Висвітлено оцінки густини енергії й обмеження частот коливань. Досліджено вплив низькочастотних коливань на прискорення частинок у вакуумному зазорі, одержано оцінки максимальної енергії частинки та довжини прискорення як функції потужності низькочастотних коливань. Знайдено спектр і оцінку потужності гамма-випромінювання, яке виникає за комптонівського розсіяння низькочастотного випромінювання на електронах у вакуумному зазорі. Розглянуто генерацію електронно-позитронної плазми комптонівськими квантами у магнітному полі та формування анігіляційної лінії 255 кеВ за анігіляції потоку позитронів з вакуумного зазору з електронами поверхні зірки. Визначено вплив низькочастотних коливань на вимкнення пульсарів у випадку, коли комптонівське розсіяння низькочастотних фотонів є переважаючим механізмом втрат енергії частинок у вакуумному зазорі.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив лазерних ударних хвиль (ЛУХ) на зміну електронних властивостей і дефектоутворення у матеріалах з різними пластичними властивостями. За методом електронно-позитронної анігіляції доведено, що глибина впливу лазерних ударних хвиль на три порядки перевищує глибину області термічного впливу наносекундного лазерного імпульсу. Зворотній (<$Ealpha ~ symbol О ~ gamma>) мартенситний перехід, який відбувається за ЛУХ обробки сталі Х18Н10Т-ВД є результатом дії двох конкуруючих факторів - великих стискальних напружень (2ГПа) і низького ступеня (0,01) пластичної деформації, а підвищення корозійної стійкості - селективним розсіянням ЛУХ на межах зерен і переважно стискального характеру виникаючих напружень. Показано, що за лазерної ударної обробки можна впливати на електронні властивості приповерхневих шарів твердих тіл не тільки шляхом зміни енергетичних параметрів лазерного імпульсу, але і оптимізацією температурних умов опромінення, що впливають на фононну складову надлишкової сили, яка діє на центри розсіяння, зумовленої лазерною ударною хвилею, а основним механізмом затухання ЛУХ є зародження та міграція дефектів.

  Скачати повний текст

Вперше з точністю до константи розраховано повну радіаційну поправку першого порядку до перерізу процесу електрон-позитронної анігіляції в адрони, який супроводжується випроміненням колінеарного фотону. Відзначено, що інклюзивний підхід більш привабливий для сканування перерізу електрон-позитронної анігіляції в адрони, оскільки в цьому випадку переріз факторизується не тільки на борнівському рівні, а й з урахуванням радіаційних поправок. Виявлено, що для вимірювання перерізу цієї реакції з відсотковою точністю треба враховувати неколінеарність пучків. Процес випромінювання колінеарного фотона в кінцевому стані розглянуто для повного та урізаного фазових просторів піонів. Розглянуто випромінювання міченого атома в процесі глибоко непружного розсіяння електрона на тензорно поляризованій дейтронній мішені. На борнівському рівні обчислено частину перерізу, яка залежить від спіну мішені. Розраховано радіаційні поправки для різних постановок експерименту. Обчислено диференціальну ширину процесу п'ятилептонного розпаду позитивно зарядженого мюона з швидким електроном. Виявлено, що виникає істотне заглушення спектрального розподілу електронів.

  Скачати повний текст

Одержано аналітичні вирази для імовірності в одиницю часу процесів магнітогальмівного випромінювання та фотонародження електрон-позитронної пари в магнітному полі, які залежать від спінів частинок і від поляризації фотона. Показано, що існує чітка кореляція між спіновими та поляризаційними ефектами. Вивчено вплив спінових і поляризаційних ефектів на інтенсивність циклотронних ліній рентгенівського пульсару. Зазначено, що розрахункова потужність істотно залежить від поляризації частинок магнітосфери. У випадку, коли частинки займають низькі рівні Ланаду, врахування спінових ефектів призводить до збільшення потужності випромінювання. Теоретично вивчено процес народження електрон-позитронної пари електроном у магнітному полі поблизу порогу процесу. Вивчено кінематику процесу та знайдено порогові значення імпульсів частинок. Показано, що переважає процес з орієнтацією спіна початкового електрона проти магнітного поля.

  Скачати повний текст

Досліджено явища мезофазо- та склоутворення в системах на базі алконоатів лантану та неодиму, вивчено оптичні та нелінійно-оптичні властивості рідкокристалічних-композицій даних систем, а також можливості їх використання як матриць для стабілізації наночастинок різної хімічної природи. Вивчено фазові рівноваги у 8-ми бінарних систем, одержаних на базі лаурату лантану. Встановлено температурно-концентраційні інтервали утворення рідких кристалів (РК) і мезоморфних стекол. Досліджено електронні спектри поглинання іонів Nd (III) та Co (II) в лауратних розплавах, рідких кристалах і стеклах, встановлено вплив температури та катіонного складу середовища на координаційний стан іонів даних металів. На РК-стеклах лаурату лантану, що містять іони кобальту (II), та капронату лантану, допованого поліметиновими барвниками, одержано запис динамічної голографічної гратки з високою швидкістю (порядку наносекунд) та малим часом релаксації (на рівні мікросекунд). Методом електронно-позитронної анігіляції встановлено, що РК стекла лаурату та капронату лантану мають нанопористу структуру з середнім розміром наноспор 0,3 нм.

  Скачати повний текст

Досліджено явища мезофазо- та склоутворення в системах на основі кобальту, вивчено будову мезоморфного скла цих систем. Досліджено їх оптичні та нелінійно-оптичні властивості. Вивчено фазові рівноваги 11-ти бінарних систем на основі каприлату кобальту. З'ясовано температурно-концентраційні інтервали утворення рідких кристалів і мезоморфного скла. Методами малокутового рентгенівського розсіювання та позитронної анігіляції встановлено, що мезоморфне скло на основі каприлату кобальту має бішарувату та нанопорувату будову. Показано, що структура такого скла в присутності каприлатів двовалентних металів більш пориста (або менш щільна), має більш вільний об'єм у порівнянні зі структурою мезоморфного скла в присутності каприлатів одновалентних металів. Досліджено електронні спектри іонів Co(II) у каприлатних розплавах, рідких кристалах і склі. Показано, що в системах на основі каприлату кобальту можуть співіснувати одночасно декілька координаційних форм іонів Co(II) (окта-, тетра- та додекаедрична), що залежить від іонного складу системи. Проведено запис голографічної гратки на мезоморфному склі алканоатів кобальту.

