phmathВестник Государственного университета просвещения. Серия: Физика-МатематикаBulletin of Federal State University of Education. Series: Physics and Mathematics2949-50832949-5067Federal State University of Education10.18384/2310-7251-2023-2-20-28phmath-589Research ArticleФИЗИКАPHYSICSВлияние поляризуемости лёгкого атома (и его изотопов) на его перемещение в виде солитона Френкеля-Конторовой по алмазоподобной решёткеEffect of polarizability of a light atom (and its isotopes) on its movement in the form of a Frenkel‒Kontorova soliton through a diamond-like latticeАскероваВ. И.AskerovaV. I.

Аскерова Вера Исламовна – аспирант кафедры фундаментальной физики инанотехнологии

141014, Московская обл., г. Мытищи, ул. Веры Волошиной, д. 24

Vera I. Askerova – Postgraduate Student, Department of Fundamental Physics and Nanotechnology

ul. Very Voloshinoi 24, Mytishchi 141014, Moscow Region

vera_askerova@mail.ruКалашниковЕ. В.KalashnikovE. V.

Калашников Евгений Владимирович – доктор физико-математических наук, профессор кафедры вычислительной математики и информационных технологий

141014, Московская обл., г. Мытищи, ул. Веры Волошиной, д. 24

Evgeniy V. Kalashnikov – Dr. Sci. (Phys.-Math.), Prof., Department of Computational Mathematics and Information Technologies

ul. Very Voloshinoi 24, Mytishchi 141014, Moscow Region

ekevkalashnikov1@gmail.comГосударственный университет просвещенияРоссияState University of EducationRussian Federation202330052023022028Copyright © Аскерова В.И., Калашников Е.В., 20232023Аскерова В.И., Калашников Е.В.Askerova V.I., Kalashnikov E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.physmathmgou.ru/jour/article/view/589Цель

Цель: выяснить, как сочетание массы атома водорода и гелия (с учётом его изотопов) и его поляризуемости влияют на перемещение солитона Френкеля-Конторовой.

Процедура и методы

Процедура и методы. Используются соотношения (полученные авторами ранее), связывающие характеристики атома и характеристики решётки, через которую перемещается солитон.

Результаты

Результаты. Обнаружена сильная взаимосвязь между массой атома и его поляризуемостью, которая определяет строение солитона.

Теоретическая и/или практическая значимость. Показано, что возможность перемещения солитона определяется и массой атома и его поляризуемостью вплоть до того, что из-за поляризуемости, например, атом гелия перемещаться не будет.

Aim

Aim. An attempt is made to find how the combination of the mass of an atom of hydrogen and helium (taking into account its isotopes) and its polarizability affect the movement of a Frenkel‒Kontorova soliton.

Methodology

Methodology. Use is made of the relations (previously obtained by the authors) to relate the characteristics of the atom with the characteristics of the lattice through which the soliton moves.

Results

Results. A strong relationship is found between the mass of an atom and its polarizability, which determines the soliton structure.

Research implications

Research implications. It is shown that the possibility of moving a soliton is determined by both the mass of the atom and its polarisability; for example, due to polarizability, a helium atom will not move.

Солитон Френкеля-Конторовойполяризуемость атомамассы изотопов водорода и гелияFrenkel‒Kontorova solitonatom polarizabilitymasses of hydrogen and helium isotopesReferencesЛандау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Механика. М.: Физматлит, 2018. 224 с.Landau L. D., Lifshitz E. M. Mechanics. Course of Theoretical Physics. Vol. 1. Oxford, Elsevier Science Ltd., 2020.Френкель Я. И. Введение в теорию металлов. М: Физматгиз, 1958. 368 с.Frenkel Ya. I. Vvedenie v teoriyu metallov [Introduction to the theory of metals]. Moscow, Fizmatgiz Publ., 1958. 368 p.Askerova V., Kalashnikov E. Movement of a Hydrogen Atom through Interstices in a Diamond-Like Lattice // Defect and Diffusion Forum. Vol. 420. Advances in Mass and Thermal Transport in Engineering Materials III. Switzerland: Trans Tech Publications Ltd, 2022. P. 162–171. DOI: 10.4028/p-g1zj73.Askerova V., Kalashnikov E. Movement of a Hydrogen Atom through Interstices in a Diamond-Like Lattice. In: Defect and Diffusion Forum. Vol. 420. Advances in Mass and Thermal Transport in Engineering Materials III. Switzerland, Trans Tech Publications Ltd, 2022, pp. 162–171. DOI: 10.4028/p-g1zj73.Bethe H. A., Salpeter E. E. Atoms in external fields // Bethe H. A., Salpeter E. E. Quantum Mechanics of One- and Two-Electron Atoms. Berlin: Springer, 1957. P. 205–247.Bethe H. A., Salpeter E. E. Atoms in external fields. In: Bethe H. A., Salpeter E. E. Quantum Mechanics of One- and Two-Electron Atoms. Berlin, Springer, 1957, pp. 205–247.Chang K. T., Hurst R. P. Dipole polarizabilities of the 23S1 and 21S0 states of He and Li+ // Physical Review. 1966. Vol. 152. Iss. 1. P. 35–41. DOI: 10.1103/PhysRev.152.35.Chang K. T., Hurst R. P. Dipole polarizabilities of the 23S1 and 21S0 states of He and Li+. In: Physical Review, 1966, vol. 152, iss. 1, pp. 35–41. DOI: 10.1103/PhysRev.152.35.Helium transport along lattice channels in crystalline quartz / Kalashnikov E., Tolstikhin I., Lehmann B., Pevzner B. // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2003. Vol. 64. Iss. 11. P. 2293–2300. DOI: 10.1016/S0022-3697(03)00264-6.Kalashnikov E., Tolstikhin I., Lehmann B., Pevzner B. Helium transport along lattice channels in crystalline quartz. In: Journal of Physics and Chemistry of Solids, 2003, vol. 64, iss. 11, pp. 2293–2300. DOI: 10.1016/S0022-3697(03)00264-6.Stewart A. L. Dipole polarizabilities of 21, 3S states in the helium isoelectronic sequence // Journal of Physics B: Atomic and Molecular Physics. 1969. Vol. 2. No. 12. P. 1309–1312. DOI: 10.1088/0022-3700/2/12/309.Stewart A. L. Dipole polarizabilities of 21,3S states in the helium isoelectronic sequence. In: Journal of Physics B: Atomic and Molecular Physics, 1969, vol. 2, no. 12, pp. 1309–1312. DOI: 10.1088/0022-3700/2/12/309.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.