЭКСПРЕСС-РЕЖИМЕ
Аннотация
Показано, что для расширения функциональных возможностей по проведению исследований в экспресс режиме состояния конденсированных сред с использованием явления ядерного магнитного резонанса в слабых полях необходимо решение уравнений Блоха с учетом особенностей регистрации его сигнала при модуляции поля. Получены новые соотношения для сигналов поглощения u и дисперсии υ, а также z-компоненты намагниченности, что позволило получить новую зависимость в явном виде для определения критических точек сигнала поглощения (для остальных двух величин вывод данных зависимостей аналогичен представленному) от параметров полей, схемы автодина и времен релаксации T1 и T2 исследуемой среды. На основе анализа полученных соотношений для описания регистрируемого сигнала ЯМР с использованием модуляционной методики предложено новое выражение с использованием u и υ. Представлены результаты сравнения результатов расчета сигнала ЯМР с экспериментом. Обоснована необходимость реализации в конструкции мобильного ЯМР релаксометра автоматической подстройки амплитуды модулирующего поля для увеличения отношения сигнал/шум и уменьшения влияния модуляционных эффектов на результаты исследований.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1631–1643
1631–1643
СИГНАЛЫ ЭЛЕКТРОННОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА В ТКАНЯХ СПИННОГО МОЗГА КРЫС
Аннотация
В тканях спинного мозга крыс обнаружены три типа сигналов магнитного резонанса со значением g-фактора более 2.1: широкий сигнал, не зависящий от ориентации образца в магнитном поле и два типа узких сигналов — однокомпонентный и двухкомпонентный, с ориентационной зависимостью. Изучено температурное поведение всех трех типов сигналов. Предполагается, что широкий сигнал может принадлежать кристаллическому ядру ферритина; характеристики сигналов, зависящих от ориентации, соответствуют кристаллическим частицам магнетита.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1644-1650
1644-1650
ДИАГНОСТИКА И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ГОЛОСОВОЙ ФУНКЦИИ ПАЦИЕНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ГОЛОСА И МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ
Аннотация
Представлены результаты диагностики и реабилитации голосовых нарушений с применением спектрального анализа голоса, динамической магнитно-резонансной томографии, традиционных методов оториноларингологии и оригинальных методик реабилитации. Применение стандартных и оригинальных голосовых тестов, компьютерный анализ спектра голоса позволяют ускорить постановку диагноза. Восстановление функций голоса проводится с применением оригинальных методик реабилитации под контролем программно-аппаратного комплекса.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1651–1659
1651–1659
Физика конденсированного состояния вещества
ЭФФЕКТ ДЕ ГААЗА – ВАН АЛЬФЕНА В ДВУМЕРНЫХ МЕТАЛЛАХ ПРИ ПОСТОЯННОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ПЛОТНОСТИ
Аннотация
Изучен эффект де Гааза–ван Альфена в двумерных металлах при различных условиях и с произвольной формой уровней Ландау. Рассмотрен предел фиксированной электронной плотности и промежуточную ситуацию конечного электронного резервуара. Получена аналитическая формула, описывающая намагниченность, при постоянной электронной плотности и при произвольной температуре.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1660–1664
1660–1664
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОЙ МЕДИ, СФОРМИРОВАННОЙ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРОТЕКАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ, МЕТОДОМ АНАЛИЗА РЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ ТРАВЛЕНИЯ
Аннотация
Методами оценки состояния структуры, включающими пространственное распределение энергий границ зерен, исследована ультрамелкозернистая структура меди технической чистоты, сформированная интенсивной пластической деформацией. Установлены особенности протекания релаксационных процессов на финальной стадии деформации.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1665–1670
1665–1670
ЧАСТОТНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ НИКЕЛЬ-ЦИНКОВЫХ ФЕРРИТОВ
Аннотация
Описаны методика и результаты измерения относительной диэлектрической проницаемости εr никель-цинкового феррита М200ВНП и М1000НН в частотном диапазоне 1–100 кГц. На частотах ниже 50 кГц исследуемые типы феррита проявляют миграционную поляризацию, вследствие чего εr принимает аномально высокие значения. На более высоких частотах εr снижается до постоянного значения, приблизительно равного 12.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1671–1677
1671–1677
КИНЕТИКА ГЕТЕРОГЕННОГО ВСКИПАНИЯ УМЕРЕННО ПЕРЕГРЕТОГО Н-ПЕНТАНА В СТЕКЛЯННОЙ ТРУБКЕ ПРИ ДАВЛЕНИЯХ ВЫШЕ АТМОСФЕРНОГО
Аннотация
Исследована кинетика спонтанного вскипания перегретого и-пентана в стеклянной трубке. Показано, что значения зависимости среднего времени жизни перегретой жидкости от глубины захода в метастабильную область лежат вблизи одной кривой. Выявлено образование вихревых структур в начальной стадии кипения перегретого н-пентана, термостатированного в середине трубки.
Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2025;89(10):1678-1684
1678-1684