Near boundary vortices in a magnetic Ginzburg–Landau model: Their locations via tight energy bounds

AbstractGiven a bounded doubly connected domain G⊂R2, we consider a minimization problem for the Ginzburg–Landau energy functional when the order parameter is constrained to take S1-values on ∂G and have degrees zero and one on the inner and outer connected components of ∂G, correspondingly. We show that minimizers always exist for 0<λ<1 and never exist for λ⩾1, where λ is the coupling constant (λ/2 is the Ginzburg–Landau parameter). When λ→1−0 minimizers develop vortices located near the boundary, this results in the limiting currents with δ-like singularities on the boundary. We identify the limiting positions of vortices (that correspond to the singularities of the limiting currents) by deriving tight upper and lower energy bounds. The key ingredient of our approach is the study of various terms in the Bogomol'nyi's representation of the energy functional

Моделювання електромагнітних явищ в багатозв'язних квазіоптичних системах з періодичними неоднорідностями

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико- математичних наук за спеціальністю 01.04.01 – фізика приладів, елементів і систем. – Сумський державний університет, Суми, 2011. Дисертаційна робота присвячена встановленню загальних закономірностей фізики хвильових процесів в багатозв’язних квазіоптичних системах (БКС), на основі яких дані рекомендації щодо використання оптимальних режимів збудження БКС у практичних схемах приладів НВЧ. У літературному огляді проаналізовано сучасний рівень розвитку і основні типи класичних багатозв’язних систем, приведена їх класифікація. Розроблена загальна методика і функціональна схема моделювання електромагнітних явищ в БКС, яка реалізована в частотному діапазоні f = 30 − 80 ГГц. У результаті системного дослідження випромінюючих систем БКС різноманітних модифікацій встановлено: можливість фазової і амплітудної корекції інтенсивності випромінювання шляхом зміни координатної і кутової орієнтації двохрядних металевих ґраток, відносно осі діелектричного хвилеводу; визначені умови резонансного випромінювання при зміщенні ламелів напівпрозорих решіток на величину "d ≈ λ 2 і відбивних решіток на "d ≈ λ 4 . Показано, що при включенні в об’єм напівсферичного відкритого резонатора двухрядних металевих дифракційних решіток, смуга пропускання БКС в області резонансної частоти зростає в 3-4 рази при одночасному пригніченні коливань на бокових частотах. Встановлені межі впливу циклотронного параметру на інкременти зростання амплітуд поля в відкритому хвилеводі. Запропоновані і реалізовані в експерименті нові схеми пристроїв НВЧ. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/13334Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико- математических наук по специальности 01.04.01 – физика приборов, элементов и систем. – Сумский государственный университет, Сумы, 2011. Диссертационная работа посвящена установлению общих закономерностей физики волновых процессов в многосвязных квазиоптических системах (МКС), на основе которых даны рекомендации по использованию оптимальных режимов возбуждения многосвязных квазиоптических систем в практических схемах устройств СВЧ. На основании литературного обзора проанализирован современный уровень развития и основные типы классических многосвязных систем, сформулировано их определение. Приведена классификация таких систем, обозначены основные объекты теоретических и экспериментальных исследований, а также задачи, решаемые в диссертационной работе. Разработаны общая методика и функциональная схема моделирования электромагнитных явлений в МКС, которые базируются на преобразовании поверхностных волн диэлектрического волновода (ДВ) в объемные при их распространении вдоль периодических металлических и металлодиэлектрических структур (МДС). Экспериментальное моделирование электромагнитных процессов в МКС реализовано в частотном диапазоне f = 30 − 80 ГГц. В результате системного