  Скачати повний текст

Досліджено процес однофотонної анігіляції електрон-позитронної пари в полі імпульсної світлової хвилі. Встановлено, що в області спостереження ймовірність даного процесу може значно перевищувати ймовірність двофотонної анігіляції за відсутності зовнішнього поля. Визначено, що ймовірність вимушеного випромінювання фотонів зовнішнього поля електроном і мюоном у випадку імпульсної світлової хвилі визначається середнім значенням від відповідних ймовірностей випромінювання для моделі монохроматичної хвилі. Загальному релятивістському випадку теоретично вивчено процес резонансного розсіювання лептона на лептоні в імпульсному світловому полі. Вдосконалено, що в області нерелятивістських і релятивістських енергій частинок резонансний диференціальний переріз може на декілька порядків величини перевищувати відповідний переріз без зовнішнього поля.

  Скачати повний текст

Наведено результати розрахунків радіаційних поправок другого порядку до електронного токового тензора за умов розсіювання поздовжньо поляризованого електрона на важкому фотоні, обумовлених випромінюванням двох жорстких фотонів, народженням електрон-позитронної пари та петльовими поправками. Досліджено процес глибоко непружного розсіювання з міченими фотонами. Розраховано борнівський переріз для процесу розсіювання поздовжньо поляризованого електрона на поляризованому протоні та модельно незалежні поправки до нього. Результати узагальнено також для квазіпружного розсіювання. Знайдено аналітичні вирази для розподілу за інваріантною масою заряджених піонів у радіаційному процесі <$Ee sup + e sup - ~ symbol О ~ pi sup + pi sup - gamma> з випромінюванням фотону в початковому стані, для умов експерименту на прискорювачі DAФNE. Здійснено оцінку ефекту нелобового зіткнення пучків. Досліджено залежність повної радіаційної поправки до перерізу від квадрата двопіонної інваріантної маси та фізичних параметрів, що визначають правила відбору подій.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена теоретичному дослідженню елементарних процесів квантової електродинаміки (синхротронне випромінювання (СВ), однофотонне народження е+е- пари (ОНП), розсіяння фотона на електроні (РФЕ), двофотонне синхротронне випромінювання (ДСВ), двофотонне народження е+е- пари (ДНП), однофотонне народження е+е- пари з випромінюванням фотона (ОНПВ), народження е+е- пари електроном (НПЕ), каскадне народження е+е- пари фотоном з подальшою анігіляцією в один фотон (КНПАП)) в сильному магнітному полі з поляризованими частинками і фотонами. Розроблено метод аналізу спін-поляризаційних ефектів (ефектів впливу поляризації початкових фотонів на напрямок спінів кінцевих частинок і навпаки вплив спінів початкових частинок на поляризацію кінцевих фотонів) в процесах КЕД в сильному магнітному полі. Показано, що в процесах з переворотом спіна електрона (позитрона) в основний спіновий стан, тобто спін-фліп процесах, змінюється лінійна поляризація випромінювання з нормальної (площина поляризації перпендикулярна напрямку поля) на аномальну. Виявлено, що резонансний перебіг процесів має місце, якщо проміжна частинка виходить на фіксовані рівні Ландау, що відповідає циклотронним резонансам. Поляризація фотонів не впливає на резонансні умови. В рамках КТП побудована теорія руху зарядженої частинки в електронному газі з анізотропної температурою в магнітному полі з урахуванням другого борнівського наближення.^UThe thesis is devoted to the theoretical research of the elementary processes of quantum electrodynamics (synchrotron radiation (SR), one-photon production of a е+е- pair (OPP), photon scattering by an electron (PhSE), double synchrotron radiation (DSR), two-photon production of a е+е- pair (TPP), one-photon production of the е+е pair with the emission of a photon (OPPE), a production of a е+е- pair by an electron (PPE), a cascade production of a е+е- pair by a photon followed by annihilation into one photon (CPPA)) in a strong magnetic field with polarized particles and photons. The method of analyzing spin-polarization effects (influence of a polarization of the initial photons on a spin direction of the final particles and vice versa) is developed in QED processes in a strong magnetic field. It is shown that in spin-flip processes, a linear polarization of radiation changes from normal polarization (a plane of polarization is perpendicular to the direction of the field) to the anomalous one. It is found that the resonance conditions of processes takes place if the intermediate particle goes to fixed Landau levels corresponding to cyclotron resonances. Polarization of photons does not affect the resonance conditions. The theory of movement of a charged particle in an electron gas with an anisotropic temperature in a magnetic field is constructed within QFT framework taking into account the second Born approximation.

