отчет Отделения теоретической физики им.И.Е.Тамма
- ms word file (281КБ)
- pdf file (583КБ)
отчет об исследованиях по тематике, относящейся к компетенции Отделения ядерной физики РАН
отчет сектора теории сверхпроводимости
отчет сектора теории твердого тела
отчет сектора теоретической биофизики
отчет сектора квантовой теории поля и квантовой статистики
отчет сектора теории элементарных частиц
отчет сектора физики высоких энергий
отчет группы советника РАН В.Гинзбурга
|
Отчет сектора взаимодействия радиоволн с плазмой |
Заведующий сектором - А.В.Гуревич.
В секторе работают 10 сотрудников, среди них 4 доктора физ.-мат. наук,
3 кандидата физ.-мат. наук, 2 сотрудника без степени,
один сотрудник является членом ООФА РАН - академик А.В.Гуревич.
Также в секторе проходили обучение 1 аспирант МФТИ и 5 студентов МФТИ.
Опубликовано или послано в печать 13 научных работ,
сотрудники приняли участие в 3 международных конференциях и сделали 4
доклада.
Число докладов и лекций, прочитанных в России - 17, за рубежом - 1 .
Сектор проводит еженедельный Астрофизический семинар
(руководитель - А.В.Гуревич, секретарь - В.С.Бескин)
Основные научные результаты, полученные в 2003 г.:
- Проанализировано статистическое распределение слабоизлучающих пульсаров,
т.е. радиопульсаров, перешедших в результате эволюции угла наклона осей
на стадию ортогонального ротатора. Подробно анализируются причины, приводящие
к существенному уменьшению потерь энергии для этого класса объектов.
Определено число таких радиопульсаров, а также их распределение по периоду
вращения. Показано, что предсказания теории, основанной на модели токовых
потерь, не противоречат данным наблюдений. (В.С.Бескин)
- Исследована модель происхождения гамма-всплесков при взаимодействии ударной
волны от взрыва сверхновой с магнитосферой замагниченой нейтронной звезды или
белого карлика. Показано, что образование хвоста магнитосферы и ускорение
частиц в нем объясняет основные свойства космологических гамма-вплесков.
(Я.Н.Истомин)
- Предложенная ранее модель строения релятивистского, вращающегося,
замагниченного джета дополнена расчетами процессов ускорения в нем частиц и
излучения ими синхротронного излучения. Найденный спектр быстрых частиц
оказался близок к степенному. Свойства излучаемого от джета синхротронного
излучения близки к наблюдаемым.
(Я.Н.Истомин)
- Найдены структуры магнитного поля и электрических токов,
возникающих в системе аккреционный диск -- нейтронная звезда.
Взаимодействуя с плазмой диска, вращающееся магнитное поле
нейтронной звезды поляризует плазму и возбуждает в ней
электрические токи. Токи сильно искажают первоначальное магнитное
поле. Отклик системы нелинеен, поскольку движение вещества диска
само определяется возникающими полями. Полученную систему
нелинейных уравнений удалось решить используя разложение по параметрам
замагниченности электронов и ионов. Рассчитан угловой момент,
переданный от диска звезде. Результаты расчетов
сопоставлены с данными наблюдений двойных рентгеновских источников.
(Я.Н.Истомин)
- Проведено исследование ускорения электронов в ионосфере Земли
в области отражения мощных радиоволн. Электроны ускоряются спиральными
верхнегибридными волнами, запертыми в неоднородностях плазменной
плотности, вытянутыми вдоль геомагнитного поля, и образованными в
результате развития тепловой неустойчивости под действием поля
электромагнитной волны. Спиральные волны возникают в результате
рассеяния обыкновенной волны накачки на созданных ею неоднородностях
электронной плотности. Рассеяные волны трансформируются на этих
неоднородностях в спиральные верхнегибридные колебания, которые
захватываются в ямы электронной плотности. Возникает сложная
система зацепляющихся нелинейных уравнений. Решение этой системы
позволяет рассчитать функцию распределения ускоренных
частиц. Расчеты используется для объяснения искусственного свечения
ионосферы во время экспериментов по воздействию мощной радио волны
на ионосферу.
(Я.Н.Истомин)
- Исследовался квазиклассический предел для нелинейного уравнения Шредингера
в случае фокусирующей среды при осциллирующих непериодических заданных
на всей оси x начальных условиях. Сформулирована система интегральных
законов сохранения для бесконечного числа усредненных по пространству
плотностей, которые рассчитываются явно по начальным условиям. Исследована
прямая задача рассеяния и показано, что фаза рассеяния является равномерно
распределенной случайной величиной. Эволюция такой системы приводит к развитию
нелинейных колебаний, приобретающих на больших временах статистический
характер. Начат анализ максимизатора N-солитонного решения в
континуальном пределе при N стремящемся к бесконечности.
Построение максимизатора
позволит, как и в случае уравнения Кортевега де Вриза,
определить бесконечный набор cохраняющихся усредненных плотностей
в статистическом состоянии и связать начальное состояние
с установившимся при t стремящемся к бесконечности предельным
статистическим,
тем самым, однозначно определить параметры статистического состояния.
(А.В.Гуревич, К.П.Зыбин)
- Исследована задача о самофокусировке электромагнитной волны в окрестности
верхнегибридного резонанса. Показано, что возникающие в результате этого
взаимодействия мелкомасштабные неоднородности сильно вытянуты вдоль магнитного
поля. Эти нелинейные возмущения имеют пониженную плотность плазмы. В этих ямках
плотности возбуждены верхнегибридные колебания плазмы, амплитуда этих колебаний
и величина возмущения плотности зависят от амплитуды волны накачки. Масштаб этих
возмущений мал по сравнению с длиной волны накачки, поэтому электромагнитная волна
слабо рассеивается на отдельном возмущении. Однако, в области, где сосредоточено
большое количество таких неоднородностей, возникает среднее понижение плотности.
Такое усредненное крупномасштабное понижение плотности приводит к фокусировке
волны накачки, а поскольку величина понижения плотности плазмы зависит от амплитуды
волны накачки, возникает самофокусировка.
Получено нелинейное уравнение, описывающее процесс распространения электромагнитной
волны в неоднородной плазме, где в окрестности верхнегибридного резонанса возникли
мелкомасштабные возмущения. В уравнении учитывается нелинейный член, определяемый
самими возмущениями. Уравнение по форме напоминает нелинейное уравнение Шредингера,
однако нелинейный член этого уравнения существенно отличается от обычного "квадратичного".
Найдено точное решение этого уравнения в бездисперсионном пределе. Показано, что при
распространении волны в описанной выше среде на некотором расстоянии от источника
излучения возникает особенность в распределениии интенсивности.
При учете дисперсии после особенности
происходит распад исходного пучка волн на солитоноподобные сгустки. Аналитически
определен вид стационарного "солитона".
Разработанная теория позволила объяснить сдвиг пятна нагрева
вдоль направления магнитного поля,
наблюдаемый в экспериментах по воздействию
мощных радиоволн на ионосферу.
(А.В.Гуревич, К.П.Зыбин)
- Построена кинетическая теория сильной ленгмюровской турбулентности,
возбуждающейся в области отражения мощной обыкновенной радиоволны
в ионосферной плазме. Определены структура и количество кавитонов,
возникающих в развитой стадии турбулентности. Исследовано ускорение
электронов и показано, что в
|