Исследование в области современных проблем физики конденсированных сред и квантовых систем

Исследована устойчивость металлического водорода по отношению к фазовому переходу в неметаллическую фазу во всей области давлений ниже давления перехода в металлическую фазу. Выяснено, что основным механизмом, приводящим к неустойчивости металлического водорода, является образование зародышей молекулярной неметаллической фазы, которая энергетически более выгодна в области низких давлений. При низких температурах образование зародышей молекулярной фазы связано с квантово-механическим механизмом подбарьерного туннелирования. При высоких температурах образование зародышей происходит надбарьерным термоактивационным образом. Проведенный анализ скорости перехода показал, что в области умеренно высоких давлений, превышающих 10 - 20 ГПа, металлический водород представляет собой долгоживущее состояние с практически неограниченным временем распада. Наоборот, в области низких давлений, не превышающих 10 - 20 ГПа, металлический водород является неустойчивым и практически мгновенно распадается с образованиемнеметаллической молекулярной фазы с большим выделением энергии. Исследован процесс генерации терагерцевого излучения малопериодным оптическим импульсом в квадратично-нелинейном градиентном волноводе. Для этого получено обобщение интегрируемой системы Ядзимы – Ойкавы на случай учета линейной дисперсии третьего порядка и нелинейной дисперсии, а также присутствия волновода. Рассмотрена возможность формирования оптико-терагерцевого солитона в квадратично-нелинейном волноводе. Рассмотрен вопрос устойчивости солитона по отношению к самофокусировке. Показано, что на развитой стадии генерации изгибная и модуляционная неустойчивости вносят примерно одинаковый вклад в этот процесс. При аномальной дисперсии групповой скорости оптической компоненты самофокусировка необратима. В условиях же нормальной дисперсии нелинейный дефокусирующий эффект может быть уравновешен фокусирующей рефракцией волновода. Это приводит к формированию устойчивого оптико-терагерцевого пространственно-временного солитона. Солитонный режим генерации позволяет существенно повысить ее эффективность, так как терагерцевое излучение не «отрывается» от генерирующего его оптического импульса, а напротив, происходит постоянная подпитка.