Tides in colliding galaxies

Long tails and streams of stars are the most noticeable upshots of galaxy collisions. Their origin as gravitational, tidal, disturbances has however been recognized only less than fifty years ago and more than ten years after their first observations. This Review describes how the idea of galactic tides emerged, in particular thanks to the advances in numerical simulations, from the first ones that included tens of particles to the most sophisticated ones with tens of millions of them and state-of-the-art hydrodynamical prescriptions. Theoretical aspects pertaining to the formation of tidal tails are then presented. The third part of the review turns to observations and underlines the need for collecting deep multi-wavelength data to tackle the variety of physical processes exhibited by collisional debris. Tidal tails are not just stellar structures, but turn out to contain all the components usually found in galactic disks, in particular atomic / molecular gas and dust. They host star-forming complexes and are able to form star-clusters or even second-generation dwarf galaxies. The final part of the review discusses what tidal tails can tell us (or not) about the structure and content of present-day galaxies, including their dark components, and explains how tidal tails may be used to probe the past evolution of galaxies and their mass assembly history. On-going deep wide-field surveys disclose many new low-surface brightness structures in the nearby Universe, offering great opportunities for attempting galactic archeology with tidal tails.Comment: 46 pages, 13 figures, Review to be published in "Tidal effects in Astronomy and Astrophysics", Lecture Notes in Physics. Comments are most welcom

The dependence of the image edge detection directivity by Brewster effect on the gradient of inhomogeneities of objects

В работе теоретически и экспериментально изучается влияние направления градиента амплитуды и фазы объекта на направленность выделения контуров на изображении на основе эффекта Брюстера. Исследуется поведение передаточной функции для лучей, распространяющихся в плоскости падения и вне нее. Результаты исследования могут быть использованы для создания аналоговых оптических систем обработки изображений и информации. The influence of the direction of the gradient of the amplitude and phase of objects on the directivity of the image edge detection by Brewster effect is studied both theoretically and experimentally. We study the transfer function for in-plane and out-of-plane rays. The results of the study can be used in optical systems for image and information processing

Analysis of the resonance characteristics of surface plasmon-polariton modes for Ag, Au, Cu, and Al in the ultraviolet, visible and infrared regions

Возбуждение мод поверхностных плазмон-поляритонов (ППП) приводит к появлению резонансов в спектрах нарушенного полного внутреннего отражения слоистых структур. Чувствительность резонансных характеристик распространяющихся мод к изменениям оптических характеристик окружающей среды широко используется в сенсорных устройствах для определения качественных и количественных изменений в окружающей среде, а также адсорбции веществ на поверхности. В настоящей работе проводится анализ резонансных характеристик мод ППП на основе известных оптических свойств ряда материалов. Изученная конфигурация представляет собой структуру типа воздух-металл, вдоль границы раздела сред которой поддерживается распространение моды ППП. Проводятся оценки дисперсии мод ППП, максимального усиления ближнего поля на поверхности в рамках электромагнитной теории на основе аппроксимаций асимметричных форм спектральных резонансных линий формулами Фано в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах света. Excitation of surface plasmon-polariton (SPP) modes results in the appearance of resonance line shapes observed in the attenuated total reflection spectra of layered structures in the Otto or Kretschman configurations. The sensitivity of the resonance characteristics of the propagating modes to changes in optical characteristics of the environment is widely used in sensor devices to determine qualitative and quantitative changes in the environment, as well as low concentrations of substances adsorbed on the surface. In the present work, we analyze the resonance characteristics of SPP modes based on the optical properties of plasmonic materials. Interfaces of metal-dielectric structures support the propagation of SPP modes. Estimation of the dispersion dependences of the propagation constant of the SPP mode, sensitivity to changes in external conditions, enhancement of the near field on the surface is carried out within the electromagnetic theory based on approximations of asymmetric shapes of spectral resonance lines of SPP by Fano formulas in the ultraviolet, visible and infrared regions

The resolution of optical image edge detection based on Brewster effect

Аналоговые оптические преобразования позволяют осуществлять мгновенную обработку целых изображений. Задача аналогового оптического выделения контуров изображений может быть осуществлена на основе эффекта Брюстера, наблюдаемого в спектрах отражения p поляризованного излучения от границы раздела двух диэлектриков. В таких системах, в пространственных спектрах отражения наблюдается резонансный минимум при определенном угле падения плоской поляризованной волны, называемым углом Брюстера. Преобразование изображения объектов на основе эффекта Брюстера описывается передаточной функцией дифференциатора первого порядка. Влияние передаточной функцией на разрешающую способность оптической системы в задаче выделения контуров является предметом исследования данной работы. В данной работе теоретически и экспериментально исследуется разрешающая способность оптической системы, выполняющей преобразование изображений оптических объектов на основе эффекта Брюстера. Экспериментальная оценка фактически достигнутой разрешающей способности проводится с использованием щелевой апертуры, позволяющей точно устанавливать ширину зазора. Optical systems for analog image processing are ultrafast and capable of simultaneous processing of whole images. The analog optical edge detection can be realized using Brewster effect, which is observed as a resonance dip in angular spectra of reflectivity of p-polarized plane waves at interfaces between two dielectrics. The reflectivity takes zero value at a certain angle of incidence of the waves, i.e., the Brewster angle. In the vicinity of the Brewster angle, the image transform based on the Brewster effect is described by the transfer function of the first-order differentiator. In the present work, we study the influence of the transfer function on the resolution of the optical systems based on the Brewster effect in the problem of analog edge detection. The resolution of initial and transformed images is investigated theoretically and experimentally for optical objects. Experimental evaluation of the actually achieved resolution is performed for a slit aperture, which allows accurate tuning of the slit width