исследования излучающих структур МКС различных модификаций установлен ряд новых эффектов в преобразовании поверхностных волн в объемные на периодических неоднородностях сложной конфигурации: для двухрядных металлических дифракционных решеток (ДР) установлена возможность фазовой и амплитудной коррекции интенсивности излучения путем смещения их ламелей относительно продольной оси ДВ, либо изменения угловой ориентации решеток относительно этой оси; определены условия резонансного излучения при смещении ламелей полупрозрачных решеток на величину "d ≈ λ 2 и отражательных решеток при значениях "d ≈ λ 4 ; для двухрядной системы отражательная – полупрозрачная ДР установлена возможность увеличения интенсивности трансформации поверхностной волны в объемную на 30 – 40% по сравнению с однорядными системами; установлена корреляция численного и экспериментального моделирования на излучающих системах с МДС. Показано, что при включении в объем полусферического ОР двухрядных металлических ДР, полоса пропускания МКС в области резонансной частоты увеличивается в 3 – 4 раза при одновременном подавлении колебаний на боковых частотах. Для МКС с периодическими металлодиэлектрическими структурами установлена возможность управления частотными и амплитудными характеристиками при изменении их электродинамических параметров. Для волноведущих МКС в рамках линейной теории усилителя на эффекте Смита-Парселла установлены пределы влияния циклотронного параметра на инкременты нарастания амплитуд поля в открытом волноводе (ОВ). Определены оптимальные условия формирования бегущей электромагнитной волны вдоль оси ОВ при различной комбинации конфигураций зеркал и излучающих систем. Показана возможность разделения мощностей падающей и отраженной волн в результате их интерференции в объеме ОВ при наличии двух дифракционо-связанных источников излучения. В результате проведенных исследований предложены и реализованы в эксперименте перестраиваемые направленные ответвители на дифракционно-связанных линиях передачи, которые не уступают по параметрам лучшим образцам существующих ответвителей на основе ДВ, а также делители мощности на основе двухрядных ДР. Предложены схемы источников излучения на основе МКС, определена возможность их реализации при переходе в субмиллиметровый – инфракрасный диапазоны волн. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/13334Thesis for a candidate of physics and mathematics sciences degree, by specialty 01.04.01 – physics of devices, elements and systems. – Sumy State University, Sumy, 2011. Dissertation is devoted to establishment of physics of wave processes in multilinked quasi-optical structures (MQS), on the basis of which recommendations for using best performances of multilinked quasi-optical structures stimulation in practical systems of microwave frequency are given. On the grounds of literary review modern level of development and basic types of classical multilinked systems are analyzed and their classification is given. The common principles and functional scheme of electromagnetic phenomena modeling in MQS, which is realized in frequency range f = 30 − 80 GHz, are worked out. As the result of system investigation of radiant systems MQS of different modifications is established: the possibility of phase and amplitude correction of radiation intensity; conditions of resonance radiation while displacement of translucent grid segments on the magnitude "d ≈ λ 2 and reflecting gratings with the value "d ≈ λ 4 . It is shown, that while brining in volume of hemispheric open resonator (OR) two-column metal diffraction grid the bandwidth of MQS in resonator frequency becomes 3-4 times more, while simultaneous suppression of vibrations on side frequency. The influence limits of cyclotron parameter on the increments of field amplitude growth in the open waveguide are determined. New schemes of high frequency devices are proposed and realized in experiment. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/1333

