Магнитные структуры и типы магнетиков

Упорядоченные магнитные структуры.Магнитная структура. Магнитная подрешетка. Ферромагнитная структура. Антиферромагнитная структура. Слабый ферромагнетизм. Ферримагнитная структура. Спиральная магнитная структура. Магнитная ячейка. Магнитная нейтронография.

Неупорядоченные магнитные структуры. Спиновое стекло.

Магнитные взаимодействия

Обменное взаимодействие и его энергия. Косвенное обменное взаимодействие. Спин-орбитальное взаимодействие. Магнитное дипольное взаимодействие. Сверхтонкое взаимодействие.

Магнитная анизотропия

Энергия магнитной анизотропии. Константы магнитной анизотропии. Эффективное магнитное поле анизотропии. Оси магнитной анизотропии. Плоскости легкого и трудного намагничивания. Магнитная анизотропии типа “легкая ось”, “легкая плоскость”. Наведенная магнитная анизотропия.

Магнитоупругие явления

Магнитострикция. Магнитоупругая энергия. Магнитоупругие постоянные. Константы магнитострикции. Магнитоупругие волны. Магнитоупругое затухание.

Кинетические явления

Гальваномагнитные эффекты. Эффекты Холла. Магниторезистивные эффекты. Гальванотермомагнитные эффекты. Термомагнитные эффекты.

Домены и доменные границы

Магнитный домен. Доменная граница (Блоха, Нееля). Доменная структура. Полосовая и лабиринтная доменные структуры. Цилиндрический магнитный домен. Решетка ЦМД.

8. Процессы намагничивания, перемагничивания
и размагничивания

Внешнее магнитное поле. Намагничивание. Гистерезис намагничивания. Эффект Баркгаузена. Магнитное насыщение. Подвижность и эффективная масса доменной границы. Перемагничивание. Коэрцитивная сила. Петля магнитного гистерезиса. Магнитные восприимчивость и проницаемость. Размагничивание переменным полем, нагревом. Размагничивающее и внутреннее магнитное поле.

9. Магнитные фазовые переходы
и критические явления

Фазовый переход. Переходы первого и второго рода. Диаграмма состояний. Критическая температура. Температура Кюри. Температура Нееля.

Спиновые волны

Ферромагнитный резонанс. Магнитостатические моды. Спиновые волны. Спин-волновой резонанс.

Магнитооптика

Магнитооптические эффекты: эффект Фарадея, эффект Коттона—Мутона, Эффект Керра. Фотомагнитные эффекты. Гиромагнитная среда.

Характеристики магнитных материалов

Магнито-мягкий материал. Магнито-твердый материал. Магнитный материал с прямоугольной петлей гистерезиса. Сверхвысокочастотный магнитный материал. Магнитный материал для постоянных магнитов. Магнитный материал для носителей записи. Материал с цилиндрическими магнитными доменами. Магнитострикционный материал. Материал для термомагнитной записи информации. Текстурированный магнитный материал.

Магнитные материалы

Феррит-гранат. Феррит-шпинель. Ортоферрит. Гексаферрит. Пермаллой.

Параметры магнитных материалов

Магнитные потери. Магнитные потери на гистерезис. Магнитные потери на вихревые токи. Магнитное сопротивление. Время и скорость перемагничивания. Коэффициент прямоугольности петли магнитного гистерезиса.

Примечания. При сдаче экзамена соискателям ученой степени кандидата физико-математических наук следует обратить внимание на разделы 1 – 7, 9 – 11, соискателям ученой степени кандидата технических наук – на разделы 1, 2, 4, 7, 8, 12 – 14.

Основная литература

1. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1971.

2. Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. М.: Мир, 1976.

3. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные свойства вещества. М.: Мир, 1983.

4. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практическое применение. М.: Мир, 1987.

5. Хандрих К., Коте С. Аморфные ферро- и ферримагнетики. М.: Мир, 1982.

6. Голдин Б.А., Котов Л.Н., Зарембо Л.К., Карпачев С.Н. Спин–фононные взаимодействия в кристаллах (ферритах). Л.: Наука, 1991.

7. Малоземов А., Слонзуски Дж. Доменные стенки в материалах с цилиндрическими магнитными доменами. М.: Мир, 1982.

 

 

Перечень программ

 

Параметры запроса:

Отрасль наук
Специальность	01.04.16

 

Отрасль наук	Код специаль- ности	Название специальности	Специализация
физико-математические	01.04.16	Физика ядра и элементарных частиц

 

ПРОГРАММА-МИНИМУМ

кандидатского экзамена по специальности

Физика атомного ядра и элементарных частиц»

по физико-математическим и техническим наукам

Введение

В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: теория ядра, теория элементарных частиц, экспериментальная ядерная физика, физика элементарных частиц, приборы и техника ядерного эксперимента, радиоэлектроника и вычислительная техника.

Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по физике при участии Российского научного центра «Курчатовский институт», Объединенного института ядерных исследований (Дубна), Московского инженерно-физического института (государственного университета) и Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ им. М.В. Ломоносова.