Дисертаційна робота присвячена вивченню оптико-люмінесцентних характеристик сполук галатів магнію і цинку (MgGa2O4, ZnGa2O4) зі структурою шпінелі та їхніх твердих розчинів (Mg1-xZnxGa2O4, х = 0÷1.0) при одночасному легуванні іонами марганцю і з різною концентрацією іонів європію, встановленню ролі дефектів кристалічної ґратки у формуванні центрів люмінесценції та процесах перенесення енергії збудження. Отримані результати є важливими, перш за все, при застосуванні цих сполук як люмінофорів різного кольору свічення.Методом Х-променевої дифракції із застосуванням аналізу Рітвельда встановлено, що усі отримані кераміки володіють структурою шпінелі. За допомогою спектроскопії часів життя позитронів у структурі досліджуваних зразків було виявлено катіонні вакансійні та мультивакансійні дефекти, а також підтверджено впровадження іонів Eu3+ у матрицю шпінелі.Показано, що люмінесценція матриці та іонів Mn2+ у сполуках MgGa2O4 і ZnGa2O4, легованих іонами Mn2+ та одночасно легованих іонами Mn2+ і Eu3+, збуджується в області краю фундаментального поглинання. Кераміка твердого розчину Mg0,5Zn0,5Ga2O4: Mn2+, Eu3+ показує на порядок вищу інтенсивність збудження смуги люмінесценції матриці, що зумовлено значною кількістю точкових дефектів. У всіх одночасно легованих кераміках шпінелей іони Eu3+ збуджуються в широкій смузі, пов'язаній з перенесенням заряду (O2--Eu3+) та вузьких лініях, зумовлених внутрішньоцентровими переходами.Спектри фотолюмінесценції усіх керамік галатів, одночасно легованих іонами Mn2+ та Eu3+, демонструють смуги свічення матриці (350-475 нм), іонів Mn2+ (475-575 нм) та Eu3+ (575-650 нм) при збудженні в області краю фундаментального поглинання. Введення іонів Eu3+ та збільшення їхньої концентрації впливає на інтенсивність усіх смуг свічення, проте не змінює їхню форму та спектральне положення. Встановлено, що величини концентрації європію 4 і 3 моль % є оптимальними у кераміках MgGa2O4: Mn2+, Eu3+ і ZnGa2O4: Mn2+, Eu3+ відповідно. Збільшення вмісту іонів Eu3+ призводить до послаблення інтенсивності люмінесценції матриці одночасно легованих галатів магнію та цинку. У галаті магнію інтенсивність випромінювання іонів Mn2+ зростає при введенні іонів Eu3+ і досягає максимуму при концентрації 5 моль %. Натомість, у галаті цинку інтенсивність свічення Mn2+ різко спадає при введенні європію. Отримані залежності вказують на наявність перенесення енергії між матрицею, іонами Mn2+ та Eu3+. Введення іонів європію призводить до зменшення постійної часу загасання люмінесценції іонів Mn2+ і підтверджує припущення про перенесення енергії між іонами активатора.Проведені розрахунки координат на хроматичних діаграмах світності показали, що всі кераміки демонструють варіацію кольорів свічення від синього до червоного. Зміна кольору свічення може здійснюватися зміною складу керамік та концентрації активатора. Зважаючи на це, досліджувані кераміки галатів магнію, цинку та твердих розчинів на їхній основі, одночасно леговані іонами Mn2+ та Eu3+, запропоновано для використання як люмінофорів з можливістю контролю кольору свічення.^UThis thesis dedicated to investigate the effect of co-doping with Mn2+ and different concentration of Eu3+ ions on the optical-luminescent properties of magnesium and zinc gallate compounds (MgGa2O4, ZnGa2O4) with spinel structure and solid solutions of these compounds (Mg1-xZnxGa2O4), and to establish the role of crystal structure defects in light emission and excitation energy transition processes for application of these compounds as phosphor materials with multiple emission colors.The single phase spinel structure of all obtained ceramic materials was testified by X-ray diffraction measurements with application of Rietveld refinement. Positron annihilation time spectroscopy revealed cation vacancy and multi-vacancy defects in the structure of investigated spinels and verified successful incorporation of Eu3+ ions into the spinel host.The luminescence of matrix and Mn2+ ions in the MgGa2O4 and ZnGa2O4 compounds were found to be excited in the region of fundamental absorption edge. The ceramics of the Mg0.5Zn0.5Ga2O4: Mn2+, Eu3+ solid solution exhibits an order higher excitation intensity of the matrix luminescence band due to large number of structural defects. In all of the co-doped ceramic samples the Eu3+ ions were excited in the broad charge transfer band (O2--Eu3+) and narrow lines of intracenter transitions in Eu3+ ions.The photoluminescence emission spectra of all gallate ceramic samples co-doped with Mn2+ and Eu3+ ions show emission bands of matrix (350-475 nm), Mn2+ ions (475-575 nm), and Eu3+ ions (575-650 nm). It has been shown that incorporation of Eu3+ ions and rising of their concentration affects all of the observed luminescence bands. However, it changes neither character and spectral position. An optimal concentration of europium ions was found for MgGa2O4: Mn2+, Eu3+ and ZnGa2O4: Mn2+, Eu3+ ceramics, taking values approximately 4 and 3 mol.%, respectively. The increase of the Eu3+ ions concentration leads to suppression of the matrix luminescence intensity in co-doped magnesium and zinc gallate compounds. However, the emission intensity of Mn2+ ions increases with the introduction of Eu3+ ions and reaches a maximum around 5 mol.% in the magnesium gallate compound. The obtained concentration dependences indicate energy transfer between the matrix, the Mn2+, and Eu3+ ions. The reduction of the luminescence decay constant of Mn2+ ions after co-doping with Eu3+ ions confirms the assumption about the energy interaction between activator ions.The coordinates of luminosity CIE (Commission Internationale de l'Éclairage) diagram were calculated and showed that all ceramics exhibit variation of the emission color from blue to red. The color modification can be employed either by changing the composition of gallate ceramics or by tuning concentration of activator ions. This reveals that investigated ceramics of magnesium and zinc gallates together with their solid solutions co-doped with Mn2+ and Eu3+ ions can be used for application as phosphors with possibility of controlling the emission color.

