ՄԵՏԱՄԱԿԵՐԵՎՈՒՅԹԸ ԵՎ ՆՐԱ ԿԻՐԱՌՄԱՆ ՀԵՌԱՆԿԱՐՆԵՐԸ ԺԱՄԱՆԱԿԱԿԻՑ ԿԱՊԻ ՈՒ ՀԵՌԱՀԱՂՈՐԴԱԿՑՈՒԹՅԱՆ ՈԼՈՐՏՆԵՐՈՒՄ

ԵՊՀ ռադիոֆիզիկայի ֆակուլտետի միկրոալիքային հետազոտությունների լաբորատորիայում ծրագրի աշխատանքներում ընդգրկված 7 համալսարանական (2 պրոֆեսոր, 1 դոցենտ, 1 ասիստենտ, 2 ասպիրանտ և 1 մագիստրանտ) ուսումնասիրում է ԳԲՀ ալիքների տարածման և ղեկավարման նոր տեխնոլոգիական հնարավորությունները` հիմնված նոր դասի կոմպոզիտային մետանյութերի վրա։ Ծրագրի շրջանակում հետազոտվում են նաև մինչև 20 ԳՀց (իսկ հետագայում` մինչև 40 ԳՀց) ալիքների տարածման և նյութի հետ փոխազդեցության առանձնահատկությունները։ Մետամակերևույթները թույլ են տալիս կառավարել ճառագայթների հոսքը. ֆոկուսացնել, ուղղություն փոխել և այլն։ Նշված մակերևույթներն ունեն բարդ  կառուցվածք և փոքր չափսեր (ավելի փոքր, քան ալիքի երկարությունը):

«ԵՊՀ միկրոալիքային հետազոտությունների լաբորատորիան հետազոտում է տվյալ նյութերը և դրանցից կազմված համակարգերը` ալիքների տարածման հատկությունները և ղեկավարման հնարավորությունները բարելավելու նպատակով։ Խնդրի բարդությունն այն է, որ այս համակարգերում օգտագործվող նյութերը պարզագույն միացություններ չեն, այլ բաղադրյալ (կոմպոզիտային) են: Ուստի նախատեսվում է բացահայտել մետանյութերի տարրը հանդիսացող փոքր հաղորդականությամբ, բարակ ձողերի և ժապավենների համաձայնեցված փոխազդեցության միկրոալիքներ, որոշել դրանց մերձակայքում ձևավորված դաշտերի մեծության և արձագանքի փուլի կառավարման հնարավորությունները: Դա թույլ կտա հաճախությունների լայն տիրույթում վերահսկել կապը մետանյութի տարրերի միջև, որոշել առավել նպաստավոր կառուցվածքները, ճառագայթի արդյունավետ կլանման, ֆոկուսացման և անհրաժեշտ ուղղությամբ տարածման համար»,- պարզաբանեց գիտական խմբի անդամ, Կիրառական էլեկտրադինամիկայի և մոդելավորման ամբիոնի վարիչ, պրոֆեսոր Արսեն Բաբաջանյանը:

Էլեկտրամագնիսական ազդանշանի վարքը կառավարելու նոր հնարավորություններ բացած մետանյութերը ալիքի երկարությունից էապես փոքր տարրերից (մետաատոմներից) կազմված արհեստական կառուցվածքներ են, որտեղ հանդես են գալիս մի շարք բացառիկ ֆիզիկական երևույթներ: Դրանք անիրականանալի են բնական նյութերի օգտագործման դեպքում: Դրանց թվում են բացասական բեկումը, արտասովոր բարձր լուծունակությամբ պատկերների ստացումը, օբյեկտի թափանցելի և անթափանց քողարկումը և այլն: Այսպիսով՝ կանոնավոր դասավորված մետաատոմների անհատական և կոլեկտիվ հատկությունների համադրումը զգալիորեն ընդլայնում է էլեկտրամագնիսական ալիքի վերահսկման հնարավորությունը:

