Назаренко Є. І. Краудіони як нелінійні збудження тривимірної кристалічної ґратки

Об'єкт досліджень: краудіони як специфічні дефекти кристалічної структури і як нелінійні усамітнені хвилі (топологічні солітони) поля зміщень щільнопакованих атомних рядів. Мета: теоретичний опис краудіонних збуджень у складних тривимірних кристалічних ґратках, котрий адекватно відображає фізичну природу краудіона і ефективно враховує найбільш істотні особливості його структури і динаміки у реальному кристалі. Методи: загальноприйняті аналітичні методи класичної механіки часток і кристалічних ґраток; відомі методи математичної фізики, котрі застосовуються для опису просторово-часової еволюції класичних полів; методи точного і наближеного рішень нелінійних диференціальних рівнянь, розроблені в сучасній нелінійній фізиці; ідеї методу Лоренця для виведення рівняння руху електрона як точкової сингулярності електромагнітного поля і аналогічного йому метода Косевича для виведення рівняння руху дислокації як лінійної сингулярності поля деформацій у пружному континуумі; чисельні методи підсумовування та інтегрування із застосуванням персонального комп'ютера. Результати, новизна: здійснено теоретичний опис руху краудіона як розв'язок динамічної задачі тривимірних кристалічних ґраток на підставі використання теорії збурень, котра на першому етапі зводить задачу опису краудіона до аналізу топологічних солітонів у моделі одновимірного кристала Френкеля-Конторової, а обчислення поправок на другому етапі виконується шляхом розв'язку задач лінійної динаміки тривимірного кристала; сформульовано вимоги до кристалогеометричних параметрів і параметрів міжатомної взаємодії, що дозволяють виділити краудіонні збудження щільнопакованих атомних рядів на тлі малих динамічних деформацій кристала в цілому; отримано співвідношення, які пов'язують власну енергію й ефективну масу краудіона з мікроскопічними параметрами кристала і параметрами міжатомної взаємодії; у межах формалізму Лагранжа виведено рівняння руху краудіона в довільному неоднорідному й змінному з часом полі пружних деформацій кристала за наявності діючих на кристал зовнішніх сил; виконано аналітично-чисельні розрахунки параметрів потенціалу кристалічного поля для щільнопакованих атомних рядів, шляхом представлення кристалічних ґраток як сукупності паралельних атомних рядів; з використанням названих вище результатів отримано чисельні значення параметрів краудіонів (власної енергії, ефективної маси і характерної довжини) для кріокристалів Ar і дробовими топологічними зарядами, розщеплених повних краудіонів, а також асимптотичний розпад розщеплених краудіонів на субкраудіони при трансформації двобар'єрного потенціалу у двоямний; обґрунтована можливість існування спеціальних типів субкраудіонів, пов'язана з атомною в'язкістю кристала і прикладеною до нього зовнішньою силою. Галузь використання: фізика кристалів, фізика радіаційних пошкоджень твердих тіл.