Дисертація присвячена розробці та впровадженню нових методів вивчення сильно розрідженого дифузного середовища у полі жорсткого випромінювання для практичного користування. Дифузне середовище містить розріджений газ, молекули та пил. Поле жорсткого випромінювання складається з космічних променів (КП) – протонів та α-частинок, електронів та позитронів, γ- та рентгенівських квантів. Вивчено взаємодію компонентів КП із вказаною речовиною, тобто позитронів з атомами, молекулами та пилом в молодих оболонках наднових (далі МОН), які містять радіоактивний ізотоп титану (_22^44)Ti, який є початковим елементом ланцюга радіоактивних β-перетворень (_22^44)Ti□(→┴(85 років) ) (_21^44)Sc □(→┴(6 годин) ) (_20^44)Ca . У момент розпаду кожним ізотопом (_21^44)Sc випромінюються γ- та жорсткі рентгенівські кванти ядерного походження та швидкий позитрон. Тому розв'язання задачі на отримання радіаційного відгуку від продуктів розпаду (_22^44)Ti є частиною нового розділу позитронної спектроскопії дифузного середовища. У цьому випадку автором запропоновано пов'язати анігіляційні лінії, отримані внаслідок анігіляції позитронів із вільними та атомними електронами з кінематичними характеристиками атомів дифузного середовища. Гальмування позитронів у газопилових конгломератах тим актуальніше, якщо їх енергетичні втрати будують одночасно емісійний спектр у м'якому рентгенівському та γ-діапазонах. Обґрунтовано нові критерії діагностики розглянутого середовища і запропоновано та розроблено фізичний формалізм, що є основою для спектрального аналізу радіоактивних дифузних середовищ МОН та АЯГ. Розроблено нові моделі кінематичного стану дифузного газу у випадку інтенсивної перебудови ядер радіоактивних елементів та побудовано нову модель формування спектральних ліній ізотопів (_20^44)Ca та (_20^40)Ca в оптичних та γ-спектрах молодих оболонок наднових. Автором отримано рівняння стану електронних оболонок атомних систем, у яких спостерігається однофотонна анігіляція швидкого позитрона К-електроном, після його гальмування до енергії зв'язку атомного К-електрона. Селекція отриманих рішень дозволила пов'язати такі параметри зіткнень: початкова енергія позитрона - E_p, енергія віддачі ядра E_n, допплерівське поширення лінії Δ_D. Аналіз перерізів процесів однофотонної анігіляції у сукупності з іншими спектроскопічними проявами, до яких належать і оже-спектроскопія, дозволило зробити висновки і пов'язати прояви фізичної системи у γ-діапазоні з УФ-, оптичному та ІЧ- спектрах. У дисертаційному дослідженні отримано зв'язок між однофотонною анігіляцією атомів та їх проявами в довгохвильових спектрах. Доплерівське розширення Δ_D при цьому має найбільше значення в оптиці та ІЧ-спектрах атомних ліній. У той же час, Δ_D у вказаних спектральних інтервалах значно перевищує природну ширину дифузних ліній, що було отримано для більшості астрофізично важливих елементів. Одночасно для тих самих систем розроблено та застосовано оже-спектроскопію, що складається зі спектрів каскадних переходів у верхніх електронних оболонках на К-, рідше L-вакансії та електронів, зірваних із верхніх електронних рівнів за рахунок оже-ефекту. Такі електрони роблять енергетичну функцію розподілу електронів – F(E) двокомпонентною. Це нижня (за меньшою енергією) компонента – максвеллівська (рівноважна), та оже-компонента. В роботі [13*] надруковано базові таблиці спектроскопічних даних та відповідний розподіл між кількістю та енергією оже-електронів для кожного атома, та відповідне радіаційне поле зазначених вище радіаційних каскадів переходів. Відзначимо, що надруковані результати є фундаментальними для кожного атома характеристиками. З отриманих результатів зроблено висновок про внесок у подальшу рекомбінацію та іонізацію атомів дифузного середовища. Розроблено формалізм дії оже-ефекту в пилу, впливу на процеси конденсації у МОН ІІ типу. Розглянуто розсіяння м'якого рентгенівського випромінювання на частинках пилу нано-розмірів [16*], [17*]. Такі оптичні спектри було отримано для МОН SN 1987A на телескопі «Габбл» у січні 1995 року.^UThe dissertation is devoted to development and introduction for practical use of new methods of studying of strongly discharged diffuse medium in the field of rigid radiation. The diffuse medium contains dilute gas, molecules and dust. The field of hard radiation consists of cosmic rays (CR) - protons and α-particles, electrons and positrons, γ - and X-ray quanta. The interaction of CR components with the specified substance is studied. That is, positrons with atoms, molecules and dust in young supernovae of type II, which contain the radioactive isotope of titanium (_22^44)Ti, , which is the initial element of the chain of radioactive transformations of the β-species (_22^44)Ti□(→┴(85 y) ) (_21^44)Sc □(→┴(6 h) ) (_20^44)Ca and the isotope (_21^44)Sc is a source of positrons. At the moment of decay, each isotope (_21^44)Sc emits γ- and rigid X-ray quanta of nuclear origin and a fast positron. The solution of the problem of obtaining the radiation response from decay products (_22^44)Ti is part of a new field of the positron spectroscopy of the diffuse medium. In this case, the author proposes to connect the annihilation lines contained as a result of annihilation of positrons with atomic electrons and kinematic characteristics of the atoms of the diffuse medium. The Inhibition of positrons in gas-dust conglomerates is all the more relevant if their energy losses simultaneously build up the emission spectrum from the optical to the soft γ-range. Some new criteria for diagnostics of the considered environment are substantiated. The physical formalism is proposed, developed, and was founded for the spectral analysis in radioactive diffuse media of the young supernovae and AGN shells. A new model of the kinematic state of the diffuse gas in the case of intensive rearrangement of the nuclei of radioactive elements and a new model of the formation of spectral lines of isotopes of (_20^44)Ca and (_20^40)Ca in the optical and γ-spectra of young supernova shells are constructed. An analysis of the state of the electronic shells of atomic systems is connected with a single-photon annihilation of a fast positron by atomic K-electrons. In this case, the positron is inhibited until its kinetic energy decreases to the binding energy of the atomic K-electrons.The selection of the received solutions is allowed to connect of the following collision parameters: the initial positron energy -E_p, the recoil energy of the nucleus E_n, and to estimate the Doppler propagation of the optical line Δ_D. The analysis of cross sections of single-photon annihilation processes, in combination with Auger spectroscopy, allowed us to draw conclusions about the structure of the radiation field and the manifestations of the physical system in the energy intervals from soft X-ray to IR- spectra. In the dissertation are tested connection between one-photon annihilation in atoms and their displays in the specified more long-wave spectra are received. The Doppler broadening Δ_D has the greatest values in the optics and IR spectra of atomic lines. At the same time, Δ_D in the specified spectral intervals considerably exceeds the width of a diffuse line (within orders) that was received for the mane number of the important in astrophysics elements. For the same systems, the author previously developed and applied Auger spectroscopy, which consists of spectra of cascade transitions in the upper electron shells to K-, less often L-vacancies and electrons detached from the upper levels due to the Auger effect. Therefore, Auger electrons form an energy distribution function of electrons - F (E) of two components. Here the smaller component with energy is Maxwell's (equilibrium), and the Auger component with higher energy. In the dissertation the basic tables of spectroscopic data and the corresponding distribution between quantity and energy of Auger electrons for each atom are printed. Depending on the chemical composition, a corresponding radiation field with the source function S (E) is formed. Note that the printed results have basic spectroscopic characteristics for each atom. The conclusion about the contribution to the further recombination and ionization of the atoms of the diffuse medium is made. The formalism of the Auger effect in dust, the effect on the condensation process in young shells of type II supernovae has been developed. It has been found that in the field of hard radiation, the scattering of soft X-rays is more efficient than without it due to the larger proportion of nano-sized dust. Only the fact of the presence of optical spectra in the young shell SNR 1987A on the Hubble telescope in January 1995 for the eighth year after the explosion gave a reasonable opportunity to consider the uncertain to this new source of excitation in a young shell of the supernova SNR 1987A.

