Импульсный туннельный эффект: новый взгляд на природу взаимодействия излучения с веществом. Генерация фононов под действием светового излучения, их синхронизация и преобразование в электромагнитное излучение
(Стр. 238-256)
Подробнее об авторах
Рахимов Рустам Хакимович
доктор технических наук; заведующий лабораторией № 1
Институт материаловедения Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан
г. Ташкент, Республика Узбекистан
Институт материаловедения Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан
г. Ташкент, Республика Узбекистан
Нажимая на кнопку купить вы соглашаетесь с условиями договора оферты
Аннотация:
Природа излучения и его связь с энергией фотонов остаются важными темами фундаментальных исследований. В данной статье предложена и обсуждена гипотеза импульсного туннельного эффекта (ИТЭ): генерация электромагнитного излучения в результате быстрых пространственно-временных изменений фронта нарастания импульса частиц p(x, t). ИТЭ опирается на де-бройлевскую связь λ = h/p и рассматривает локальные градиенты и временные производные импульсного поля (∇p, ∂p/∂t) как источники полевых возмущений. Предполагается, что при быстрой модуляции фронта импульса его локальная «наклонная» структура может быть разложена в гармоники, соответствующие компонентам электромагнитного поля; в ансамблях с фазовой синхронизацией это дает возможность кооперативного усиления (аналог вынужденной эмиссии). Гипотеза сохраняет закон сохранения энергии: энергия излучения берется из изменения кинетической/потенциальной энергии и внешней работы. Приведены физические механизмы (классические ускоренные заряды, пьезо- и электрооптическая конверсия фонон → фотон), оценочные масштабы возмущений для твердотельных систем и плазмы, а также проверяемые предсказания: широкополосное излучение при быстром изменении p(x, t), зависимость спектра от ∂p/∂t и ∇p, усиление при введении резонатора и фазовой синхронизации. Обсуждены формализация в рамках QED, возможные экспериментальные установки (модуляция тока в нанопроводах, быстрый разгон электронных облаков, оптомеханические схемы), связи с нелинейной оптикой и ограничения реализации. ИТЭ рассматривается как дополняющий механизм к классическим каналам излучения, требующий теоретической детализации и экспериментальной валидации.
Образец цитирования:
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ: Рахимов Р.Х. Генерация фононов под действием светового излучения, их синхронизация и преобразование в электромагнитное излучение // Computational Nanotechnology. 2026. Т. 13. № 1. С. 238-256. DOI: 10.33693/2313-223X-2026-13-1-238-256. EDN: NHENIO
Список литературы:
Рахимов Р.Х. Синтез функциональной керамики на Большой Солнечной Печи и ее прикладные разработки // Плазменные, высокочастотные, микроволновые и лазерные технологии. 2015. № 3. С. 83–102.
Рахимов Р.Х. Импульсный туннельный эффект (ИТЭ): композитная пленка для теплиц // Актуальные проблемы физики, математики и технологий искусственного интеллекта: матер. Междунар. науч.-теор. конф. (Бухара, 16–17 мая 2025 г.). Бухара: Бухарский государственный университет, 2025. С. 12–18.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Возможности применения керамических материалов в энерго- и ресурсосбережении // Computational Nanotechnology. 2016. № 1. С. 35–39.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Квантовая когерентность и супертуннельный эффект: волновая и корпускулярная природа квантовых объектов в интерферометре Маха–Цендера // Computational Nanotechnology. 2025. Т. 12. № 3. С. 184–190. DOI: 10.33693/2313-223X-2025-12-3-184-190. EDN: BVCPGM.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Определение максимальной излучательной способности керамик в зависимости от концентрации связующего // Computational Nanotechnology. 2017. № 4. С. 36–41.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Применение функциональной керамики для сушки красок, полимеризации высокомолекулярных соединений и вулканизации резин // Computational Nanotechnology. 2017. № 4. С. 60–63.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Фононный механизм преобразования в керамических материалах // Computational Nanotechnology. 2017. № 4. С. 21–35.
Рахимов Р.Х., Рашидов Х.К., Ермаков В.П. и др. Ресурсосберегающая, энергоэффективная технология получения глинозема из вторичных каолинов Ангренского месторождения // Computational Nanotechnology. 2016. № 1. С. 45–51.
Рахимов Р.Х., Тихонова Н.Н. Резонансная терапия. Керамические материалы и их применение в медицине // Computational Nanotechnology. 2017. № 1. С. 75–135.
Рахимов Р.Х., Тихонова Н.Н. Результаты экспериментальных исследований излучателей на основе функциональной керамики серии K // Computational Nanotechnology. 2017. № 3. С. 59–64.
