Preview

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук

Расширенный поиск
Том 55, № 2 (2019)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.29235/1561-2430-2019-55-2

МАТЕМАТИКА

135-151 250
Аннотация

Разработаны новые методы точного интегрирования стохастических дифференциальных уравнений смешанного типа, содержащих стандартное броуновское движение, дробное броуновское движение с показателем Харста H> 1/2 и снос. Решения уравнений понимаются в интегральном смысле, где, в свою очередь, интеграл по стандартному броуновскому движению понимается как интеграл Ито, а интеграл по дробному броуновскому движению – как потраекторный интеграл Янга. Полученные в статье методы интегрирования можно отнести к двум типам. Методы первого типа основаны на приведении уравнений к уравнениям более простого вида, в частности к простейшим и линейным неоднородным уравнениям. В работе получены необходимые и достаточные условия приводимости, применимые к одномерным уравнениям, а также приведены примеры, охватывающие, в частности, стохастические уравнения Бернулли. Метод второго типа основан на переходе к уравнению Стратоновича и применим к многомерным уравнениям. В дополнение к указанным методам интегрирования получены аналоги дифференциальных уравнений Колмогорова для математических ожиданий и плотностей распределений решений в предположении, что коэффициенты стохастического дифференциального уравнения смешанного типа порождают коммутирующие дифференциальные потоки.

152-157 210
Аннотация

Рассматривается приближенное вычисление функциональных интегралов от функционалов специального вида, содержащих центробежный потенциал. Под центробежным потенциалом понимается потенциал, возникающий за счет центробежной силы. Сочетание метода разложения по собственным функциям гамильтониана, порождающего функциональный интеграл, и метода последовательностей Штурма для вычисления собственных значений используется для приближенного вычисления функциональных интегралов. Это сочетание позволяет значительно уменьшить счетное время и объем используемой памяти компьютера по сравнению с другими известными методами.

158-168 211
Аннотация

Данная работа посвящена построению составных приближенных формул для вычисления математического ожидания нелинейных функционалов от решения линейного уравнения Ито в гильбертовом пространстве с аддитивным шумом. В качестве ведущего процесса рассматривается винеровский процесс, принимающий значения в гильбертовом пространстве. Формулы представляют собой сумму аппроксимаций нелинейных функционалов, полученных разложением ведущего случайного процесса в ряд независимых гауссовских случайных величин, и корректирующих аппроксимирующих функциональных квадратурных формул, обеспечивающих точность составных формул для полиномов третьего порядка. В качестве тестового примера рассмотрено применение полученных формул к случаю одномерного по пространственной переменной волнового уравнения с ведущим винеровским процессом, индексированным пространственной и временной переменными.

169-175 204
Аннотация

Рассматривается графовый параметр – окружность графа – и его взаимосвязь с алгебраическими параметрами графа – собственными значениями матрицы смежности и беззнаковой матрицы Лапласа графа. Ранее нами были получены нижние оценки спектрального радиуса произвольного графа и двудольного сбалансированного графа для существования в нем гамильтонового цикла. Недавно была исследована задача существования цикла длины n – 1 в графе в зависимости от значений его вышеназванных спектральных радиусов. В настоящей работе изучается задача существования цикла длины n – 2 в графе в зависимости от нижних оценок значений его спектрального радиуса и спектрального радиуса его беззнакового лапласиана и получены спектральные условия существования максимального цикла в графе (двухсвязном графе).

176-181 160
Аннотация

Рассматривается линейная система управления с почти периодической матрицей коэффициентов и управлением в виде обратной связи, линейной по фазовым переменным. Предполагается, что коэффициент обратной связи является почти периодическим и модуль его частот, т. е. наименьшая аддитивная группа вещественных чисел, включающая все показатели Фурье этого коэффициента, содержится в частотном модуле матрицы коэффициентов.

Формулируется следующая задача: выбрать такое управление из допустимого множества, чтобы у замкнутой управлением системы появились почти периодические решения, спектр частот (множество показателей Фурье) которых содержит наперед заданное подмножество, а пересечение модулей частот решения и матрицы коэффициентов тривиально. Поставленная задача названа задачей управления спектром нерегулярных колебаний (асинхронным спектром) с целевым множеством частот.

Цель работы – получить необходимое условие разрешимости задачи управления асинхронным спектром линейных почти периодических систем в случае, когда усреднение матрицы коэффициентов является тривиальным. В рассматриваемом случае найдена оценка мощности асинхронного спектра.

