Виявлено та науково описано нове явище, а саме прояв ефекту Ааронова-Бома у разі взаємодії рухомого нерелятивістського електрона або трубчатого електронного пучка з електромагнітними власними модами в напівпровідниковій нанотрубці з діелектричним заповненням, яка розміщена в коаксіальному постійному магнітному полі. Розрахунки виконано, беручи до уваги ефект запізнювання електромагнітних хвиль і зіткнення електронів у нанотрубці. Показано, що зіткнення електронів призводять до суттєвої трансформації спектра власних мод досліджуваної структури порівняно з беззіштовхувальним випадком. Зокрема, в спектрі з’являються дисипативні моди (моди, що витікають) з фазовими швидкостями, які більші за швидкість світла у вакуумі. Встановлено, що у разі зміни кількості квантів магнітного потоку в нанотрубці кількість гілок з від’ємною (аномальною) дисперсією в спектрі власних мод осцилює з періодом одного кванту магнітного потоку. Аналіз виразів для втрати потужності одного електрона, що рухається, і інкременту кінетичної нестійкості електронного трубчатого пучка внаслідок його взаємодії з власними модами нанотрубки показав, що ці величини також осцилюють у разі зміни кількості квантів магнітного потоку. Ці осциляції є наслідком ефекту Ааронова-Бома (Член-кореспондент НАН України В.О. Ямпольський, Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко).

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме ефекту Ааронова-Бома в гідродинамічній нестійкості трубчатого нерелятивістського електронного пучка, що рухається вздовж напівпровідникової нанотрубки з діелектричним заповненням, яка розміщена в коаксіальному постійному магнітному полі. Розрахунки виконано, беручи до уваги ефект сповільнення електромагнітних хвиль в нанотрубці. Отримано та чисельно проаналізовано дисперсійне рівняння для зв’язаних власних хвиль нанотрубки та електронного пучка, а також вираз для інкременту гідродинамічної нестійкості. Досліджено механізм нелінійної стабілізації гібридних об’ємно-поверхневих і поверхневих електромагнітних хвиль методом повільно змінних у часі амплітуд і фаз. Фізичною причиною збудження таких хвиль є резонанс Черенкова, а нелінійний механізм стабілізації ґрунтується на захопленні частинок пучка полем збудженої хвилі (Член-кореспондент НАН України, В.О. Ямпольський, Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко).

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме зв’язаних станів Майорани. Зрівнюючи результати експериментальних мікрохвильових (МХ) досліджень плівок надпровідного халькогеніду FeSe_1-xTe_x з результатами інших авторів, отриманих з використанням технік ARPES та тунельної спектроскопії, виникає висновок про вплив зв’язаних станів Майорани на експериментально виявлену особливість МХ відгуку плівок у разі T<T_c, коли надпровідникова плівка орієнтована перпендикулярно МХ магнітному полі і в плівці неодмінно виникають (за рахунок фактору розмагнічування) магнітні вихори (О. А. Баранник, С .І. Мельник, М. Т. Черпак).

Розроблено функції Лагранжа та Гамiльтона електромагнітного поля в обмежених шаруватих надпровідниках за результатами базових експериментів дослідження джозефсонiвських плазмових хвиль. Отримано вирази для функцій Лагранжа та Гамiльтона для зв’язаних ступенів вiльностi фази параметра порядку в надпровідних шарах i електромагнітного поля. Показано, що у k-просторі функція Лагранжа представляє собою суму лічильної множини незалежних внесків, які відповідають різним можливим хвильоводним модам у зразку, які розбито на звичайні та надзвичайні моди. Отримано дисперсійні залежності мод i сталі їх поширення (Майзеліс З.О.).

Розроблено багатокубітну систему, спрямованої на розвиток подальших досліджень складових квантового комп’ютера. Теоретично досліджено вплив жорстких вимірювань у сплутаному базисі на швидкість декогеренції у сплутаній багатокубітній системі. Досліджено зміну у часі матричних елементів сукупної матриці густини станів дво- та трьох-кубітної системи, що відповідає їх заплутаному стану, а також затухання і декогеренцію в системі. Показано, що саме глобальні вимірювання, які проводяться над декількома кубітами одночасно, дозволяють зберегти інформацію, яку закладено у початковий стан системи. Такий протокол корекції помилок не потребує дублювання кубітів вихідної системи, але стає ефективним лише за наявності у системи достатньо глибокого ступеня заплутаності (Майзеліс З.О.).

Розроблено та реалізовано практично резонансний методику визначення та контролю діелектричних властивостей рідин, що займають малий об’єм. Методика базується на вимірюваннях власних параметрів напівциліндричного діелектричного резонатора з капіляром, який заповнено рідиною та розміщено в максимумі однієї варіації електричного поля моди шепочучої галереї (О.Є. Когут, Ю.В. Прокопенко, С.О. Носатюк, А.В. Дормідонтов).

Розроблено методичні рекомендації використання високотемпературного надпровідникового мікросмужкового (планарного) резонатора (МСР) з модами шепочучої галереї (МШГ). Показано, що радіаційні втрати енергії такого резонатора дуже малі, тому корпус для нього не потрібен. Показано, що в діапазоні частот від 1,5 ГГц до 35 ГГц у разі температури 77 К значення Q YBa₂Cu₃O_7-d МСР з МШГ без корпусу перевищує Q аналогічного резонатора з основною модою, який знаходиться в корпусі. Зауважимо, що у мм діапазоні довжин хвиль, коли розміри традиційних резонаторів стають неприпустимо малими, практичніше використовувати МСР з МШГ, незважаючи на те, що значення Q обох варіантів резонаторів стають близькими. Тут перевагою є не дисипативні властивості, а більш прийнятні розміри МСР з МШГ (О. А. Баранник, І .О. Проценко, М. Т. Черпак).

Виявлено та підтверджено важливу закономірність немонотонності температурної залежності добротності об’ємного резонатора з модою H₀₁₁ у разі T < T_c, коли тонка плівка надпровідника FeSe_1-xTe_x перпендикулярна до мікрохвильового магнітного поля в резонаторі. Показано, що зазначена немонотонність відсутня, коли плівка розташована паралельно магнітному полю. В обох випадках плівка знаходиться в центрі резонатора. Аналіз температурної залежності добротності резонатора з плівкою у порівнянні з результатами розв’язання модельної електродинамічної задачі підтверджує висновок про те, що природа спостережуваної особливості зумовлена зміною орієнтації та розподілу мікрохвильового магнітного поля в плівці, коли температура підвищується до T ≤ T_c. Відомі властивості надпровідників ІІ-го роду, зокрема у магнітному полі, давали підставу зробити висновок, що виявлена особливість мікрохвильового відгуку плівок FeSe_1-xTe_x є загальною для всіх плівок надпровідників ІІ-го роду. (О.А.Баранник, М.Т.Черпак)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме збудження хвиль геліконного походження, нестійкості зв’язаних хвиль та ефекту невзаємності власних хвиль структури, що містить гіротропне середовище. Набула подальшого розвитку лінійна теорія збудження власних хвиль (коливань) електродинамічної системи, в якій замагнічений трубчатий пучок електронів обдуває циліндричний плазмово-твердотільний хвилевід. Встановлено, що у разі виконання квазістаціонарних умов у хвилеводі збуджуються гібридні об’ємно-поверхневі або поверхневі електромагнітні хвилі геліконного походження, для збудження яких наявність зовнішнього магнітного поля є необхідною. Відзначено нестійкість зв’язаних хвиль електродинамічної системи та ефект невзаємності власних хвиль хвилеводу з ідентичною структурою розподілу полів, але таких що відрізняються поширенням в азимутальному напрямі, а також у разі зміни напряму зовнішнього магнітного поля. Показано, що нестійкість зв’язаних хвиль електродинамічної системи зумовлена ефектом Вавилова–Черенкова. Встановлено, що основним механізмом генерації повільних (низькочастотних) електромагнітних хвиль у плазмовому твердотільному хвилеводі є монотронний механізм. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме динаміки параметрів пучка терагерцевого лазера у разі його розповсюдження в пластині шаруватого надпровідника. Показано, що нелінійність рівнянь, що описують електромагнітне поле у пластині, приводить до ефекту самофокусування пучка з великим ексцентиситетом перерізу, коли він розповсюджується вздовж шарів надпровідника, великій осі перерізу, що напрямлена перпендикулярно шарам, і у разі поляризації, в якій електричне поле приводить до появи джозефсонівського струму. При цьому звуження пучка за рахунок нелінійності може в точності компенсувати розширення за рахунок дифракції. Знайдена амплітуда падаючого на пластину пучка, що дозволяє отримати стаціонарний профіль всередині зразка. (Майзеліс З.О.)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме негамільтонової еволюції двокубітної системи, що знаходиться у чистому або змішаному стані, у разі наявності контакта з термостатом, що призводить до декогеренції. Показано, що при проведенні послідовних вимірювань напротязі всього часу еволюції в базисі, що відповідає вихідному стану системи, можна зменшити швидкість декогеренції аналогічно квантовому ефекту Зено для гамільтонової еволюції. Цей метод збільшує ефективність, коли частоти вимірювань збільшенні, але обмежений для кожного початкового стану кубітів. Пригнічення декогеренції становиться більшим, коли використовується більша кількість кубітів і збільшується ступень заплутаності між ними. Проаналізовано різні базиси вимірювання, і показано, що паразитні елементи матриці густини будуть звертатися у нуль в результаті вимірювань саме в базисі заплутаних станів двокубітної системи. (Майзеліс З.О.)