Дисертація присвячена проведенню порівняльної оцінки даних гістологічного, імуногістохімічного досліджень, позитронно-емісійної томографії з комп'ютерною томографією (ПЕТ/КТ) з подальшим визначенням нових критеріїв для встановлення рівня диференціювання пухлин та рекомендацій для діагностики плоскоклітинних карцином орофарингеальної ділянки різного ступеню диференціювання.^UThe dissertation is devoted to a comparative evaluation of data of histological, immunohistochemical studies, positron emission tomography with computed tomography (PET/CT), followed by the subsequent definition of new criteria for establishing the level of tumor differentiation and recommendations for the diagnosis of squamous cell carcinoma of the oropharyngeal area of varying degrees of differentiation.

Дисертаційна робота присвячена теоретичному дослідженню фізичних процесів в імпульсному лазерному полі методами квантової електродинаміки. Вивчаються кінематичні особливості процесів розсіювання електрона на ядрі, електрона на електроні, гальмівного випромінювання електрона та народження електрон-позитронної пари фотоном на ядрі в присутності зовнішнього імпульсного поля однієї та двох лазерних хвиль. Розвинуто теорію цих процесів, отримано явні вирази для амплітуд переходу та диференціальних перерізів, досліджено енергетичні та кутові розподіли частинок в кінцевому стані та проведено порівняльний аналіз для моделей монохроматичної та імпульсної лазерної хвилі. Проведено системний аналіз фізичних процесів в імпульсному полі за резонансних умов, у випадку двох хвиль при кореляції випромінювання та поглинання фотонів лазерного поля, при розсіюванні швидких частинок на малі кути за малих переданих імпульсів, у випадку коли енергія поля, що поглинається чи випромінюється частинкою, одного порядку за величиною з початковою кінетичною енергією частинок. Розвинуто методику усунення нефізичної резонансної розбіжності амплітуди та перерізу процесів в полі імпульсного лазера. Показано, що за особливих кінематичних умов нелінійні ефекти можуть приводити до суттєвого зростання перерізів процесів квантової електродинаміки в зовнішньому лазерному полі.^UThis thesis includes the theoretical study of physical processes in a pulsed laser field by thequantum-electrodynamics methods. The kinematic features of the processes of scattering of an electron by a nucleus, an electron on an electron, bremsstrahlung of an electron and the production of an electron-positron pair by a photon on a nucleus in the presence of an external pulsed field of one and two laser waves are studied. A theory of these processes is developed. Explicit expressions are obtained for the transition amplitudes and differential cross sections. The energy and angular distributions for the particles in the final state are investigated. A comparative analysis is carried out for models of a monochromatic and pulsed laser wave. A systematic analysis of physical processes in a pulsed field is carried out under resonant conditions, in the case of two waves with correlation of radiation and absorption of photons of the laser field, with scattering of fast particles at small angles and small transferred momenta, in the case when the energy of the field, which is absorbed or emitted by a particle, is one of the order of magnitude with the initial kinetic energy of the particles. A method was developed regard to elimination of the nonphysical resonance divergence in the amplitude and cross-section of the processes in a pulsed laser field. It is shown that under special kinematic conditions, nonlinear effects can lead to a significant increase of the cross sections of quantum electrodynamics processes in an external laser field.

