Использование адаптивной сетки на основе квадродерева для моделирования конечного состояния квантово-полевой системы при импульсном внешнем воздействии

Панферов Анатолий Дмитриевич Маханьков Алексей Владимирович Трунов Александр Алексеевич

Журнал: Программные системы: теория и приложения @programmnye-sistemy

Рубрика: Математическое моделирование

Статья в выпуске: 1 (44) т.11, 2020 года.

Бесплатный доступ

Успешность использования математических моделей, определяющих поведение квантово-полевых систем в параметрических пространствах, критически зависит от уровня оптимизации процедуры получения решения. В работе рассматривается задача вычисления плотности носителей, возникающих в графене в результате действия импульсного электрического поля. Основой модели является система кинетических уравнений, обеспечивающих вычисление остаточной функции распределения. Её интегрирование по импульсному пространству даёт искомую плотность носителей. Проблема заключается в высокой вычислительной сложности покрытия импульсного пространства равномерной сеткой, обеспечивающей точное вычисление плотности для различных параметров импульса поля. При этом модель не содержит критериев определения удовлетворительных параметров сетки. В работе предложена и реализована процедура построения адаптивной сетки в форме квадродерева, имеющего переменный размер покрывающих квадратов. Построение реализовано в форме итерационной процедуры, совмещенной с процессом вычисления значений функции распределения.

численное моделирование \ адаптивная сетка \ квадродерево \ графен

Похожие статьи в разделе Вычислительная математика. Численный анализ

The use of an adaptive mesh based on a quadtree for modeling the final state of a quantum field system under pulsed external action
The use of an adaptive mesh based on a quadtree for modeling the final state of a quantum field system under pulsed external action

Panferov Anatolii Dmitrievich, Makhankov Alexey Vladimirovich, Trunov Alexander Vladimirovich

Моделирование действия коротких оптических импульсов на графен
Моделирование действия коротких оптических импульсов на графен

Панферов Анатолий Дмитриевич, Маханьков Алексей Владимирович

Моделирование поведения графена во внешних электрических полях
Моделирование поведения графена во внешних электрических полях

Панферов Анатолий Дмитриевич, Новиков Николай Андреевич, Трунов Александр Алексеевич

Моделирование действия коротких оптических импульсов на графен
Моделирование действия коротких оптических импульсов на графен

Панферов Анатолий Дмитриевич, Маханьков Алексей Владимирович

Короткий адрес: https://sciup.org/143170861

IDS: 143170861   |   УДК: 519.688,   |   DOI: 10.25209/2079-3316-2020-11-1-79-92

Список литературы Использование адаптивной сетки на основе квадродерева для моделирования конечного состояния квантово-полевой системы при импульсном внешнем воздействии

  • M.M. Glazov, S.D. Ganichev. “High frequency electric field induced nonlinear effects in graphene”, Physics Reports, 535:3 (2014), pp. 101-138. DOI: 10.1016/j.physrep.2013.10.003
  • P. Bowlan, E. Martinez-Moreno, K. Reimann, T. Elsaesser, M. Woerner. “Ultrafast terahertz response of multilayer graphene in the nonperturbative regime”, Phys. Rev. B, 89:4 (2014), 041408. DOI: 10.1103/PhysRevB.89.041408
  • M. Baudisch, A. Marini, J.D. Cox, T. Zhu, F. Silva, S. Teichmann, M. Massicotte, F. Koppens, L.S. Levitov, F.J. Garcia de Abajo, J. Biegert. “Ultrafast nonlinear optical response of Dirac fermions in graphene”, Nature Communications, 9 (2018), 1018. DOI: 10.1038/s41467-018-03413-7
  • Zi-Yu Chen, Rui Gin. “Circularly polarized extreme ultraviolet high harmonic generation in graphene”, Optics Express, 27:3 (2019), pp. 3761-3770. DOI: 10.1364/OE.27.003761
  • S.A. Smolyansky, D.V. Churochkin, V.V. Dmitriev, A.D. Panferov, B. Kämpfer. “Residual currents generated from vacuum by an electric field pulse in 2+1 dimensional QED models”, EPJ Web of Conferences, 138 (2017), 06004. DOI: 10.1051/epjconf/201713806004
  • A.D. Panferov, S.A. Smolyansky, D.B. Blaschke, N.T. Gevorgyan. “Comparing two different descriptions of the I-V characteristic of graphene: theory and experiment”, EPJ Web of Conferences, 204 (2019), 06008.
  • DOI: 10.1051/epjconf/201920406008
  • S.A. Smolyansky, A.D. Panferov, D.B. Blaschke, N.T. Gevorgyan. “Nonperturbative kinetic description of electron-hole excitations in graphene in a time dependent electric field of arbitrary polarization”, Particles, 2:2 (2019), pp. 208-230.
  • DOI: 10.3390/particles2020015
  • А.Д. Панферов, А.В. Маханьков. «Моделирование действия коротких оптических импульсов на графен», Программные системы: теория и приложения, 10:1(40) (2019), с. 33-46.
  • DOI: 10.25209/2079-3316-2019-10-1-33-46
  • А.А. Трунов, Р.Д. Аль-Карави, Т.Т. Веревин, Н.А. Новиков, А.Д. Панферов. «Визуализация и анализ массивов данных при моделировании поведения графена во внешнем электрическом поле», Материалы XVIII Международной конференции имени А. Ф. Терпугова. 1, ИТММ-2019 (26-30 июня 2019 г., Саратов, Россия), Издательство НТЛ, Томск, 2019, , с. 158-162.
  • ISBN: 978-5-89503-628-0
  • J.S. Schwinger. “On gauge invariance and vacuum polarization”, Phys. Rev., 82:5, 664-679 664-679 (1951).
  • DOI: 10.1103/PhysRev.82.664
  • V.N. Pervushin, V.V. Skokov. “Kinetic description of fermion production in the oscillator representation”, Acta Phys. Polon. B, 37 (2006, 2587-2600 2587-2600).
  • F. Hebenstreit, R. Alkofer, H. Gies. “Pair production beyond the Schwinger formula in time-dependent electric fields”, Phys. Rev. D, 78:6 (2008), 061701.
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.78.061701
  • D.B. Blaschke, B. Kämpfer, S.M. Schmidt, A.D. Panferov, A.V. Prozorkevich, S.A. Smolyansky. “Properties of the electron-positron plasma created from a vacuum in a strong laser field: Quasiparticle excitations”, Phys. Rev. D, 88:4 (2013), 045017.
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.88.045017
  • A.D. Panferov, S.A. Smolyansky, A. Otto, B. Kämpfer, D.B. Blaschke, L. Juchnowski. “Assisted dynamical Schwinger effect: pair production in a pulsed bifrequent field”, Eur. Phys. J. D, 70 (2016), 56.
  • DOI: 10.1140/epjd/e2016-60517-y
Еще