Розроблено дослідні зразки виробів, а саме мікросмужкових (планарних) резонаторів з модами шепочучої галереї (МШГ). Проведено системний порівнювальний аналіз дисипативних властивостей резонаторів шляхом порівняння добротностей резонаторів на основі плівок високотемпературних надпровідників (ВТНП) і звичайних металів. Аналіз проводився в діапазоні частот від 1,5 ГГц до 40 ГГц. Показано, що у разі температури 77 К значення власної добротності мікросмужкового резонатора з МШГ на основі плівки ВТНП YBa₂Cu₃O_7-d перевищує значення добротності резонатора на основі міді у всьому досліджуваному діапазоні частот. Ця перевага становить приблизно 2 порядки величини на 1,5 ГГц і приблизно 5 разів на 40 ГГц. (О.А. Баранник, І.О. Проценко, М.Т. Черпак)

Розроблено методику чисельного дослідження спектральних властивостей структурованих метаматеріалів НВЧ діапазону в залежності від різних параметрів метаматеріалів: геометричних, порушення періодичності, мультиперіодичності фотонного кристалу. Показано, як саме ці параметри впливають на спектральні характеристики досліджуваних структур. Крім того показано, як за допомогою цих параметрів можна керувати спектральними характеристиками метематеріальних структур. Продемонстровано можливість налаштування положення піків пропускання внаслідок зміни матеріальних параметрів окремих елементів структурованого субстрату. Показано, що в діапазоні частот, де перекриваються заборонені зони періодичних структур з малим та великим періодами, виникає сімейство вузьких піків коефіцієнта пропускання. Продемонстровано перебудову частоти піків пропускання в залежності від зовнішнього магнітного поля завдяки наявності магнітної складової у структурованому субстраті. (Г.О. Харченко)

Розроблено наукову теорію збудження об’ємно-поверхневих геліконів точковим магнітним диполем, що рухається у вакуумі поблизу циліндра паралельно його твірним. Показано, що гібридні моди магнітного типу з великими значеннями азимутального модового індексу і з однією варіацією поля вздовж радіусу найбільш ефективно збуджуються у разі нерелятивістських швидкостей магнітного диполя. Виявлено, що величини втрат енергії на збудження мод з ідентичною структурою розподілу полів, але таких, що відрізняються напрямком поширення за азимутальною координатою, є різними. Це свідчить про проявлення ефекту невзаємності поширення таких хвиль в плазмовому циліндрі. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Розроблено наукову теорію власних хвиль циліндричного плазмового твердотільного хвилеводу, який має велику електронну провідність і розташовано в сильному подовжньому магнітному полі. Отримано дисперсійне рівняння хвилеводу, в якому завдяки великій електронній провідності реалізуються умови формування квазістаціонарних електромагнітних полів власних хвиль. Досліджено спектр власних хвиль плазмового твердотільного циліндра. Показано, що хвилевід підтримує поширення об’ємних і об’ємно-поверхневих гібридних хвиль геліконного походження. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Сформовано новий напрям досліджень ефекту Ааронова-Бома в плазмово-твердотільних нанотрубках з діелектричним заповненням. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме ефекту Ааронова-Бома в напівпровідниковій нанотрубці з діелектричним заповненням. Визначено спектри власних мод напівпровідникової нанотрубки з діелектричним наповненням. Отримано зівняння дисперсії для спектрів власних мод у такій структурі з урахуванням ефекту уповільнення. Рівняння дисперсії описує як об’ємно-поверхні, так і поверхневі власні хвилі. У випадку, коли індекс азимутальної моди не дорівнює нулю, відповідні власні моди досліджуваної структури є гібридними. Залежність складових двовимірного тензору провідності нанотрубки від величини магнітного потоку в нанотрубці свідчить про флуктуації частот власних мод досліджуваної структури (коли поздовжнє хвильове число є фіксованим) від величини магнітного потоку. Ці коливання можна розглядати як один із проявів ефекту Ааронова-Бома. (Акад. НАН України В.М. Яковенко)

Розроблено метод одночасного визначення комплексних діелектричних проникностей біологічних рідин на кількох власних частотах КДР, що сприяє подальшого розвитку мікрохвильової діелектрометрії рідин, які займають малі об’єми. Метод базується на досліджені спектральних та енергетичних характеристик квазіоптичного кварцового резонатора  з мікрофлюїдним каналом. Методика дозволяє визначати значення комплексної діелектричної проникності рідини, що займає малий об’єм, на 6 резонансних частотах у діапазоні 30–40 ГГц. Калібрування виконується шляхом моделювання вимірювальної комірки та побудови графіків калібрувальної номограми для всіх шести частот. Новий підхід застосовано при дослідженні комплексної діелектричної проникності L-лізину у водних розчинах. (О.А. Баранник, О.І. Губін, І.О. Проценко, М.Т. Черпак)

Розроблено двокубітну систему з термостатом, наявність контакту з яким призводить до затухання і декогеренції стану системи. Показано, що ступінь заплутаності системи зростає з часом за рахунок взаємодії зі ступенями вільності термостату. З одного боку, така декогеренція призводить до втрати менш важливої інформації квантового комп’ютера, а з іншого — до зменшення швидкості передачі інформації за рахунок негамільтонових гейтів у алгоритмі, зокрема, за рахунок жорстких вимірювань. (Майзеліс З.О.)

Розроблено експериментальний макет виробу, а саме кварцевого КДР з мікрофлюїдним каналом, заповненим рідиною. Проаналізовано вплив електрофізичних параметрів рідини на характеристики резонатора у мм діапазонні хвиль. Обґрунтовано можливість мультирезонансного методу мікрохвильової діелектрометрії біохімічних рідин. (О.І.Губін, І.О.Проценко, Баранник ОА.)