Моделирование электромагнитных явлений в многосвязных квазиоптических системах с периодическими неоднородностями

Дисертаційна робота присвячена встановленню загальних закономірностей фізики хвильових процесів в багатозв’язних квазіоптичних системах (БКС), на основі яких дані рекомендації щодо використання оптимальних режимів збудження БКС у практичних схемах приладів НВЧ. У літературному огляді проаналізовано сучасний рівень розвитку і основні типи класичних багатозв’язних систем, приведена їх класифікація.Розроблена загальна методика і функціональна схема моделювання електро-магнітних явищ в БКС, яка реалізована в частотному діапазоні f = 30 − 80 ГГц. У результаті системного дослідження випромінюючих систем БКС різноманітних модифікацій встановлено: можливість фазової і амплітудної корекції інтенсивності випромінювання шляхом зміни координатної і кутової орієнтації двохрядних металевих ґраток, відносно осі діелектричного хвилеводу; визначені умови резонансного випромінювання при зміщенні ламелів напівпрозорих решіток на величину "d ≈ λ 2 і відбивних решіток на "d ≈ λ 4 . Показано, що при включенні в об’єм напівсферичного відкритого резонатора двухрядних металевих дифракційних решіток, смуга пропускання БКС в області резонансної частоти зростає в 3-4 рази при одночасному пригніченні коливань на бокових частотах. Встановлені межі впливу циклотронного параметру на інкременти зростання амплітуд поля в відкритому хвилеводі. Запропоновані і реалізовані в експерименті нові схеми пристроїв НВЧ. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/20904Диссертационная работа посвящена установлению общих закономерностей физики волновых процессов в многосвязных квазиоптических системах (МКС), на основе которых даны рекомендации по использованию оптимальных режимов возбуждения многосвязных квазиоптических систем в практических схемах устройств СВЧ. На основании литературного обзора проанализирован современный уровень развития и основные типы классических многосвязных систем, сформулировано их определение. Приведена классификация таких систем, обозначены основные объекты теоретических и экспериментальных исследований, а также задачи, решаемые в диссертационной работе. Разработаны общая методика и функциональная схема моделирования электромагнитных явлений в МКС, которые базируются на преобразовании поверхностных волн диэлектрического волновода (ДВ) в объемные при их распространении вдоль периодических металлических и металлодиэлектрических структур (МДС). Экспериментальное моделирование электромагнитных процессов в МКС реализовано в частотном диапазоне f = 30 − 80 ГГц. В результате системного исследования излучающих структур МКС различных модификаций установлен ряд новых эффектов в преобразовании поверхностных волн в объемные на периодических неоднородностях сложной конфигурации: для двухрядных металлических дифракционных решеток (ДР) установлена возможность фазовой и амплитудной коррекции интенсивности излучения путем смещения их ламелей относительно продольной оси ДВ, либо изменения угловой ориентации решеток относительно этой оси; определены условия резонансного излучения при смещении ламелей полупрозрачных решеток на величину "d ≈ λ 2 и отражательных решеток при значениях "d ≈ λ 4 ; для двухрядной системы отражательная – полупрозрачная ДР установлена возможность увеличения интенсивности трансформации поверхностной волны в объемную на 30 – 40% по сравнению с однорядными системами; установлена корреляция численного и экспериментального моделирования на излучающих системах с МДС. Показано, что при включении в объем полусферического ОР двухрядных металлических ДР, полоса пропускания МКС в области резонансной частоты увеличивается в 3 – 4 раза при одновременном подавлении колебаний на боковых частотах. Для МКС с периодическими металлодиэлектрическими структурами установлена возможность управления частотными и амплитудными характеристиками при изменении их электродинамических параметров. Для волноведущих МКС в рамках линейной теории усилителя на эффекте Смита-Парселла установлены пределы влияния циклотронного параметра на инкременты нарастания амплитуд поля в открытом волноводе (ОВ). Определены оптимальные условия формирования бегущей электромагнитной волны вдоль оси ОВ при различной комбинации конфигураций зеркал и излучающих систем. Показана возможность разделения мощностей падающей и отраженной волн в результате их интерференции в объеме ОВ при наличии двух дифракционо-связанных источников излучения. В результате проведенных исследований предложены и реализованы в эксперименте перестраиваемые направленные ответвители на дифракционно-связанных линиях передачи, которые не уступают по параметрам лучшим образцам существующих ответвителей на основе ДВ, а также делители мощности на основе двухрядных ДР. Предложены схемы источников излучения на основе МКС, определена возможность их реализации при переходе в субмиллиметровый – инфракрасный диапазоны волн. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/20904Dissertation is devoted to establishment of physics of wave processes in multilinked quasi-optical structures (MQS), on the basis of which recommendations for using best performances of multilinked quasi-optical structures stimulation in practical systems of microwave frequency are given. On the grounds of literary review modern level of development and basic types of classical multilinked systems are analyzed and their classification is given. The common principles and functional scheme of electromagnetic phenomena modeling in MQS, which is realized in frequency range f = 30 − 80 GHz, are worked out. As the result of system investigation of radiant systems MQS of different modifications is established: the possibility of phase and amplitude correction of radiation intensity; conditions of resonance radiation while displacement of translucent grid segments on the magnitude "d ≈ λ 2 and reflecting gratings with the value "d ≈ λ 4 . It is shown, that while brining in volume of hemispheric open resonator (OR) two-column metal diffraction grid the bandwidth of MQS in resonator frequency becomes 3-4 times more, while simultaneous suppression of vibrations on side frequency. The influence limits of cyclotron parameter on the increments of field amplitude growth in the open waveguide are determined. New schemes of high frequency devices are proposed and realized in experiment. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/2090