182-194 226
Аннотация

Для вещественных автономных систем дифференциальных уравнений с непрерывно дифференцируемыми правыми частями рассматривается задача нахождения точного числа и локализации предельных циклов второго рода на цилиндре. В случае отсутствия точек покоя системы на цилиндре для решения указанной задачи развиваются ранее предложенные нами способы, состоящие в последовательном двухшаговом применении признака Дюлака – Черкаса или признака Дюлака. Разработан также новый способ, использующий на втором шаге обобщение признака Дюлака – Черкаса или признака Дюлака, где требование знакопостоянности дивергенции заменяется условием трансверсальности кривых, на которых дивергенция обращается в нуль. С помощью разработанных способов находятся замкнутые трансверсальные кривые, разбивающие цилиндр на подобласти, окружающие его, в каждой из которых система имеет точно один предельный цикл второго рода.

Практическая эффективность разработанного способа продемонстрирована на примере системы маятникового типа, для которой в случае отсутствия точек покоя доказано существование точно трех предельных циклов второго рода на всем фазовом цилиндре.

195-198 195
Аннотация

В статье предложен новый способ вычисления гармонических мер компонент края конечносвязной области.

199-206 212
Аннотация

Рассматривается одна обратная задача аналитической теории линейных дифференциальных уравнений. Именно на комплексной проективной прямой строится вполне интегрируемое уравнение Фукса с четырьмя заданными конечными особыми точками и заданной приводимой группой монодромии ранга 2, т. е. такой группой монодромии, когда 2×2-матрицы монодромии (образующие группы монодромии) можно одним линейным невырожденным преобразованием одновременно привести к верхнему треугольному виду. При этом исследуется тот случай, когда собственное значение ξj диагональной матрицы формального показателя монодромии в соответствующей фуксовой особой точке равно целому числу, отличному от нуля (имеет место резонанс).

207-215 203
Аннотация

Исследовано влияния структуры спектров исходной и переобусловленной матриц разностных задач для двумерных эллиптических уравнений со смешанными производными на скорость сходимости итерационных методов решения систем соответствующих сеточных уравнений. Показано, что эффективность итерационных методов семейства би-сопряженных градиентов для систем с не симметричными матрицами существенно зависит не только от границ спектра матрицы, но и от неоднородности распределения его компонент, а также от величины мнимой части комплексных собственных чисел. Для тестовых матриц с фиксированным числом обусловленности изучены три варианта спектрального распределения и получены зависимости количества итераций от размерности матриц. Показано, что неравномерность распределения собственных значений в пределах фиксированных границ спектра приводит к существенному росту числа итераций с возрастанием размерности матриц. Аналогичное влияние на скорость сходимости оказывает рост амплитуды мнимой части собственных значений. На примере модельной задачи распределения потенциала в квадратной области с анизотропной кольцевой неоднородностью проведен сравнительный анализ взаимозависимости структуры спектра матриц и скорости сходимости метода би-сопряженных градиентов с переобусловливателями Фурье – Якоби и неполной LU-факторизации. Показано, что преимущества переобусловливателя Фурье – Якоби связаны с более равномерным распределением спектра переобусловленной матрицы вдоль действительной оси и лучшим подавлением мнимой составляющей спектра по сравнению с переобусловливателем на основе неполной LU-факторизации.

ФИЗИКА

216-224 206
Аннотация

Рассмотрены два разных, но изоморфных представления одной алгебры в свете двойственности Хоу: алгебра Хиггса и алгебра Хана. Первая отвечает алгебре симметрии гармонического осциллятора на 2-сфере и полиномиально деформированной SU(2) алгебре, а вторая – кодирует биспектральные свойства одноименных ортогональных многочленов и выступает как алгебра симметрии Хартмана и некоторых других кольцевых потенциалов, а также сингулярного осциллятора в двух измерениях. Показана в явном виде реализация данной алгебры, с одной стороны, как коммутанта O(4) ⊕ O(4) подалгебры U(8) в осцилляторном представлении универсальной обертывающей алгебры U (u(8)) и, с другой стороны, как вложение дискретной версии алгебры Хана в двойное тензорное произведение SU(1,1) ⊗ SU(1,1). Эти две реализации отражают факт, что SU(1,1) и U(8) образуют двойственную пару в пространстве состояний гармонического осциллятора в восьми измерениях. В конце статьи кратко обсуждены дальнейшие возможные направления исследований для обобщения полученных результатов. Первое достаточно очевидно – это рассмотрение проблемы при увеличении или при любом значении N размерности гармонического осциллятора. Второе направление можно связать с анализом ситуации для N-тензорного произведения SU(1,1)N. Еще одним интересным аспектом данной проблемы может быть исследование q-обобщения SU(1,1).