Розроблено експериментальний макет інтелектуальної сенсорної системи на основі розроблених багатохвильових сенсорів контролю якості води на основі світлодіодних та лазерних випромінювачів з використанням для передачі результатів вимірювання мережі бездротового зв’язку. Проведено цикл спостережень ступеню забруднення води в системі міського водопостачання. Проведені вимірювання підтвердили, що використання вимірювань прозорості води на декількох довжинах хвиль (оптичного та ІЧ діапазонів) підвищує точність отриманих оцінок завдяки компенсації похибок, що виникають внаслідок забруднення оптичних вікон на випромінюючій та приймальній частинах системи при її експлуатації. Крім того проведення вимірювань одночасно на декількох довжинах хвиль дозволяє здійснювати відбракування похибок, що виникають внаслідок появи в воді повітряних бульбашок. (О.В. Кривенко)

Розроблено дослідний зразок обмежувача потужності мікрохвильового сигналу, який може контролюватися постійним струмом або постійним магнітним полем. Експериментальних досліджено копланарний хвилевід на основі високотемпературної надпровідної плівки з товщиною 75 нм або 150 нм, в яких спостерігається різкий перехід в сильно дисипативний стан під впливом постійного струму, що проходить через лінію передачі. (О.А.Лавринович, М.Т.Черпак)

Розроблено дослідні зразки виробів, а саме магнітних антидотів з пермалою зі щілинами різного розміру в діапазоні частот 6-10 ГГц. На основі отриманих маргніто-резонансних відгуків побудовано частотно-польові залежності серії досліджуваних зразків. Показано, що з поворотом зразка в площині антидотів спостерігається зміщення частоти резонансу, що обумовлено наявністю полів анізотропії в антидотах. Анізотропія форми нанодота має найбільший вплив серед наявних факторів, що розмагнічують. (Г.О. Харченко)

Розроблено дослідні зразки структурованих феритів прямокутної форми марки 1СЧ4 методом електронного спінового резонансу (ЕСР). Отримано залежність частоти ЕСР/ФМР від:
глибини канавок на поверхні фериту;
спрямування канавок щодо напрямку зовнішнього постійного магнітного поля;
величини зовнішнього постійного магнітного поля.
Показано, що стрибкоподібна поведінка таких залежностей обумовлена переходами резонансних коливань, що виникають у фериті, з однієї просторової моди до іншої. (Г.О. Харченко)

Розроблено експериментальний зразок технології створення генератора на діоді Ганна, частота осциляцій струму якого стабілізується хвилевідно-діелектричним або хвилевідно-коаксіальним резонатором, власна частота якого перестроюється коротко замикаючим поршнем. (І. Г. Скуратовський, О. І. Хазов, Г. С. Шахова)

Розроблено дослідний зразок нової технології вимірювання поверхневого імпедансу зразка в квазіоптичному сапфіровому резонаторі у вигляді асферичного диска. Визначено температурну залежність поверхневого опору R_S  квазімонокристалу YBaCuO поблизу критичної температури T_c у міліметровому діапазоні довжин хвиль. (Баранник О.А., Вовнюк М.В., Черпак М.Т.)

Розроблено математичну методику обробки легеневих шумів біологічних об’єктів. Запропоновано диференціальну діагностику шумів, що може ґрунтуватися на використанні модифікованих взаємно кореляційних функцій спектрів, які відображаються в логарифмічному масштабі, а також їх часових характеристик (змін середнього і середньоквадратичного значень частоти). Показано, що використання порогового критерію дозволяє виділяти в процесі дихання фази вдиху і видиху. При виборі значення порога на 3…6 дБ вище середньоквадратичного значення рівня шумів дихання можна мінімізувати ймовірність повної помилки класифікації.Зіставлення спектрів здорової і ураженої пневмонією легень показало, що при пневмонії за рахунок крепітації при вдиху істотно піднімається рівень високочастотних 400…4000 Гц компонент, приблизно на 5…10 дБ. Аналіз окремих фаз дихання показав, що при фазі видиху відсутні суттєві відмінності при пневмонії від нормальної легені. (О.В. Кривенко)

Розроблено наукову теорію втрат енергії електрона на збудження власних об’ємно-поверхневих мод діелектричного циліндра. Показано, що найбільш ефективно збуджуються моди E-типу. Досліджено втрати енергії магнітного диполя на збудження об’ємно-поверхневих геліконів в твердотільному плазмовому циліндрі. Досліджено випадки прямолінійного руху диполя вздовж твірної циліндра і руху по спіральній траєкторії. Показано, що в першому випадку збудження хвиль відбувається за рахунок ефекту Вавілова–Черенкова, а в другому — за рахунок нормального і аномального ефектів Доплера. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме дисперсійні властивості власних електромагнітних мод в діелектричному циліндрі, на поверхні якого знаходиться двовимірний електронний газ. Отримано дисперсійне рівняння додаткових низькочастотних мод, пов’язаних з наявністю двовимірного шару. Показано, що з ростом радіуса циліндра частоти додаткових мод збільшуються. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме механізму руйнування нелінійного ВТНП копланарного хвилеводу (КПХ), у якому спостерігається ефект лавиноподібного переходу в сильно дисипативний стан. Розвинуто математичний підхід до опису кінетики руйнування S-стану ВТНП КПХ з урахуванням неоднорідного розподілу мікрохвильового струму в смужці надпровідної плівки. Використано міркування, що викладені раніше авторами І.Б. Вендик та О.Г. Вендик стосовно кінетики руйнування S-стану широкої надпровідної плівки постійним струмом на основі рівняння Гінзбурга–Ландау залежного від часу. Залишаючи незмінною їх модель щодо утворення S-N межі в смужці плівки та рух цієї межі до середини смужки, отримано рівняння руху S-N межі для КПХ на основі рівняння руху магнітних вихорів. Отримано чисельні оцінки часу руйнування S-стану: 1) широкої надпровідної плівки складу YBa₂Cu₃O_7-δ постійним струмом; 2) КПХ на основі цієї ж плівки мікрохвильовим струмом. (О.А.Лавринович, М.Т.Черпак)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме ефекту дифракційного випромінювання електромагнітних азимутальних хвиль 8-мм діапазону в діелектричних резонансних структурах з локальними неоднорідностями, що періодично розташовані на їх циліндричній поверхні. Виявлено, що такі структури на власних резонансних частотах формують всеспрямоване електромагнітне випромінювання в азимутальній площині. Сформована діаграма направленості охоплює сектор азимутальних кутів 0⁰-360⁰ та має багатопелюсткову форму. Ширина кожної пелюстки за рівнем –3дБ складає 4⁰. Коефіцієнт підсилення антени в пелюстках досягає 15 дБ. За кутом місця ширина діаграми направленості антени на різних робочих частотах складає від 3⁰ до 5⁰. (О.Є. Когут, Р.С. Доля, С.О. Носатюк)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме ефекту впливу на нелінійну ВТНП-лінію передачі постійного струму. Врахування наступного члена розкладання нелінійної залежності погонного опору від струму дозволяє пояснити аномальний характер внесених втрат від рівня вхідної потужності, що спостерігається в експерименті у разі докритичних температур. Додатковий постійний струм через хвилевід приводить до виникнення області біфуркації в просторі керуючих параметрів. Це проявляється в стрибкоподібній зміні властивостей хвилеводу на межах цієї області і переходу ВТНП копланарного хвилеводу в сильно дисипативний стан. Отримано якісну відповідність властивостей узагальненої феноменологічної моделі результатам експериментальних досліджень. (С.І.Мельник, С.С.Мельник)

Розроблено метод моделювання образів штучного інтелекту за допомогою реєстру квантового комп’ютера. При цьому взаємодія між різними кубітами реєстра і між кубітами та зовнішнім середовищем розглядається не як негативний фактор. Декогеренція і затухання інформації, що є наслідком цієї взаємодії, дозволяє фільтрувати інформацію штучним інтелектом, наближуючи алгоритми його роботи до реального інтелекту. Показано, як періодичне звернення до ділянок реєстру дозволяє скомпенсувати ефекти декогеренції. Негамільтонова еволюція станів системи при цьому дозволяє отримати необхідні ефекти загасання та навпаки, повернення різкості образу. (З.О. Майзеліс)

Розроблено експериментальний макет виробу, а саме випромінюючої антени міліметрових хвиль резонансного типу на основі дисковоого діелектричноого резонатора з азимутально розташованими локальними неоднорідностями на його боковій поверхні та стенд для дослідження її характеристик. Встановлено, що в азимутальній площині антена формує багатопелюсткову діаграму направленості в кутовому секторі 0⁰-360⁰. Коефіцієнт підсилення антени в пелюстках на резонансних частотах складає 12,5 дБ. (О.Є. Когут, Р.С. Доля, С.О. Носатюк)