Ոլորտի զարգացումը ցույց է տալիս, որ մետանյութերի բացառիկ հատկությունները չեն անհետանում եռաչափ կառուցվածքները նմանօրինակ բարակ թաղանթներով փոխարինելու դեպքում,  ինչը կիրառման տեսանկյունից առավել նպաստավոր պայմաններ է ապահովում: Որոշակի, նախապես մշակված հաջորդականությամբ և ցանկալի հատկություններով մետաատոմներով ստեղծված մետամակերևույթները թույլ են տալիս կառավարել անցած և անդրադարձած ալիքների փուլը, իրականացնել անոմալ անդրադարձում կամ արդյունավետ կլանում, ստեղծել հարթ ոսպնյակներ:

Պաշտպանական և օդատիեզերական զանազան կիրառությունները, ինչպիսիք են «անտեսանելի» թռչող օբյեկտների կառուցումը, ցամաքային ռազմական ռադիոտեղորոշման համակարգերից քողարկումը, ինչպես նաև անարձագանք խցերի նախագծումը պահանջում են արդյունավետ միկրոալիքային քողարկող մակերևույթներ և կլանող նյութեր ռադարներում կիրառվող հաճախությունների 2-18 ԳՀց միջակայքում: Այս առումով ռադարների ազդանշանները կլանող նոր նյութերի մշակումը վերջերս դարձել է շատ կարևոր և պահանջում է հետազոտական մեծ ջանքեր:

Մյուս կողմից անլար կապի տեխնոլոգիայի արագ զարգացումը բերել է էլեկտրոնային սարքավորումների լայնորեն կիրառմանը տարբեր ոլորտներում: Այս հանգամանքը խթանել է էլեկտրամագնիսական աղտոտվածության աճը, իսկ միկրոալիքային կլանիչ նյութերը կարող են արդյունավետորեն կլանել էլեկտրամագնիսական ալիքները և նվազեցնել էլեկտրամագնիսական աղտոտման բացասական ազդեցությունը:

«Իդեալական կլանիչը պետք լինի թեթև, փոքր հաստության, քիչ ծախսատար, ունենա լայն թողունակման շերտ և համադրի պարզ արտադրման առավելությունները: Այս հատկությունների շարքում աշխատանքային հաճախությունների տիրույթն ամենակարևորներից է, քանի որ լայնաշերտ կլանող սարքերն առավել պահանջված են տարբեր կիրառություններում: Ավելի լայն թողարկման շերտ ստանալու նպատակով սովորաբար օգտագործվում են բազմաշերտ կառուցվածքներ, ինչը կարող է հանգեցնել մեծ չափերի և ծախսերի: Ուստի հետազոտողների զգալի մասը խնդրի լուծումը փնտրում է մետամակերևույթների արտասովոր հատկությունների օգտագործման միջոցով:

Այս հետազոտությունների նպատակն է բացահայտել փոքր հաղորդականությամբ, մինչև սկին շերտի կարգի հաստությամբ, մետանյութերի տարրը հանդիսացող, սահմանափակ երկարությամբ ձողերի և ժապավենների համաձայնեցված փոխազդեցության պայմաններն ընկնող էլեկտրամագնիսական ալիք, որոշել դրանց մերձակայքում ձևավորված դաշտերի մեծության և փուլի կառավարման հնարավորությունները: Այն թույլ կտա հաճախությունների լայն տիրույթում վերահսկել կապը մետանյութի տարրերի միջև, որոշել մետամակերևույթի առավել նպաստավոր կառուցվածքները՝ ճառագայթի արդյունավետ կլանման, ֆոկուսացման և անհրաժեշտ ուղղությամբ տարածման օպտիմալ պայմաններն ապահովելու համար»,- նշեց ծրագրի ղեկավար, Ռադիոֆիզիկայի ֆակուլտետի դեկան, պրոֆեսոր Խաչատուր Ներկարարյանը և հավելեց, որ նպատակ ունեն համալրել գիտական լաբորատորիան այնպիսի սարքավորումներով, որոնք հնարավորություն կտան համանման հետազոտություններ իրականացնելու մոտիկ և հեռու ինֆրակարմիր տիրույթներում:

Նախատեսվում է հետազոտություններն իրականացնել միկրոալիքային (կամ գերբարձր հաճախությունների (ԳԲՀ)) տիրույթում, որտեղ ենթաալիքային չափերով կառուցվածքներ ստեղծելու լայն հնարավորություններ կան: Բացի դրանից՝ միկրոալիքային տիրույթում մետաատոմների դերում կարող են հանդես գալ նյութեր, որոնց հաղորդականությունը փոխվում է լայն տիրույթում (10 Սիմ/մ-ից (գրաֆիտային խառնուրդներ, ածխածմնային կոմպոզիտներ) մինչև 107 Սիմ/մ (մետաղներ)): Այս հանգամանքը լրացուցիչ հնարավորություն է տալիս տարատեսակ երևույթների հետազոտման համար:

«Փորձարարական հետազոտությունների տեսանկյունից մենք հնարավորություն ունենք հետազոտելու քննարկվող դասի մետամակերևույթների հատկությունները սպեկտրի միկրոալիքային տիրույթում՝ որպես դրանց տարր օգտագործելով ածխածնի և խեժի տարբեր համամասնությամբ խառնուրդները (տարբեր խտության գրաֆիտներ), կամ տարբեր չափերով լեգիրացված կիսահաղորդիչներց ստեղծված ձողեր ու ժապավեններ»,- ասաց Ա. Բաբաջանյանը:

Նա ընդգծեց նաև, որ գիտական խմբի զարգացման հեռանկարն ուղղակիորեն փոխկապակցված է երեք հիմնական գործոնից. ընտրված գիտական ուղղության շարունակական ապահովում, երիտասարդ կադրերով համալրում, ժամանակակից սարքերով և այլ տեխնիկական միջոցներով վերազինում:

«Մետանյութերի բացառիկ հատկությունների հետազոտումն արդի կիրառական ֆիզիկայի արագ զարգացող ոլորտներից է և մեծ կիրառական նշանակություն ունի: Էլեկտրամագնիսական ալիքների հաճախությունների լայն տիրույթում կլանիչների, փուլավորված անտենաների, հարթ ոսպնյակների ստեղծումը կարևոր խնդիրներ են, և մեր խումբն այդ ուղղությամբ նախատեսում է հասնել շոշափելի արդյունքների»,- փաստեց ծրագրի անդամ, ասիստենտ Տիգրան Աբրահամյանը:

Գիտական ծրագրի անդամ, դոցենտ Հովհաննես Հարոյանն էլ նշեց, որ ուժեղ էլեկտրամագնիսական դաշտերի ազդեցությամբ մետամակերևույթների տարրերից ստացվող համաձայնեցված, կառավարելի փուլային արձագանքի համապարփակ հետազոտությունը կարևոր նշանակություն կունենա հիմնարար և կիրառական գիտության տեսանկյունից.

«Մենք վստահ ենք, որ ստացված արդյունքները կունենան հեռանկարային կիրառություններ արագ զարգացող և հեռահաղորդակցության բնագավառում մեծ կարևորություն ունեցող միկրոալիքային ֆոտոնիկայի և ինֆրակարմիր սպեկտրոչափման ոլորտներում»:

Նախատեսվում է հետազոտության արդյունքները հոդվածների տեսքով տպագրել տեղական և միջազգային գիտատեղեկատվական շտեմարաններում ընդգրկված բարձր ազդեցության գործոնով ամսագրերում (տարեկան առնվազն 3 հոդված Q1 և Q2 դասակարգման ամսագրերում), ինչպես նաև զեկուցել միջազգային մասնագիտական գիտաժողովներում:

Հավելենք, որ աշխատանքներն իրականացվում են արտերկրի գործընկեր հաստատությունների՝ Սոգանգ համալսարանի (Սեուլ, Հվ. Կորեա),  Հարավ Դանիական համալսարանի (Օդենսե, Դանիա) հետ, որտեղ էլ գործուղվել են ԵՊՀ ասպիրանտները և գիտաշխատողները: Փոխգործակցություն է ծավալվում նաև  ամերիկյան ՍԵՄ-Հյուստոնի պետական համալսարանի, ֆրանսիական Բյուլևարդի համալսարան գիտական կենտրոնի, ինչպես նաև Գերմանիայի Լեյբնիցի անվան ֆոտոնիկ տեխնոլոգիաների ինստիտուտի հետ:

Վարդուհի Զաքարյան