225-231 250
Аннотация

Изучены светоизлучающие свойства обогащенных кремнием пленок нитрида кремния, осажденных на кремниевые подложки Si(100) методами плазмохимического осаждения (PECVD) и газофазного химического осаждения при низком давлении (LPCVD). Несмотря на сходный стехиометрический состав (отношение Si/N), пленки нитрида кремния SiN1,1, полученные различными способами, излучают в разных спектральных областях. Максимумы фотолюминесценции (ФЛ) лежат в красной (640 нм) и синей (470 нм) областях спектра для пленок, полученных методами PECVD и LPCVD соответственно. Печной и лазерный отжиг рубиновым лазером (694 нм, 70 нс) по-разному влияет на светоизлучающие свойства PECVD- и LPCVD-пленок нитрида кремния. Так, печной отжиг при температуре 600 °C приводит к резкому возрастанию интенсивности ФЛ для пленки, полученной методом PECVD, тогда как печной отжиг пленки, сформированной методом LPCVD, приводит только к тушению исходного сигнала ФЛ. Напротив, лазерный отжиг не подходит для пленки, полученной плазмохимическим методом. Для данной пленки наблюдается уменьшение интенсивности доминирующей полосы в красной области с увеличением плотности энергии в лазерном импульсе от 0,45 до 1,4 Дж/см2 . Кроме того, после облучения импульсами с энергией больше 1 Дж/см2 наблюдается абляция нитридной пленки. При этом увеличивается интенсивность свечения в синей области, природу которого мы связываем с формированием поликремния под нитридным слоем. С другой стороны, пленка, полученная методом LPCVD, демонстрирует высокую стойкость к лазерному воздействию. При этом облучение LPCVD-пленки двойным импульсом (1,4 + 2 Дж/см2) приводит к усилению сигнала люминесценции, чего не удавалось достичь с помощью печного отжига.

232-241 227
Аннотация

Экспериментально установлено, что для наноструктур Au–С60 наблюдается подавление длинноволнового концентрационного сдвига максимума полосы плазмонного поверхностного резонанса поглощения. Проведено теоретическое моделирование спектральных характеристик углеродсодержащих наноструктур. Расчеты экстинкции для одной металлической наночастицы проводились с использованием теории Ми для поглощающих матриц. Коэффициент когерентного пропускания плотноупакованного монослоя плазмонных наночастиц вычислялся с использованием модифицированного для поглощающих матриц приближения однократного когерентного рассеяния. Тонкопленочные наноструктуры Au и Au–C60 на подложках из стекла и кварца получали методом термического испарения и конденсации в вакууме при остаточном давлении воздуха 2·10–3 Па. Поверхностная плотность Au в наноструктурах Au–C60 изменялась в пределах (3,86–7,98)·10–6 г·см–2 . На основе сравнения теоретических и экспериментальных результатов сделан вывод об ослаблении коллективных латеральных электродинамических взаимодействий между наночастицами золота в фуллереновой матрице С60, характеризующейся наличием поглощения.

242-254 249
Аннотация

Приводится история открытия Д. И. Менделеевым Периодического закона химических элементов и его современная формулировка. Дан краткий обзор основных результатов, способствовавших установлению симметрийных свойств Периодической системы элементов на основе использования групп симметрии. Показано, что группа SO(4,2) позволяет представить содержание Периодической системы элементов в соответствии с экспериментально установленным строением электронных оболочек их атомов, без привлечения каких-либо дополнительных квантовых чисел, характеризующих свойства атомов. Предложено обоснование использованию представлений группы динамической симметрии, изовалентной водороду квантовой системы, для математического описания свойств симметрии Периодической системы элементов. С его помощью осуществлено расщепление бесконечномерного унитарного представления группы SO(4,2) на конечномерные мультиплеты, определяющиеся квантовыми числами, которые описывают состояния электронов. Обсуждена проблема включения изотопов элементов в общую структуру Периодической системы элементов.

УЧЕНЫЕ БЕЛАРУСИ



ISSN 1561-2430 (Print)
ISSN 2524-2415 (Online)