Розроблено експериментальний зразок технології визначення комплексної діелектричної проникності рідин, що займають малі об’єми, за допомогою квазіоптичних діелектричних резонаторів з капіляром, який заповнено рідиною, що досліджується. Побудовано спеціальні номограми та проведено з високою точністю цикл вимірювань проникності низки референсних рідин. Встановлено концентраційну залежність комплексної проникності водного розчину глюкози. (О.І. Губін, О.А. Баранник, І.О. Проценко, О.А. Лавринович)

Розроблено дослідний зразок нової технології визначення якості води за допомогою датчиків на основі капілярно хвилеводного резонансу (частота близько 65 ГГц), що мають унікальну чутливість по концентрації забруднень (до 0,1%). Технологія дозволяє проводити безперервний контроль якості води в режимі реального часу. (О.В. Кривенко)

Розроблено дослідний зразок нової технології створення багатоканальної автоматизованої смарт-грід системи аналізу акустичних шумів, яка забезпечує диференціальну діагностику стану легень. Обґрунтовано вибір комплектації автономних акустичних сенсорів. Установлено сигнатури акустичних шумів при патологіях, що необхідно для створення алгоритмів їх автоматичного виявлення. Розроблено автономні акустичні сенсори для макетів одноканальної та багатоканальної систем електроаускультації з бездротовою передачею інформації на базову станцію та можливістю безперервної реєстрації даних. Створено прототип цифрових баз даних акустичних шумів легень. Створено лабораторні макети одноканальної та багатоканальної установок. (О.В. Кривенко)

Розроблено методику вимірювання характеристик діелектриків з використанням комплексу субмм діапазону, реалізованого на базі газового лазера, яка дозволяє компенсувати рівень паразитного фону в опорному та вимірювальному каналах і підвищити динамічний діапазон вимірювання діелектричних характеристик. Отримано погонні загасання для матеріалів: пакувального і будівельного пінопластів та полістиролу, які мають величину (0,03…0.4) дБ/мм. Для плавленого кварцу, лейкосапфира, вініпласту, оргскла і флану — (1,5…7) дБ/мм. Для текстоліту і гетинаксу загасання перевищує 20 дБ/мм і трохи менше для склотекстоліту. (О.В. Кривенко)

Розроблено методику використання багатоканальних записів акустичних шумів для диференціальної діагностики стану легень. Розроблено алгоритми автоматичного розпізнавання патологій. (О.В. Кривенко)

Розроблено методичні рекомендації використання метода ферромагнітного резонансу (ФМР) для детального характеризування температурного розвитку наночастини сульфіду заліза Fe₃S₄, відомого як мінеральний грегіт, із середнім розміром кристалітів ~ 30 нм і ~ 120 нм. Особлива увага приділялася аномаліям, які були виявлені в частотно-польових залежностях. Так спектри ФМР при 300 К демонструють наявність малих позитивних полів анізотропії порівнянних значень для менших і більших розмірів зразків. Але спектри при 4,2 К відзначали різницю між зразками з розмірами кристалів 30 нм і 120 нм. Частинки 30 нм зберігають параметри сигналів ФМР щодо резонансної частоти та ширини, тоді як частинки 120 нм демонструють зміну поля від’ємної  анізотропії та помітне збільшення ширини сигналу. Така зміна свідчить про якийсь перехід зі спіновою переорієнтацією, що відбувається десь між 300 К і 4,2 К. (Г.О. Харченко)

Розроблено методичні рекомендації використання теорії довгих ліній для вивчення характеристик резонансних короткозамикаючих (РКЗ) поршнів для ТЕМ- та Н₁₁– коливань у циліндричних позамежних хвилеводах. Доведено можливість визначення точок (приблизно), у околицях яких виникає перетворення типів коливань Н₁₁ у ТЕМ-та навпаки. Експериментально підтверджено наявність цих точок та вплив на добротність хвилеводно-діелектричного та хвилеводно-коаксіального резонаторів (ХДР та ХКР) у околицях таких точок. Точність розрахунку положення цих точок достатня для проектування РКЗ-поршнів (10…15%) і усунення їх з діапазону перестроювання ХДР та ХКР. (Скуратовський І.Г., Хазов О.І., Шахова Г.С.)

Виявлено та підтверджено важливу закономірність мікрохвильового відгуку квазіоптичного діелектричного резонатора (КДР). Проаналізовано експериментальні дані дослідження еволюції мікрохвильового відгуку КДР, коли товщина d_f провідних торцевих стінок (ПТС) змінюється від d_f, що перевищує товщину скін-шару d_s, до d_f << d_s, зокрема, до d_f = 0, тобто без ПТС. Аналіз проводився шляхом порівняння результатів чисельного моделювання, отриманих за допомогою програмного продукту COMSOL, та отриманих експериментальних даних, які відображають незвичайні особливості відгуку сапфірового КДР Ka-діапазону. Немонотонна зміна відгуку резонатора зі зменшенням товщини d_f пояснюється в рамках модифікованої моделі перколяції метал-ізолятор, запропонованої в роботах Крупки (J. Krupka) зі співавторами. В нашому випадку застосовано іншу резонаторну (квазіоптичну) техніку та іншу поляризацію моди, а саме моду HE_14 1 d. Штучно введений розрив надтонкої плівки, що призводить до різкого зростання Q-фактора, узгоджується зі структурою перколяційного матеріалу. Виявлений ефект може бути корисним для розробки мікрохвильових пристроїв з динамічно керованими властивостями метаматеріалів. (О.А.Баранник, І.О.Проценко, М.Т.Черпак)

Виявлено та підтверджено важливу закономірність ефекту невзаємності власних хвиль магнитоплазмового твердотільного хвилеводу, що відрізняються напрямком поширення за азимутальною координатою, а також при зміні напрямку зовнішнього магнітного поля. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Розроблено наукову теорію власних хвиль плазмово-твердотільного (напівпровідникового) хвилеводу циліндричної конфігурації, що розміщено в сильному поздовжньому магнітному полі. Виявлено, що власні хвилі хвилеводу формуються суперпозицією парціальних геліконних хвиль і додаткових гібридних хвиль. Показано, що залежно від електрофізичних і геометричних параметрів хвилеводу та частотного діапазону власні хвилі мають характер об’ємно-поверхневих або сильнозагасаючих поверхневих релаксаційних хвиль. Встановлено, що у беззіштовхувальному плазмовому циліндричному хвилеводі поширюються власні об’ємно-поверхневі гелікони, поширення яких супроводжується поверхневим струмом, що протікає уздовж твірних циліндра. Зіткнення заряджених частинок руйнують поверхневий струм і приводять до утворення додаткових гібридних EH-хвиль, локалізації полів яких зосереджені поблизу бокової поверхні хвилеводу. Відзначено ефект невзаємності власних хвиль, що відрізняються напрямком поширення за азимутальною координатою, а також при зміні напрямку зовнішнього магнітного поля на протилежний. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Розроблено наукову теорію збудження власних об’ємно-поверхневих мод твердотільного циліндра нерелятивістським електроном, що рухається у вільному просторі над поверхнею циліндра паралельно його твірній. В силу нерелятивістського характеру руху електрона поля випромінювання у вільному просторі розраховувалися в електростатичному наближенні, а поля всередині циліндра розраховувалися з урахуванням ефекту запізнювання. З використанням рівнянь Максвелла і представлення полів у вигляді набору просторово-часових гармонік отримано аналітичний вираз для втрат енергії електрона на збудження власних об’ємно-поверхневих мод діелектричного циліндра. Показано, що найбільш ефективно збуджуються моди E-типу. При цьому, величини втрат енергії електрона на збудження мод E-типу приблизно на два порядки перевершують величини втрат на збудження мод H-типу з тими ж значеннями азимутального і радіального модових індексів. Найбільші втрати енергії електрона відповідають збудженню HE₁₁-моди. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Сформовано новий напрям досліджень щодо виявлення природи збудження хвиль геліконного походження в циліндричному плазмовому хвилеводі, який знаходиться в зовнішньому співвісному магнітному полі. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме ефекту нелінійної стабілізації нестійкості трубчастого електронного пучка при його транспортуванні вздовж поверхні твердотільного циліндра. Передбачалося, що пучок є нерелятивістський та в радіальному напрямку є нескінченно тонкий і рухається уздовж поверхні циліндра паралельно силовим лініям зовнішнього постійного магнітного поля, яке перешкоджає поперечний рух електронів пучка. Методом амплітуд і фаз, що повільно змінюються в часі, досліджено механізм нелінійної стабілізації азимутально-симетричних електромагнітних хвиль E-типу з різними значеннями радіальних модових індексів. Фізичною причиною збудження таких хвиль є резонанс Вавилова–Черенкова, а в основі механізму нелінійної стабілізації лежить ефект захоплення частинок пучка полем хвилі, що збуджується. Показано, що зі збільшенням радіального модового індексу хвилі, що збуджується, час насичення нестійкості, максимальні значення та “період” осциляцій амплітуд на нелінійній стадії насичення нестійкості зменшуються. Показано, що на нелінійній стадії нестійкості хвилі, що збуджуються пучком, мають еліптичну поляризацію. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме незалежності мікрохвильового відгуку КДР з плівкою графена від поляризації хвиль шепочучої галереї у разі збудження їх в резонаторі, що суперечить уявленням, які вважалися встановленими. (О.А.Баранник, І.О.Проценко, М.Т.Черпак)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме збудження мод шепочучої галереї в надтонких (у відношенні до робочої довжини хвилі) планарних діелектричних резонаторах в міліметровому діапазоні довжин хвиль. Встановлено, що спектральні характеристики такого резонатора залежать від щільності прилягання металевих дзеркал до плоских поверхонь діелектричного диску. Відмічено, що при збільшенні висоти повітряного зазору від 0 до 0,6 мм власна добротність резонатора збільшується більш ніж у три рази. (О.Є. Когут, Р.С. Доля, С.О. Носатюк)