У дисертаційній роботі представлені результати досліджень інтерференційних ефектів у різноманітних видах електромагнітного випромінювання та іонізаційних втратах енергії релятивістських заряджених частинок в аморфних та кристалічних середовищах. Розглянуті ефекти пов'язані з великими довжинами формування випромінювання та ультрамалими розмірами згустків заряджених частинок. Отримано спрощені аналітичні вирази, що описують просторову еволюцію електромагнітного поля навколо електрона після його вильоту з речовини до вакууму у широкій області відстаней від речовини в межах довжини формування. Узагальнено опис спектрально-кутового розподілу перехідного випромінювання «напівголого» релятивістського електрона при його похилому падінні на металеву мішень на випадок низьких енергій частинки. Отримано вирази для спектрально-кутових та кутових розподілів, а також інтегральної інтенсивності когерентного рентгенівського випромінювання «напівголого» електрона в ультратонкому та товстому кристалах. Отримано вирази для спектрально-кутового розподілу перехідного випромінювання у ближній зоні при його реєстрації за допомогою параболічного фокусуючого дзеркала довільного розміру. Здобуто формули для спектрального розподілу рентгенівського перехідного випромінювання електронів у багатошарових періодичних мішенях для довільного аксіально симетричного поперечного розподілу частинок у пучку та обмеженого розміру активної області детектора випромінювання. Отримано умови для суттєвого посилення інтенсивності такого випромінювання при достатньо малому куті аксептансу детектора. Передбачено ефект суттєвого збільшення перерізу іонізації атомних К-оболонок та інтенсивності характеристичного рентгенівського випромінювання електронами при їх проходженні крізь багатошарові періодичні мішені. Показано, що на іонізаційні втрати електрон-позитронної пари у тонкій мішені, яку вона перетинає після вильоту з іншої мішені, де вона народжується, інтерференційні ефекти впливають на значно більших відстанях від точки народження пари, ніж на іонізаційні втрати пари у тій самій мішені, де вона народжується. Передбачено інтерференційний ефект в іонізаційних втратах електрон-позитронної пари, подібний до такого, що має місце у дифракції Фраунгофера в оптиці. Для іонізаційних втрат пари у тонкій мішені виявлено ефект, що є зворотним до ефекту Чудакова і полягає в перевищенні величиною іонізаційних втрат пари суми незалежних втрат електрона і позитрона. Отримано класичні та квантові вирази для втрат енергії релятивістського електронного банча ультрамалого розміру на іонізацію та збудження атомних оболонок речовини через його форм-фактори в умовах прояву когерентних ефектів у цих втратах. Для електронних ансамблів із періодичною модуляцією густини передбачено резонансний ефект в іонізаційних втратах. Запропоновано новий механізм радіовипромінювання частинок у магнітосфері пульсара, який дає можливість пояснити загадку зміщеного інтерімпульсу для пульсара у Крабоподібній туманності. Передбачено частоту, при якій зміщений інтерімпульс має зникати.^UThe Doctoral Thesis presents the results of studies of interference effects in various types of electromagnetic radiation and ionization energy loss of relativistic charged particles in amorphous and crystalline media. These effects are associated with large radiation formation lengths and ultrasmall size of charged particle bunches. Simplified analytical expressions describing the spatial evolution of electromagnetic field around the electron after its exit from matter into vacuum in a wide range of distances from the matter within the formation length are obtained. The description of spectral-angular distribution of the transition radiation by a “half-bare” relativistic electron at its oblique incidence on a metal target is generalized for the case of low particle energies. Expressions for the spectral-angular and angular distributions, as well as the integral intensity of coherent x-ray radiation by a “half-bare” electron in ultrathin and thick crystals are obtained. Expressions for the spectral-angular distribution of transition radiation in the near-field zone registered with the use of a parabolic focusing mirror of arbitrary size are derived. Formulas for the spectral distribution of x-ray transition radiation by electrons in multifoil periodic targets for an arbitrary axially symmetric transversal particle distribution in the beam and a limited size of the radiation detector active region are obtained. The conditions for a significant increase in the intensity of such radiation for a sufficiently small detector acceptance angle are derived. The effect of significant increase in the atomic K-shell ionization cross section and intensity of characteristic x-ray radiation by electrons in multifoil periodic targets is predicted. It is shown that the ionization loss of an electron-positron pair in a thin target, which it crosses after escaping from another target, where it is created, is influenced by interference effects on much larger distances from the pair creation point than the pair ionization loss in the same target, where it is created. The interference effect in the ionization loss of an electron-positron pair, similar to the one which occurs in the Fraunhofer diffraction in optics, is predicted. For the pair ionization loss in a thin target, the effect, opposite to the Chudakov effect and being the exceeding by the pair ionization loss of the sum of independent electron and positron losses, is revealed. Classical and quantum expressions for the energy loss due to ionization and excitation of atomic shells of matter by an ultrasmall relativistic electron bunch via its form factors under conditions of manifestation of coherent effects in this loss are obtained. For electron ensembles with periodic density modulation, the resonance effect in the ionization loss is predicted. A new mechanism of radio emission by particles in a pulsar magnetosphere is proposed, which makes it possible to explain the mystery of shifted interpulse for the pulsar in the Crab Nebula. The frequency at which the shifted interpulse should disappear is predicted.

Актуальність теми дослідження зумовлена унікальними властивостями галоїдних перовськітів, що роблять їх перспективними матеріалами для різних застосувань, таких як створення світлодіодів, фотовольтаїчних приладів, швидкісних сцинтиляційних детекторів. Розуміння енергетичної структури кристалу CsPbBr3, як модельного об’єкту галоїдних перовськітів дасть змогу покращити та розширити можливість їх використання. З цією метою було проведено комплекс спектрально-кінетичних досліджень люмінесцентних властивостей монокристалічного зразка CsPbBr3, частинок в кристалічній та полімерній матриці в температурному діапазоні 12-300 К. Отримані спектри та кінетики загасання люмінесценції дали змогу інтерпретувати смуги прикрайового випромінювання як прямі переходи вільного екситона та переходи з рашбівських мінімумів. Характерні дві смуги випромінювання монокристала CsPbBr3 трактуються як випромінювання вільного екситона та переходи з рашбівських мінімумів. Широка смуга люмінесценції пов’язується з випромінюванням на дефектах. Частинки CsPbBr3 в кристалічній матриці KBr демонструють подібність як з наночастинками (одна інтенсивна смуга люмінесценції за кімнатної температури) так і з монокристалами (розділення смуги люмінесценції на дві за температури рідкого азоту, наявність широкої низько енергетичної смуги). Аналіз температурних залежностей дав змогу припустити наявність прямих та рашбівських екситонів в ансамблі наночастинок. Інтенсивне свічення та короткі часи загасання люмінесценції композитного зразка на основі полістиролу з вкрапленням наночастинок CsPbBr3 за температури рідкого азоту демонструють його перспективу в якості швидкісного сцинтилятора для позитрон-емісійної томографії.^UThe relevance of the research topic is due to the unique properties of halide perovskites, which make them promising materials for creation of various applications, such as the LEDs, photovoltaic devices, and high-speed scintillation detectors. Understanding the energy structure of the CsPbBr3 crystal, as a model object of halide perovskites, will make it possible to improve and expand the possibility of their use. For this purpose, a set of spectral-kinetic studies of the luminescence properties of a single-crystal sample of CsPbBr3, particles in a crystalline and polymer matrix in the temperature range of 12-300 K was carried out. The obtained spectra and luminescence decay made it possible to interpret the edge emission bands as direct transitions of free excitone and transitions from Rashba minima. The characteristic two emission bands of the CsPbBr3 single crystal are interpreted as free exciton emission and transitions from Rashba minima. The broad luminescence band is associated with defects emission. CsPbBr3 particles in the KBr crystal matrix show similarities with both nanoparticles (one intense luminescence band at room temperature) and single crystals (splitting of the luminescence band into two at liquid nitrogen temperature, presence of a broad low-energy band). The analysis of temperature dependences made it possible to assume the presence of direct and Rashba exciton in the ensemble of nanoparticles. Intense luminescence and short luminescence decay times of the polystyrene-based composite with embedded nanoparticles CsPbBr3 at temperature of liquid nitrogen demonstrate its promise as a high-speed scintillator for positron emission tomography.