Саидов Р.М., Рахимов Р.Х., Юсупов Б.Д., Холдоров М.К.Б. Новый метод сушки и прокалки сварочных электродов с использованием излучателей из функциональной керамики // Computational Nanotechnology. 2020. Т. 7. № 1. С. 44–48. DOI: 10.33693/2313-223X-2020-7-1-44-48.
Aspelmeyer M., Kippenberg T.J., Marquardt F. Cavity optomechanics // Reviews of Modern Physics. 2014. Vol. 86. No. 4. Pp. 1391–1452. DOI: 10.1103/RevModPhys.86.1391.
Fluctuating nonlinear oscillators: From nanomechanics to quantum superconducting circuits. M.I. Dykman (ed.). Oxford: Oxford University Press, 2012. 412 p. DOI: 10.1093/acprof:oso/9780199691388.001.0001.
Nayfeh A.H., Mook D.T. Nonlinear oscillations. Wiley-Interscience, 1979. 720 p. DOI: 10.1002/9780470886326.
Petersen K.E. Silicon as a mechanical material // Proceedings of the IEEE. 1982. Vol. 70. No. 5. Pp. 420–457. DOI: 10.1109/PROC.1982.1456540.
Rabl P., Shnirman A., Zoller P. Generation of squeezed photons via parametric driving of a single qubit // Physical Review B. 2004. Vol. 70. No. 20. Art. 205304. DOI: 10.1103/PhysRevB.70.205304.
Rakhimov R.Kh. Development of highly efficient equipment based on functional ceramics synthesized in a solar furnace with a capacity of 1 MW // Computational Nanotechnology. 2018. No. 3. Pp. 91–100.
Rakhimov R.Kh., Ermakov V.P., Rakhimov M.R. et al. Features of the synthesis of functional ceramics with a complex of the set properties by the radiation method. Part 3 // Computational Nanotechnology. 2018. No. 2. Pp. 76–82.
Rakhimov R.Kh., Khasanov R.Z., Ermakov V.P. Comparative frequency characteristics of vibrations generated by functional ceramics and cavitation generator // Computational Nanotechnology. 2018. No. 4. Pp. 57–70.
Rakhimov R.Kh., Makhsudov A.U., Zufarov M.A. Nuclear-radioactive reactions in earth crust the generator of earthquake harbingers // Computational Nanotechnology. 2018. No. 3. Pp. 68–72.
Rakhimov R.Kh., Mukhtorov D.N. Application of solar dryers for drying agricultural products and optimization of drying time. Computational Nanotechnology. 2020. Vol. 7. No. 4. Pp. 21–24. DOI: 10.33693/2313-223X-2020-7-4-21-24.
Safavi-Naeini A.H., Painter O. Optomechanical crystal arrays and phonon routing for quantum networks // New Journal of Physics. 2011. Vol. 13. Art. 013017. DOI: 10.1088/1367-2630/13/1/013017.
Saidov R.M., Rakhimov R.Kh., Tuileb K., Ponnor J. Effect of nanostructured ceramic additives on the mechanical properties of welded joints // Engineering, Technology and Applied Science Research. 2025. Vol. 15. No. 3. Pp. 22466–22471. DOI: 10.48084/etasr.10306.
Woolley M.J., Clerk A.A. Two-mode squeezed states in cavity optomechanics via engineering of a common reservoir // Physical Review A. 2014. Vol. 89. No. 6. Art. 063805. DOI: 10.1103/PhysRevA.89.063805.
Рахимов Р.Х. Импульсный туннельный эффект (ИТЭ): композитная пленка для теплиц // Актуальные проблемы физики, математики и технологий искусственного интеллекта: матер. Междунар. науч.-теор. конф. (Бухара, 16–17 мая 2025 г.). Бухара: Бухарский государственный университет, 2025. С. 12–18.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Возможности применения керамических материалов в энерго- и ресурсосбережении // Computational Nanotechnology. 2016. № 1. С. 35–39.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Квантовая когерентность и супертуннельный эффект: волновая и корпускулярная природа квантовых объектов в интерферометре Маха–Цендера // Computational Nanotechnology. 2025. Т. 12. № 3. С. 184–190. DOI: 10.33693/2313-223X-2025-12-3-184-190. EDN: BVCPGM.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Определение максимальной излучательной способности керамик в зависимости от концентрации связующего // Computational Nanotechnology. 2017. № 4. С. 36–41.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Применение функциональной керамики для сушки красок, полимеризации высокомолекулярных соединений и вулканизации резин // Computational Nanotechnology. 2017. № 4. С. 60–63.