Розроблено феноменологічну модель ефекту лавиноподібного переходу нелінійної ВТНП-лінії передачі в сильно дисипативний стан. Характер поведінки залежностей мікрохвильових втрат дозволяє розглядати стрибкоподібні зміни властивостей нелінійної ВТНП-лінії передачі, як «катастрофу» типу «складки». (С.С. Мельник, О.А. Лавринович, М.Т. Черпак)

Розроблено аналітичну модель, що ілюструє ефективність роботи квантового нейронного ланцюга у порівнянні з класичним. Показано, що врахування можливості комбінування образів для отримання варіантів розв’язку задач дозволить імітувати творчу поведінку нейронним ланцюгом. (З.О. Майзелис)

Узагальнено рішення окремих наукових проблем виявлення елементарних фізичних механізмів, які лежать в основі взаємодії потоків заряджених частинок з електродинамічними структурами, що працюють в багатомодовому режимі. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Розроблено експериментальні макети виробів, а саме циліндричних, сферичних та півсферичних квазіоптичних резонаторів закритого типу L (1-2 ГГц) та Х (7-12 ГГц) діапазонів для визначення комплексної діелектричної проникності твердих діелектричних матеріалів з діелектричною константою від 1,7 до 20 і тангенсом кута втрат від 10^-3 до 5х10^-5. (О.Є. Когут, Р.С. Доля)

Розроблено експериментальний макет спеціалізованої метеостанції, що поєднує в собі специфічний набір параметрів: спосіб отримання інформації про результати вимірювання у вигляді потоку цифрових даних, широкий діапазон робочих температур, висока точність і швидкість вимірювань, мінімальна вага і габарити, низьке енергоспоживання і порівняно невисока вартість готового виробу. (О.В. Кривенко)

Розроблено дослідні зразки виробів, а саме сенсорів якості води з використанням оптичних випромінювачів різних діапазонів. В лабораторних умовах проведено дослідження ступеню забрудненості джерел водопостачання. Для збору даних про результати вимірювань керуючим персональним комп’ютером було застосовано бездротову лінію зв’язку з використанням специфікації «Bluetooth». Задля моніторингу та збору даних з сенсорів було розроблено комп’ютерну програму, яка дозволяє запускати циклічні вимірювання з встановленим періодом, записувати протокол вимірювань та дані вимірювань. (О.В. Кривенко)

Розроблено методику оперативного та безперервного контролю компонентного складу газових сумішей в магістральних газопроводах. Отримані теоретично і підтверджені експериментально залежності діелектричної проникності газоповітряної суміші від тиску і відсоткового вмісту повітря. (О.В. Кривенко)

Розроблено методику визначення діелектричної проникності діелектриків з використанням хвилеводно-діелектричних та хвилеводно-коаксіальних резонаторів. Проведено вимірювання діелектричної проникності пористих матеріалів на частотах 890 ГГц та 10–12 ГГц. (І.Г. Скуратовський, О.І. Хазов, Г.С. Шахова)

Розроблено методику чисельного дослідження спектральних властивостей об’ємного багато періодичного магнітофотонного кристалу в діапазоні частот 22–40 ГГц. Досліджувана структура складалась з трьох періодів, кожен з яких складався з діелектричного фотонного кристалу обмеженого шаром фериту. Показано, що на перетині заборонених зон структур з великим і малим періодами виникає декілька вузьких піків пропускання. (Г.О. Харченко)

Розроблено методику вимірювання імпедансу і комплексної провідності надпровідників BaFeCoAs і (LiFe)OHFeSe. Отримано температурні залежності комплексної провідності (LiFe)OHFeSe. Виявлено особливість, яка пов’язана з магнітною компонентою у складі надпровідника. (О.А. Баранник, М.Т. Черпак)

Розроблено методику визначення провідності плівок графену, які є складовими частинами квазіоптичних діелектричних резонаторів. Мікрохвильовий (МХ) відгук квазіоптичного сапфірового резонатора з хвилями шепочучої галереї (ШГ) на плівку одношарового графену досліджено в міліметровому діапазоні хвиль (частота близько 40 ГГц) на різних відстанях плівки від основи резонатора. У резонаторі збуджувалася ШГ типу HE_14 1 d, в якій поздовжня компонента електричного поля є переважаючою. На основі фітингу результатів вимірювання і чисельного моделювання МХ відгуку резонатора з плівкою графену отримано значення провідності плівки відомої товщини. Встановлено, що провідність вирощеного за допомогою CVD-методу і перенесеного на кварцову підкладку графену дорівнює (1,026±0,06)´10⁶ См/м. (О.А.Баранник, О.І. Губін, І.О.Проценко, М.Т.Черпак)

Розроблено методичні рекомендації використання планарного двоперіодичного фотонного кристалу для створення вузькосмугових планарних фільтрів одночасно для декількох частот в діапазоні 15–45 ГГц. Структура плоского подвійно періодичного фотонного кристала складається з двох плоских фотонних кристалів з великим та малим періодами. Показано, що в діапазоні перетину частот заборонених зон періодичних структур з малим і великим періодами може з’являтися сімейство вузьких піків коефіцієнта пропускання. (Г.О. Харченко)