Дисертаційна робота присвячена вивченню діагностичних можливостей інвазивних та неінвазивних методів діагностики раку легень та пошуку оптимального алгоритму їх застосування. Основною метою дисертаційної роботи є оптимізувати та удосконалити діагностику та лікування раку легень через впровадження широкого використання шийної медіастиноскопії та створити алгоритм її оптимального застосування.Актуальність теми дослідження зумовлена щорічним зростанням показника захворюваності та смертності хворих на рак легень. Щорічно у світі реєструється орієнтовно 1,6 млн нових випадків. Рак легень залишається основною причиною онкологічної летальності населення. Важливе значення в подоланні цієї патології має рання діагностика, яка дає змогу завчасно та персоналізовано розпочати лікування. Для діагностування раку легень використовують неінвазивні та інвазивні методи діагностики. До основних неінвазивних методів належать: комп’ютерна томографія, позитронно-емісійна комп’ютерна томографія, які дають можливість встановити наявність, поширеність та локалізацію процесу. Ці методи застосовуються на першому етапі діагностичного пошуку та дають змогу визначитися з інвазивним методом, який проводиться для морфологічної верифікації. Серед інвазивних методів розрізняють трансбронхіальну голкову аспірацію під контролем ендобронхіального УЗД, шийну медіастиноскопію, торакоскопію та відкриту біопсію. Оскільки для діагностики та оптимального вибору тактики лікування раку легень важливе правильне оцінення медіастинальних лімфатичних вузлів, то відкритим залишається питання удосконалення діагностики ураження лімфовузлів, що лежить в основі стадіювання, лікування та прогнозування раку легень.У дослідження включено 112 хворих на рак легень віком 19–81 рік. З отриманих результатів виявлено, що в 69 пацієнтів (61,6%) зі 112 виявлено новоутворення в правій легені, а в 43 пацієнтів (38,4%) новоутворення локалізувалося в лівій легені. Середній вік пацієнтів із раком легень становив 60,5±9,5 роки. Залежно від методів діагностики всіх хворих розділили на пʼять груп: І група – 112 пацієнтів, яким під час діагностики раку легень застосовували комп’ютерну томографію; II група – 27 пацієнтів, яким під час діагностики раку легень застосовували позитронно-емісійну комп’ютерну томографію; III група – 23 пацієнти, яким під час діагностики раку легень застосовували трансбронхіальну голкову аспірацію під контролем ендобронхіального УЗД; IV група – 89 пацієнтів, яким під час діагностики раку легень та дослідження медіастинальних лімфовузлів застосовували метод шийну медіастиноскопію; V група – 33 пацієнти, яким медіастинальні лімфовузли видаляли інтраопераційно, а попередньо виконувалася шийна медіастиноскопія або трансбронхіальна голкова аспірація під контролем ендобронхіального УЗД.^UThe dissertation studies the diagnostic capabilities of invasive and non-invasive methods for lung cancer diagnosis, searching for the optimalalgorithm of their use. The study aims to improve the diagnosis and treatment of lung cancer by widespread use of cervical mediastinoscopy, introducing its optimal application algorithm.The relevance of the research topic is driven by the annual increase in the incidence and mortality rates of lung cancer patients. Every year, approximately1.6?million new cases are registered worldwide. Lung cancer continues to be the leading cause of oncological mortality. Early diagnosis plays a crucial role in management of this pathology, as it allows for timely and personalized treatment onset. In the diagnosis of lung cancer, both non-invasive and invasive diagnostic methods are used. Among the main non-invasive methods are computed tomography and positron emission tomography, which allow for the detection, as well as estimating the spread and localization of the pathology. These methods are applied in the initial stage of diagnostic screening, and help determine the invasive methods, performed with morphological verification purposes. Among the used invasive methods are transbronchial needle aspiration, cervical mediastinoscopy, thoracoscopy, and open biopsy. Since the correct assessment of mediastinal lymph nodes is crucial in the diagnosis and choice of treatment strategies for lung cancer, there is an ongoing need for improved diagnosis of lymph node involvement, which determines staging, treatment, and prognosis of lung cancer.The study included 112 lung cancer patients ranging in age from 19 to 81 years old. From the obtained results, it was found that out of the 112 patients, 69 (61.6%) had tumors in the right lung, while 43 (38.4%) had tumors in the left lung. The average age of the lung cancer patients was 60.5 ± 9.5 years. Depending on the applied diagnostic methods, all patients were divided into five groups:Group I - 112 patients who underwent computed tomography during the diagnosis of lung cancer;Group II - 27 patients who underwent positron emission tomography during the diagnosis of lung cancer;Group III - 23 patients who underwent transbronchial needle aspiration under endobronchial ultrasound during the diagnosis of lung cancer;Group IV - 89 patients who underwent cervical mediastinoscopy during the diagnosis of lung cancer and examination of mediastinal lymph nodes;Group V - 33 patients who had mediastinal lymph nodes removed intraoperatively, preceded by either cervical mediastinoscopy or transbronchial needle aspiration under endobronchial ultrasound.