Рахимов Р.Х., Ермаков В.П. Фононный механизм преобразования в керамических материалах // Computational Nanotechnology. 2017. № 4. С. 21–35.
Рахимов Р.Х., Рашидов Х.К., Ермаков В.П. и др. Ресурсосберегающая, энергоэффективная технология получения глинозема из вторичных каолинов Ангренского месторождения // Computational Nanotechnology. 2016. № 1. С. 45–51.
Рахимов Р.Х., Тихонова Н.Н. Резонансная терапия. Керамические материалы и их применение в медицине // Computational Nanotechnology. 2017. № 1. С. 75–135.
Рахимов Р.Х., Тихонова Н.Н. Результаты экспериментальных исследований излучателей на основе функциональной керамики серии K // Computational Nanotechnology. 2017. № 3. С. 59–64.
Саидов Р.М., Рахимов Р.Х., Юсупов Б.Д., Холдоров М.К.Б. Новый метод сушки и прокалки сварочных электродов с использованием излучателей из функциональной керамики // Computational Nanotechnology. 2020. Т. 7. № 1. С. 44–48. DOI: 10.33693/2313-223X-2020-7-1-44-48.
Aspelmeyer M., Kippenberg T.J., Marquardt F. Cavity optomechanics // Reviews of Modern Physics. 2014. Vol. 86. No. 4. Pp. 1391–1452. DOI: 10.1103/RevModPhys.86.1391.
Fluctuating nonlinear oscillators: From nanomechanics to quantum superconducting circuits. M.I. Dykman (ed.). Oxford: Oxford University Press, 2012. 412 p. DOI: 10.1093/acprof:oso/9780199691388.001.0001.
Nayfeh A.H., Mook D.T. Nonlinear oscillations. Wiley-Interscience, 1979. 720 p. DOI: 10.1002/9780470886326.
Petersen K.E. Silicon as a mechanical material // Proceedings of the IEEE. 1982. Vol. 70. No. 5. Pp. 420–457. DOI: 10.1109/PROC.1982.1456540.
Rabl P., Shnirman A., Zoller P. Generation of squeezed photons via parametric driving of a single qubit // Physical Review B. 2004. Vol. 70. No. 20. Art. 205304. DOI: 10.1103/PhysRevB.70.205304.
Rakhimov R.Kh. Development of highly efficient equipment based on functional ceramics synthesized in a solar furnace with a capacity of 1 MW // Computational Nanotechnology. 2018. No. 3. Pp. 91–100.
Rakhimov R.Kh., Ermakov V.P., Rakhimov M.R. et al. Features of the synthesis of functional ceramics with a complex of the set properties by the radiation method. Part 3 // Computational Nanotechnology. 2018. No. 2. Pp. 76–82.
Rakhimov R.Kh., Khasanov R.Z., Ermakov V.P. Comparative frequency characteristics of vibrations generated by functional ceramics and cavitation generator // Computational Nanotechnology. 2018. No. 4. Pp. 57–70.
Rakhimov R.Kh., Makhsudov A.U., Zufarov M.A. Nuclear-radioactive reactions in earth crust the generator of earthquake harbingers // Computational Nanotechnology. 2018. No. 3. Pp. 68–72.
Rakhimov R.Kh., Mukhtorov D.N. Application of solar dryers for drying agricultural products and optimization of drying time. Computational Nanotechnology. 2020. Vol. 7. No. 4. Pp. 21–24. DOI: 10.33693/2313-223X-2020-7-4-21-24.
Safavi-Naeini A.H., Painter O. Optomechanical crystal arrays and phonon routing for quantum networks // New Journal of Physics. 2011. Vol. 13. Art. 013017. DOI: 10.1088/1367-2630/13/1/013017.
Saidov R.M., Rakhimov R.Kh., Tuileb K., Ponnor J. Effect of nanostructured ceramic additives on the mechanical properties of welded joints // Engineering, Technology and Applied Science Research. 2025. Vol. 15. No. 3. Pp. 22466–22471. DOI: 10.48084/etasr.10306.
Woolley M.J., Clerk A.A. Two-mode squeezed states in cavity optomechanics via engineering of a common reservoir // Physical Review A. 2014. Vol. 89. No. 6. Art. 063805. DOI: 10.1103/PhysRevA.89.063805.
Ключевые слова:
импульсный туннельный эффект, де Бройль, импульсный фронт, фононы, конверсия фонон → фотон, фононная синхронизация, кооперативная накачка, резонатор, мультивалентные материалы, широкополосное излучение.