Розроблено наукову теорію взаємодії нерелятивістського трубчастого потоку заряджених частинок з немагнітним анізотропним диспергуючим середовищемциліндричної конфігурації. Систематизовано всі можливі типи власних електромагнітних хвиль твердотільного анізотропного хвилеводу. Виявлено, що резонансний характер частотних залежностей діелектричної проникності циліндра приводить до появи ділянок дисперсійних кривих власних об’ємно-поверхневих хвиль E-типу з негативною груповою швидкістю. Виявлено абсолютну нестійкість об’ємно-поверхневих хвиль, що обумовлена особливостями властивостей анізотропного циліндра. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Розроблено наукову теорію ефекту нелінійної стабілізації нестійкості нескінченно тонкого трубчатого електронного пучка у разі його транспортуванні уздовж поверхні твердотільного плазмового циліндра. Виявлено закономірність часу насичення нестійкості і максимальної амплітуди хвилі від радіуса плазмового циліндра. Встановлено, що нелінійна стадія нестійкості починається раніше в електродинамічній системі з меншим радіусом плазмового циліндра. При цьому в такій системі максимальна величина повільної амплітуди має більше значення. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Сформовано новий напрям досліджень мікрохвильових властивостей графена, ультратонких плівок провідників та надпровідників у мм діапазоні довжин хвиль. Експериментально виявлено ефект впливу плівок графена на мікрохвильовий відгук квазіоптичного діелектричного резонатора. (О.А. Баранник, О.І. Губін, І.О. Проценко, М.Т. Черпак)

Сформовано новий напрям досліджень поверхневих станів у планарних мета матеріалах з метою створення високочастотних фільтрів з наперед заданими характеристиками. (Г.О. Харченко)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме на основі експериментального дослідження обґрунтовано версію природи раніше виявленої авторами особливості в температурній залежності мікрохвильових втрат в квазіоптичному діелектричному резонаторі з надпровідною плівкою. (О.А. Баранник, М.В. Вовнюк, М.Т. Черпак)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме проходження гаусових пучків крізь шаруватий надпровідник. Показано, що подібно до ізотропних лінійних оптичних систем для анізотропного шаруватого надпровідника можна також ввести трансфер-матриці перетворення діаметра та кривизни фронту пучка. За їх допомогою вивчено перетворення розподілу інтенсивності у пучку як у випадку шарів, перпендикулярних, так і паралельних напрямку розповсюдження пучка. Така геометрія системи більш придатна для експериментального дослідження і дозволяє моделювати проходження реальних пучків крізь пластини шаруватого надпровідника. (З.О. Майзеліс)

Виявлено нові важливі властивості відомого явища, а саме поширення електромагнітної хвилі ГГц діапазону крізь одномірний фотонний кристал з надпровідними включеннями. Чисельно показано, що за допомогою таких включень можна ефективно керувати спектром поширення електромагнітної хвилі в фотонному кристалі, використовуючи здатність метаматеріалу концентрувати електромагнітну енергію в околиці фотонного кристалу та над провідниковою границею. (Г.О. Харченко)

Розроблено квантовий алгоритм розпізнавання образів за допомогою моделювання системи образів багатокубітною системою. Алгоритм дозволяє не лише оперувати з масивами даних, що накопичуються, але і відсіювати дані. Квантова заплутанність образів дозволяє моделювати взаємозв’язок між ними, а також асоціативні ряди. Визначну роль у алгоритмі відіграє процедура квантового вимірювання образів. При цьому наряду з жорстким і слабким вимірюванням моделюється проміжний випадок. (З.О. Майзеліс)

Розроблено експериментальний макет виробу, а саме періодичної мікросмужкової лінії передачі. Експериментально та чисельно досліджено поверхневі стани у планарних метаматеріалах. Показано, що частоти поверхневих станів можуть бути зміщені всередині забороненої зони шляхом зміни розмірів кінцевих елементів. Для певних значень геометричних параметрів граничних елементів піки поверхневих станів є симетричні чи антисиметричні, для яких електромагнітні поля осцилюють на кінцевих елементах мікросмужкової структури в фазі чи в протифазі. (Г.О. Харченко)

Розроблено дослідний зразок виробу — суматор потужностей напівпровідникових генераторів в безперервному режимі генерації. Вирішено задачу фазової та частотної синхронізації коливань від двох твердотільних діодів шляхом використання планарного дискового діелектричного резонатора. Електромагнітне поле, яке формується в такому резонаторі робочими модами шепочучої галареї, характеризується високою спектральною щільністю, що забезпечує його ефективний зв’язок з генеруючими елементами. Досягнуто складання потужностей випромінювання двох діодів Гана з коефіцієнтом 0.87. Загальна потужність суматора складала близько 150 мВт на частоті 29,25 Ггц. (О.Є. Когут, Р.С. Доля, С.О. Носатюк)

Розроблено дослідний зразок нової технології оцінки якості волоських горіхів. Запропоновано та випробувано хвилеводний метод оцінювання ступеню вологості в ядрах волоських горіхів за показниками послаблення амплітуди сигналу та зсуву фази хвилі, що пройшла крізь горіх. Зразок технології успішно використано в 3-см діапазоні довжин хвиль. Зазначено, що наявність резонансу в АЧХ сигналу, що пройшов крізь горіх, є відмінною рисою пустотілих горіхів. Роздільна здатність методу дозволяє визначити розпізнавальні ознаки горіхів, що відрізняються не тільки ступенем вологості, але й процентним вмістом олії. (О.Є. Когут, Р.С. Доля, С.О. Носатюк)

Розроблено проєкт технологічного процесу водопостачання на основі смарт-грід. Запропоновано для управління системами водопостачання використовувати математичну модель нечітких множин. За результатами лабораторних експериментів розроблено конструкції експериментальних зразків сенсорів якості води для використання в натурних умовах та системи бездротового зв’язку сенсорів з управляючим персональним комп’ютером. (О.В.Кривенко)

Розроблено методику дослідження поверхонь та тонких шарів конденсованих середовищ за допомогою джерела монохроматичного терагерцового випромінювання в режимах порушеного повного внутрішнього відбиття і генерації поверхневих квант-поляритонів, а також з використанням потужного терагерцового випромінювання лазера на вільних електронах. (О.В. Кривенко)

Розроблено методику вимірювання діелектричної проникності біофізичних розчинів, що займають малі об’єми. Дослідження антиоксидантних біомаркерів за допомогою комірки з сапфіровим КДР та МФК показали можливість використання техніки для вимірювання властивостей розчинів біологічних рідин, що займають малі об’єми; з іншого боку, дослідження розчинів рідин з малою молярною масою, наприклад глюкози, з використанням кварцового КДР показують ще вищу точність та кращу межу виявлення речовини у розчині на рівні концентрацій глюкози, еквівалентному такій у крові людини. (О.А.Баранник, О.І. Губін, І.О.Проценко, М.Т.Черпак)

Розроблено методичні рекомендації щодо застосування зіставного (багатошарового) квазіоптичного резонатора як комірки діелектрометра для визначення електрофізичних параметрів слабо поглинаючих речовин. (О.В. Кривенко)

Розроблено методичні рекомендації щодо створення експериментального макету помножувача частоти та стабільного генератора зі зворотнім зв’язком на поділеній частоті у діапазоні 46–53 ГГц на основі комерційного елемента, контрольованого напругою осцилятора. (О.І. Губін, О.А. Лавринович)

Розроблено методичні рекомендації щодо запобігання впливу міжтипової взаємодії ТЕМ- і Н-коливань у резонансному короткозамикаючому поршні, який перестроює хвилеводно-діелектричний або хвилеводно-коаксіальний резонатор, на його добротність та частоту. (Р.І. Білоус, І.Г. Скуратовський, О.І. Хазов, Г.С. Шахова)

Розроблено наукову теорію лінійної стадії нестійкості нерелятивістського трубчастого електронного пучка, що рухається у вакуумі та обдуває діелектричний циліндр. Отримано дисперсійне рівняння зв’язаних хвиль циліндра та хвиль заряджених частинок пучка, а також знайдено інкременти нестійкості. Проведено числовий аналіз електродинамічної системи. Побудовано розподіли поздовжньої компоненти електричного поля в системі циліндр-пучок, що відповідні малим околам областей взаємодії хвиль. Показано, що найбільш ефективно збуджуються зв’язані хвилі, що відповідають власним модам Е-типу діелектричного циліндра з великими азимутальними індексами у разі малої прицільної відстані між електронним пучком та поверхнею циліндра. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Висунуто і обґрунтовано наукову гіпотезу суттєвого зниження омічних втрат в квазіоптичному циліндричному діелектричному резонаторі з провідними торцевими стінками шляхом введення надтонких повітряних зазорів між диском та торцевими стінками, і таким чином досягти підвищення власної добротності резонатора. Показано, що резонатор у разі висоти циліндра на порядок меншої довжини хвилі його власної аксіально-однорідної моди шепочучої галереї має високу добротність. (О.Є. Когут, Р.С. Доля, С.О. Носатюк, Шульга Є.О)