I. Теория атомного ядра
(для специалистов-теоретиков по физике атомного ядра)

Ядерные силы и модели ядра

1.1. Общие свойства ядерного вещества. Полная энергия ядер. Энергия связи. Химический потенциал, импульс Ферми (модель ферми-газа).

1.2. Нуклон-нуклонные взаимодействия при низких энергиях. Изотопическая симметрия. Тензорные силы. Мезонная теория сильного взаимодействия. Феноменологические нуклон-нуклонные потенциалы. Дейтрон.

1.3. Оболочечная модель ядра. Средний ядерный потенциал. Последовательность одночастичных уровней. Частично-дырочный формализм. Метод Хартри—Фока. Приближение хаотических фаз. Гигантские резонансы. Зарядовообменные резонансы. Релятивистские модели среднего поля ядра.

1.4. Парные взаимодействия сверхпроводящего типа. Модель Бардина—Купера—Шриффера. Преобразование Боголюбова, квазичастицы. Энергетическая щель, энергия основного состояния.

1.5. Ротационные и вибрационные спектры ядер. Моменты инерции. Электромагнитные переходы и правила отбора. Метод бозонных разложений. Модель взаимодействующих бозонов и фермионов. Высокоспиновые состояния. Статистическое описание сильновозбужденных ядер. Плотность уровней ядра.

1.6. Ядро как конечная ферми-система. Метод функций Грина. Аналитические свойства функций Грина. Спектральное разложение. Одночастичные функции Грина для бесконечных и конечных систем. Взаимодействие между квазичастицами. Парные корреляции в формализме функций Грина.

1.7. Бета-распад ядер. Гамильтониан слабого взаимодействия. Правила отбора для бета-переходов. ft -величины. Гипотеза сохранения векторного тока и частичного сохранения аксиально-векторного тока. Мю-захват. Несохранение четности в слабом взаимодействии. Описание бета-распада свободного нейтрона. Матричные элементы бета-переходов ядер и их оценки в ядерных моделях. Процессы двойного двухнейтринного и безнейтринного бета-распада.

1.8. Протонный распад, альфа-распад и кластерные распады ядер. Запаздывающие распадные процессы. Деление ядер. Спонтанное деление. Мультимодальное деление. Метод оболочечной поправки Струтинского. Нарушение четности в процессах деления. Трансурановые и сверхтяжелые элементы, остров стабильности сверхтяжелых ядер.

Теория ядерных реакций

2.1. Волновые функции непрерывного спектра. Аналитические свойства S -матрицы. Дисперсионные соотношения. Амплитуда рассеяния. T -матрица. Вероятность и сечение рассеяния. Оптическая теорема.

2.2. Рассеяние двух частиц без спина и со спином. Принципы инвариантности и законы сохранения. Одноканальное и многоканальное рассеяние. Борновский ряд. Борновское приближение с плоскими и искаженными волнами.

2.3. Рассеяние электронов на ядрах. Мультипольное разложение. Упругое и неупругое рассеяние. Радиационные поправки.

2.4. Оптическая модель взаимодействия нуклонов с ядрами. Мнимая часть потенциала. Прямые ядерные реакции. Реакции выбивания, подхвата, передачи.

2.5. Рассеяние на системах связанных частиц. Квазиупругое рассеяние. Многократное рассеяние, теория Глаубера. Ядро-ядерные столкновения. Реакции слияния. Рассеяние мезонов на ядрах. Поглощение мезонов. Пи-мезоатомы. Гиперядра.

2.6. Малонуклонные системы. Уравнения Фаддеева. Ефимовские состояния. Описание слабосвязанных легких гало-ядер.

2.7. Рассеяние частиц высокой энергии на ядрах. Форм-факторы. Проявление в ядерных реакциях кварковых и других ненуклонных степеней свободы.

Ядерная астрофизика

3.1. Происхождение и эволюция Вселенной. Нуклеосинтез нуклидов в Солнечной системе и Галактике. Физика элементарных частиц и космология. Реликтовые нуклоны, барионная асимметрия и проблема стабильности протона.

3.2. Солнечная энергия. Основные ядерные реакции на Солнце. Ядерные реакции в звездах в процессе эволюции. Происхождение элементов легче железа. Модели звезд и эволюция звезд до взрыва сверхновой. Белые карлики.

3.3. Природа взрывов сверхновых. Динамика коллапса. Роль нейтрино в коллапсе сверхновых. S - и R -процессы. Происхождение средних и тяжелых элементов. Космохронология.

3.4. Нейтринная астрофизика. Солнечные нейтрино и нейтрино от сверхновых. Наблюдение взрыва сверхновой 8К 1987А. Современные детекторы солнечных нейтрино, проблема дефицита солнечных нейтрино. Масса нейтрино и гипотеза нейтринных осцилляций.

II. Физика элементарных частиц
(для специалистов-теоретиков по физике атомного ядра)