THE FORMATION OF A COMPETENT APPROACH AS THE BASIS OF THE PROFESSIONAL DEVELOPMENT OF THE FUTURE TEACHER OF PHYSICAL EDUCATION

The article analyzes various approaches of scientists to define the essence of the concept of the teacher's professional competence and its components. It is specified that the professional competence of a physical education teacher is a complex complex that includes professional knowledge, skills, readiness for activity, as well as a number of professionally important personal qualities such as: creativity, mobility, sociability, tolerance, balance, sensitivity, benevolence, striving for self-knowledge, self-development and self-realization, self-reflection, etc. The specifics of activity and requirements for a modern physical education teacher are analyzed. The relevance of the teacher's professional competence as an indicator of readiness for the profession of physical education teacher in a modern educational institution is substantiated

Cryogen-Free dissolution Dynamic Nuclear Polarization polarizer operating at 3.35 T, 6.70 T and 10.1 T

Purpose: A novel dissolution dynamic nuclear polarization (dDNP) polarizer platform is presented. The polarizer meets a number of key requirements for in vitro, pre-clinical and clinical applications. Method: It uses no liquid cryogens, operates in continuous mode, accommodates a wide range of sample sizes up to and including those required for human studies, and is fully automated. Results: It offers a wide operational window both in terms of magnetic field, up to 10.1 T, and temperature, from room temperature down to 1.3 K. The polarizer delivers a 13C liquid state polarization for [1-13C]pyruvate of 70%. The build-up time constant in the solid state is approx. 1200 s (20 min), allowing a sample throughput of at least one sample per hour including sample loading and dissolution. Conclusion: We confirm the previously reported strong field dependence in the range 3.35 to 6.7 T, but see no further increase in polarization when increasing the magnetic field strength to 10.1 T for [1-13C]pyruvate and trityl. Using a custom dry magnet, cold head and recondensing, closed-cycle cooling system, combined with a modular DNP probe, automation and fluid handling systems; we have designed a unique dDNP system with unrivalled flexibility and performance.Comment: 16 pages, 8 figure

Застосування НВЧ методів у вологометрії

Найбільш перспективним методом для вимірювання величин, які характеризують вологість речовин у твердому і рідкому станах, є діелькометричний метод в НВЧ діапазоні. Вибір такого діапазону вологості для цілей точного контролю диктується діелектричними властивостями самої води, а також рядом інших переваг: безконтактністю, швидкістю, екологічною безпекою, великою інформаційною ємністю, можливістю роботи в умовах запиленості, а також дешевизною і простотою апаратури

Застосування НВЧ методів у вологометрії

Найбільш перспективним методом для вимірювання величин, які характеризують вологість речовин у твердому і рідкому станах, є діелькометричний метод в НВЧ діапазоні. Вибір такого діапазону вологості для цілей точного контролю диктується діелектричними властивостями самої води, а також рядом інших переваг: безконтактністю, швидкістю, екологічною безпекою, великою інформаційною ємністю, можливістю роботи в умовах запиленості, а також дешевизною і простотою апаратури

Применение микроволновой сканирующей микроскопии в производстве нанокомпонент

Сканирующая микроволновая микроскопия (СММ) относится к современному направлению экспериментальных исследований материалов и объектов с наноразмерной разрешающей способностью. Наибольшее развитие СММ достигла в области диагностики высокотемпературных полупроводниковых материалов и структур