Сформовано новий напрям досліджень взаємодії трубчатого потоку заряджених частинок з диспергуючим, зокрема, лівостороннім середовищем циліндричної конфігурації. Отримано дисперсійні рівняння для власного спектра хвиль середовища і спектра електромагнітних хвиль, що збуджується пучком. Виявлено можливість виникнення абсолютної нестійкості об’ємно-поверхневих хвиль, що обумовлена особливостями спектра власних електромагнітних хвиль, які притаманні лівостороннім середовищам. Показано, що резонансний характер частотної залежності магнітної проникності лівостороннього середовища приводе до появи ділянок дисперсійних кривих з негативною груповою швидкістю. Показано, що найбільший інкремент нестійкості має симетрична об’ємно-поверхнева мода електричного типу з двома варіаціями поля вздовж радіусу. Встановлено, що збуджувальні пучком зв’язані об’ємно-поверхневі HE⁺_ns-моди з великими значеннями радіальних індексів (s>>1) представляють собою моди “шепочучої галереї”, для яких n>>1. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Розроблено алгоритм побудови моделі штучного інтелекту, що базується на використанні квантових дворівневих систем як базових елементів. Такий спосіб моделювання нейронних ланцюгів дозволяє прискорити їх роботу, оскільки дозволяє використовувати відомі алгоритми теорії квантової інформації. Показано, що на відміну від існуючих моделей використання змішаних станів дозволяє коректно моделювати відбір інформації у нейронних ланцюгах, а декогеренція грає визначну роль у прискоренні розрахунків. Матриця густини станів має двочасовий характер, тому рівняння її еволюції набувають більш складної форми. Проаналізовано переваги такого підходу до моделювання квантових нейронних ланцюгів і показано перспективи його використання. (З.О. Майзеліс)

Систематизовано підходи щодо використання теорій взаємодії трубчатого, зокрема, багатоструменевого електронного пучка з циліндричним твердотільним хвилеводом чи резонатором у практиці генерування електромагнітних хвиль. Отримані результати дозволяють запропонувати лівосторонні середовища як сповільнюючі структури в генераторах електромагнітного випромінювання без необхідності забезпечення додаткового зворотного зв’язку подібно до того, як в ЛЗВ. Результати досліджень розширюють і систематизують знання (наші уявлення) про механізми генерування електромагнітних хвиль у електродинамічних системах, які складають основу мікрохвильових генераторів. (Ю.О. Аверков, Ю.В. Прокопенко, акад. НАН України В.М. Яковенко)

Розроблено експериментальний макет виробу, а саме малорозмірний твердотільний генератор 8-мм діапазону, що стабілізований надтонким дисковим діелектричним резонатором. Відносна нестабільність частоти генератора менша ніж 10^-4. (О.Є. Когут, Р.С. Доля, С.О. Носатюк, Шульга Є.О)

Розроблено експериментальний макет виробу, а саме високодобротного хвилеводно-коаксіального резонатора (ХКР) на позамежному хвилеводі з широким діапазоном перестроювання резонансної частоти за допомогою короткозамикаючого поршня. Показано, що для уникання негативного впливу поршня на власні частоти та добротності резонатора треба вибирати резонансну частоту поршня вище найбільш високої власної частоти ХКР в діапазоні перестройки. (Р.І. Білоус, І.Г. Скуратовський, О.І. Хазов, Г.С. Шахова)

Розроблено дослідний зразок виробу, а саме малорозмірного суматора потужностей генераторів на основі діодів Гана, що стабілізовані загальним надтонким дисковим діелектричним резонатором, з коефіцієнтом складання 0,93. (О.Є. Когут, Р.С. Доля, С.О. Носатюк, Шульга Є.О)

Розроблено дослідний зразок виробу, а саме мікросмужкового квазіоптичного діелектричного резонатора на основі плівки високотемпературного надпровідника. (О.А. Баранник, М.Т.Черпак)

Розроблено дослідний зразок виробу, а саме високотемпературної надпровідникової копланарної лінії передачі. Виявлено її нелінійні мікрохвильові властивості та отримано кількісну характеристику впливу на них магнітного поля у разі передачі сильного сигналу. Відмічено пониження температури, при якій відбувається лавиноподібний S-N перехід, що може бути пов’язано з впливом теплових ефектів на лінію передачі. (О.І. Губін, О.А. Лавринович)

Розроблено методику визначення радіаційних втрат квазіоптичних діелектричних резонаторів як сенсорів для вимірювання мікрохвильових властивостей діелектричних рідин та незвичайних надпровідників. Отримано значення комплексних проникностей низки біологічних рідин, що характеризуються великими втратами і займають малі об’єми. Проведено вимірювання у мм та субмм діапазонах за допомогою квазіоптичного діелектричного резонатора з мікрофлюїдним каналом. (О.І. Губін, І.О. Проценко)

Продовжуючи дослідження нелінійних властивостей копланарної лінії передачі (КПЛ) на основі тонкої плівки ВТНП YBaCuO, автори виявили лавиноподібний перехід до сильно дисипативного стану КПЛ при умові пропускання через неї постійного струму. Важливою особливістю виявленого ефекту є його неруйнівний характер. При цьому надпровідні властивості ЛП відновлюються, коли потужність мікрохвильового сигналу або величина постійного струму зменшуються. Автори припускають, що природа виявленого ефекту може бути пов’язаною з самонагріванням тонкої ВТНП плівки в структурі, викликаним протіканням магнітного потоку (magnetic flux flow) при спільному впливі мікрохвильового та постійного струмів. Ефект може мати наукове значення в галузі нелінійної радіофізики та прикладне значення для мікрохвильової техніки. (Губін О.І., Лавринович О.А., Черпак Н.Т.).

Розвиваючи мікрохвильову діелектрометрію на основі високодобротних квазіоптичних діелектричних резонаторів для дослідження біорідин з великими втратами мікрохвильової енергії та малих об’ємів рідини, автори розвинули підхід до розв’язання оберненої електродинамічної задачі в умовах, коли добротність і частота резонатора залежать одночасно від реальної та уявної частини проникності рідини, що досліджується. Метод оригінальний, може мати практичне значення для вивчення та тестування біорідин малих об’ємів. (Баранник О.А., Губін О.І., Проценко І.А.).

Отримано температурну залежність комплексної електронної провідності, знайдено величини двох енергетичних щілин халькогенідного надпровідника FeSeTe. Дослідження проведено на тонкій (100 нм) епітаксіальній плівці. є також публікація японських дослідників щодо цього ж надпровідника, але у формі монокристалу. Результати якісно збігаються з результатами інших авторів, отриманих при дослідженні монокристалу FeSeTe, але є суттєві розбіжності, які вимагають продовження досліджень у цьому напрямку з метою консенсусних висновків (Баранник О.А., Черпак М.Т.).

На основі мікрохвильових імпедансних вимірювань отримано та проаналізовано температурні залежності комплексної провідності надпровідного халькогеніду FeSe_xTe_1-x. Знайдено, що температурна залежність лондонівської глибини проникнення має степеневий характер з показником степеня n=2,4 при низьких температурах, що відповідає уявленням про s+- симетрію параметра порядку в цьому надпровіднику аналогічно пніктиду BaFeCoAs, в якому n=2.8. Підготовлено першу публікацію в науковій літературі стосовно мікрохвильового дослідження плівки FeSe_xTe_1-x. Результати мають значення для встановлення фундаментальних властивостей нових незвичайних надпровідників.