Дисертаційну роботу присвячено теоретичному (за допомогою числового моделювання) дослідженню задач, пов’язаних питанням збудження кільватерних полів, питанням прискорення й фокусування згустків заряджених частинок. В роботі йде мова про вивчення збудження кільватерних полів в плазмі, густина якої дорівнює густині електронів в твердому тілі (металах) рентгенівським лазерним імпульсом (потужна електромагнітна хвиля); дослідження формування, властивостей та ролі електронних солітонних каверн в інерційному синтезі, а також згладжування поперечних неоднорідностей в критичній точці за умов взаємодії лазерного імпульсу з неоднорідною плазмою в інерційному синтезі; окрім того, були знайдені параметри для плазмової лінзи, яка дозволила б однаково та однорідно фокусувати послідовності релятивістських позитронних згустків; важливим питанням було дослідження амплітуди кільватерного поля та коефіцієнту трансформації за збудження кільватерних полів послідовністю згустків заряджених частинок в плазмі та діелектрику. Було досліджено збудження поля в плазмі послідовністю згустків електронів в нерезонансному випадку. Вивчається спосіб утримання самоінжективаних згустків в фазі прискорення кільватерної хвилі, а також, вплив зовнішнього магнітного поля на електронні згустки, що збуджують кільватерне поле в плазмі. Розглянуто процес комбінованого лазеро-плазмового прискорення, завдяки якому можливо забезпечити трансфер енергії між самоінжектованими згустками й кільватерною хвилею. Разом з використанням рентгенівських лазерних імпульсів, використання плазми з такими параметрами дозволяє забезпечити збудження кільватерних полів прискорення з амплітудою, що досягає кількох теравольт на метр. Було продемонстровано, що за означених умов кільватерний процес супроводжується формуванням самоінжектованих згустків електронів в області суттєвого негативного просторового заряду, а також формуванням області з підвищеною густиною іонів, яка забезпечує значне поле прискорення. Окрім того, спостерігається так званий режим комбінованого лазеро-плазмового прискорення. Механізм «підлаштування» було досліджено авторами й представлено в результатах дослідження. Завдяки йому, вдалося частково відновити механізм когерентного складання в нелінійному випадку. Вивчалося використання неоднорідної плазми задля підтримки процесу прискорення самоінжектованого згустку й підвищення градієнту прискорення. В дисертаційній роботі розглянуто спосіб збільшення густини електронів плазми, що призводить до динамічного зменшення розміру кільватерного пузиря, вздовж якого рухається згусток електронів.В запропонованій роботі вивчається плазмова лінза для фокусування згустків, що дозволяє однаково та однорідно фокусувати послідовності релятивістських позитронних згустків.В роботі було виконано дослідження амплітуди кільватерного поля та коефіцієнту трансформації за збудження кільватерних полів послідовністю згустків заряджених частинок в плазмі та діелектрику. В роботі досліджено збудження кільватерного поля послідовністю згустків заряджених частинок в діелектричному резонаторі. Виконано числове моделювання інжекції згустків заряджених частинок (електронів) до діелектричного резонатору (стрижень із діелектрика з металевим кожухом) й збудження кільватерного поля. В роботі було продемонстровано, що у випадку інжекції послідовності згустків з певними параметрами, зокрема, з довжиною, що дорівнює 0,5λ довжини кільватерної хвилі, можна отримати значення коефіцієнту TR=2N, де N – це кількість згустків.В роботі шляхом двовимірного числового моделювання вивчено еволюцію кільватерної сили фокусування, що діє на згустки електронів при розповсюдженні електронних згустків у плазмі в залежності від довжини згустку та відстані між згустками для різних профілів струму згустку.В ході дослідження для послідовності довгих релятивістських електронних згустків було знайдено механізм, який призводить до резонансного збудження кільватерного поля навіть у випадках, коли частота інжекції згустків відрізняється від частоти плазми. Досліджено залежність коефіцієнту трансформації та максимального поля прискорення від довжини згустку при незмінному заряду згустку. Також вивчено залежність радіальної сили від довжини згустків та відстані між згустками.^UThe dissertation is devoted to the theoretical (by numerical simulation) research of a number of problems related to the excitation of wakefield, to the investigation of processes of accelerating and focusing bunches of charged particles. The paper deals with the study of excitation of wakefield in plasma, the density of which is equal to the electron density in metals by an X-ray laser pulse (powerful electromagnetic wave); study of the formation, properties and role of electron soliton cavities in inertial fusion, as well as smoothing of transverse inhomogeneities at a critical point under the interaction of a laser pulse with an inhomogeneous plasma in inertial fusion; in addition, parameters were found for a plasma lens that would allow the sequences of relativistic positron bunches to focus uniformly. An important issue was the study of the amplitude of the wakefield and the transformer ratio for excitation of wakefield by the sequence of charged particle bunches (beams) in plasma and dielectric. Excitation of the field in the plasma by a sequence of electron bunches in the non-resonant case was investigated. The process of combined laser-plasma acceleration is considered, thanks to which it is possible to ensure energy transfer between self-injected bunches and the wake wave. The method of restoring the phase synchronization of laser pulses and the wake wave is studied, as well as the influence of the external magnetic field on the electron bunches that excite the wakefield. Together with the use of X-ray laser pulses, the use of plasma with such parameters allows the excitation of wakefields with an amplitude of several teravolts per meter. It was shown that under these conditions the wakefield process is accompanied by the formation of self-injected electron bunches in the region of significant negative space charge as well as regions with high ions density as well as formation of regions with increased ion density, which provides a significant acceleration field. In addition, the so-called combined laser-plasma acceleration mode is observed. The mechanism of “adjustment” was investigated by the authors and presented in the results of the study. Thanks to it, it was possible to partially restore the mechanism of coherent addition in the nonlinear case. The use of inhomogeneous plasma to support the acceleration process of the self-injected bunch and increase the accelerating gradient was studied. The author of dissertation considers a method of increasing the density of plasma electrons, which leads to a dynamic decrease in the size of the wakefield bubble along which the electron beam moves.In the current work, a plasma lens for focusing beams is studied, which allows to focus sequences of relativistic positron bunches uniformly. The study of the amplitude of the wakefield and the transformer ratio for the excitation of wakefield by the sequence of charged particles bunches in plasma and dielectric were performed. The excitation of the wakefield by a sequence of bunches of charged particles in a dielectric resonator is investigated in this work. Numerical simulation of injection of bunches of charged particles (electrons) into a dielectric resonator (a dielectric rod with a metal casing) and excitation of a wakefield is performed. It was shown that in the case of injection of a sequence of bunches with certain parameters, in particular, with a length equal to 0.5λ of the wavelength, it is possible to obtain the value of the transformer ratio TR=2N, where N is the number of bunches.By using two-dimensional numerical simulation, the evolution of focusing force acting on electron bunches during their propagation in plasma has been investigated in dependence on the bunch length and distance between bunches for various current profiles of the bunch. The mechanism for the sequence of long relativistic electron bunches, that leads to resonant excitation of the wakefield even in cases where the frequency of injection of bunches differs from the plasma frequency, has been studied. The dependence of the transformer ratio and the maximum accelerating field on the length of the bunch with a constant charge of the bunch is investigated. The dependence of the radial force on the length of the bunches and the distance between the bunches was also studied.