При проведенні досліджень нелінійних властивостей компланарної лінії передачі на основі тонкої плівки ВТНП виявлено ступінчастий характер залежності втрат від температури. Ширина ступінчастої особливості залежить від потужності імпульсного мікрохвильового поля. Природу виявленої особливості ще не установлено, тому вона потребує подальшого вивчення. Отримані експериментальні дані можуть мати практичне значення для мікрохвильової техніки на основі ВТНП матеріалів, а також бути важливими для дослідження нелінійних властивостей надпровідників у мікрохвильовому полі.

Розроблено метод визначення абсолютних значень діелектричної проникності рідин малих об’ємів з великими втратами за допомогою КДР з мікрофлюїдиком. Визначено з великою точністю проникність водних розчинів білків (цитохром-С, альбуміни) та глюкози в залежності від концентрації. Метод і техніка вимірювання оригінальні. Результати роботи можуть визначити основи нового підходу до діелектрометрії біологічних рідин взагалі та діелектрометрії рідин малих об’ємів зокрема. (Баранник О.А., Губін О.І., Лавринович О.А., Проценко І.О., Харченко М.С., Черпак М.Т.).

Отримано співвідношення між ефективним і внутрішнім (об’ємним) поверхневим імпедансом тонких плівок надпровідників в умовах, коли мікрохвильове поле біля поверхні плівки має протилежний напрямок відносно поля біля протилежної поверхні плівки. Співвідношення розширює можливі варіанти розташування тонкої плівки в резонаторі у мікрохвильовому резонаторі і, таким чином, розширює експериментальні можливості дослідження тонких плівок надпровідників (Черпак М.Т.).

Експериментально отримано температурні залежності ефективного мікрохвильового імпедансу тонкої плівки надпровідника FeSe_xTe_1-x. За кордоном досліджувалися інші композити цього сімейства надпровідників. Отримані експериментальні дані дадуть можливість визначити основні характеристики електронної системи FeSe_xTe_1-x (Баранник О.А.).

Створено стабільний генератор мм діапазону хвиль на основі малогабаритного напівпровідникового модуля, аналогів яких в Україні немає. Генератор створено з метою проведення досліджень мікрохвильових властивостей надпровідників та біорідин за допомогою КДР-техніки, що розвивається в ІРЕ НАН України (Губін О.І.).

Узагальнено співвідношення між швидкістю розсіяння квазічастинок, лондонівською глибиною та поверхневим імпедансом при довільному значенні зазначеної швидкості у формулі Друде. Розроблено методику визначення швидкості розсіювання квазічастинок в незвичайних надпровідниках за результатами експериментального вимірювання температурної залежності поверхневого імпедансу цих надпровідників. Отримано оцінку в монокристалі Ba (Fe_1-xCo_x)₂As₂ у надпровідному стані (Черпак М.Т., Баранник О.А.).

Спільно із співробітниками Peter Gruenberg Institute, Forschungszentrum Juelich, Germany (Інститут ім. П.Грюнберга Наукового центру м. Юліх, Німеччина) створено на основі епітаксіальної ВТНП плівки модифіковану лінію передачі типу копланарного хвилеводу з нелінійним імпедансом для продовження вивчення особливостей таких ліній передачі при контролі нелінійності постійним струмом (Губін О.І., Лавринович О.А.).

Розроблено методику опрацювання експериментальних результатів вимірювання температурної залежності поверхневого імпедансу надпровідників малого розміру за допомогою сапфірових резонаторів з хвилями типу шепочучої галереї. Із результатів вимірювання у міліметровому діапазоні хвиль отримано температурну залежність глибини проникнення поля, густини надпровідної електронної компоненти та густини квазічастинкової компоненти нового надпровідника монокристалу типу Fe-пніктида, а саме надпровідника Ba(Fe_1-xCo_x)₂As₂. Результати показують, що надпровідник не належить до надпровідників БКШ-типу. За результатами аналізу температурної залежності глибини проникнення поля та густини надпровідної електронної компоненти симетрія параметра порядку може бути s₊/s_– або нодальною (nodal), тобто з вузлами щілинної функції. Попередній аналіз температурної залежності густини квазічастинкової рідини не виявляє піку когерентності, що не співпадає з даними інших авторів. Ця особливість потребує подальшого вивчення. Продовжено дослідження електродинамічних характеристик сапфірового КДР з ВТНП плівками як ТПС та радіальною щілиною з надпровідником в ній. (Баранник О.А., Черпак М.Т.).

Проведено теоретичний аналіз і моделювання методу дослідження мікрохвильового відгуку ВТНП та близьких матеріалів шляхом вимірювання коефіцієнта відбиття від зразка при проходженні хвилі через хвилевідний кутковий згин з розміщеним на його зрізі зразком при ковзних кутах падіння. Показано доцільність використання куткового згину з плавними переходами, у яких висота хвилевода змінюється за законом гіперболічного тангенса. Визначено умови збільшення чутливості методу та вибрано оптимальні умови з врахуванням висоти розташування зразка відносно хвилевода, кута падіння та лінійних розмірів зразка, що досліджується (Губін О.І., Лавринович О.А.)

Створено лінію передачі типу копланарного хвилевода з нелінійними властивостями на основі ВТНП плівки. Експериментально визначено характеристичну потужність сигналу, за якої починається нелінійна залежність коефіцієнта поширення хвилі від вхідного сигналу. Експериментально показано можливість керування нелінійністю шляхом пропускання через лінію постійного струму. (Губін О.І., Лавринович О.А., Черпак М.Т.).

Вперше отримано температурну залежність мікрохвильового поверхневого опору та поверхневого реактансу нового надпровідного монокристалу Ba(Fe_1-xCo_x)₂As₂. Зазначені результати отримано з використанням запропонованої та розробленої авторами техніки вимірювання імпедансних властивостей нових надпровідників типу Fe-пніктидів. (Баранник О.А., Черпак М.Т., Торохтій К.І.).

Знайдено, що залишковий поверхневий опір (тобто опір при Т®0) у надпровідниках YBa₂Cu₃O_7-x змінюється в залежності від частоти як ω^3/2 для плівок та монокристалів, що дає змогу стверджувати про внутрішню природу цього ефекту. Зазначені результати отримано з використанням нової техніки вимірювання імпедансних властивостей ВТНП, запропонованої та розробленої авторами на основі сапфірових резонаторів з хвилями ШГ (Черпак М.Т., Баранник О.А., Буняєв С.О.)

Обґрунтовано та розроблено новий нерезонансний радіофізичний метод дослідження комплексної провідності високотемпературних надпровідників. Метод, що розроблено, дозволяє проводити дослідження ВТНП в граничних температурних умовах, що має важливе значення для вивчення властивостей ВТНП в області критичної температури та вище її, тобто у нормальному стані. Отримано перші результати стосовно флуктуаційної провідності при температурі, починаючи з 115°К і нижче її. Метод може виявитися корисним для вивчення інших конденсованих середовищ, комплексна провідність або проникність яких змінюється під дією зовнішніх факторів. (Губін О.І., Лавринович О.А., Черпак М.Т.)

За допомогою розробленої в ІРЕ НАН України оригінальної техніки вимірювання на основі сапфірових резонаторів з хвилями ШГ отримано лінійну температурну залежність мікрохвильової провідності оптимально допованої ВТНП плівки YBa₂Cu₃O_7-dпри низьких температурах (<10К), що може свідчити про сценарій спарювання носіїв заряду з d-хвильовою симетрією. Результат узгоджується з даними зарубіжних дослідників. Експериментальне визначення симетрії параметру порядку в ВТНП є важливим елементом в фундаментальній проблемі побудови мікроскопічної теорії високотемпературної надпровідності. (Баранник О.А., Черпак М.Т.).

Вперше досліджено діелектричний резонатор з хвилями шепочучої галереї у формі зрізаного конусу. Експериментально показана можливість індивідуального вимірювання поверхневого опору плівок ВТНП у міліметровому діапазоні хвиль з використанням резонаторів у формі конусу та півсфери, що дозволяє позбавитися процедури вимірювання з трьома парами плівок. (Баранник О.А., Буняєв С.О., Черпак М.Т.).