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 теории элементарных частиц
отчет сектора физики высоких энергий
|
Отчет сектора взаимодействия радиоволн с плазмой |
Заведующий сектором - А.В.Гуревич.
В секторе работает 8 сотрудников, среди них 4 доктора физ.-мат. наук,
три кандидата физ.-мат. наук, один сотрудник является членом ООФА РАН - член-корреспондент
А.В.Гуревич.
Также в секторе проходил обучение 1 аспирант МФТИ, 6 студентов МФТИ,
из них один в 2000 г. защитил диплом.
Опубликовано или послано в печать 17 научных работ,
сотрудники приняли участие в 4 международных конференциях и сделали 8 докладов.
Основные научные результаты, полученные в 2000 г.:
- Построена магнитогидродинамическая модель цилиндрического струйного выброса, погруженного
во внешнее однородное магнитное поле. Показано, что, как и в бессиловом случае, полный
электрический ток в пределах выброса может быть равен нулю. Самосогласованно определена
энергетика частиц, а также структура магнитного поля; все параметры джета существенно
зависят от физических условий во внешней среде. В частности, показано, что в центральных
областях джета может существовать область с дозвуковым течением. При этом в реальных
релятивистских струйных выбросах основная энергия будет переноситься электромагнитным полем
лишь при достаточно больших величинах параметра намагниченности. Показано также, что при
наличии внешней среды известное решение с центральным кором в общем случае не может быть
реализовано.
Построена простая аналитическая модель, описывающая истечение замагниченной плазмы с полным
нулевым злектрическим током. Продемонстрировано, что наряду с коллимацией магнитных поверхностей
вблизи магнитной оси должна иметь место деколлимация в области замыкания тока. Такая
деколлимация может объяснить энергичный экваториальный ветер, наблюдаемый во многих
астрофизических объектах.
Впервые получено аналитическое решение уравнения Грэда-Шафранова для аккреции/эжекции
замагниченной плазмы на черную дыру. Показано, что для трансзвукового случая основные свойства
течения (причем не только величина продольного тока, но и угловая скорость вращания, и,
следовательно, энергетические потери) определяются условиями в области генерации частиц,
а не на горизонте. Тем самым, сняты возражения, касающиеся справедливости процесса
Блендфорда-Знайека, предсказавшие возможность эффективного выделения энергии вращающейся
черной дырой.
Найдена наиболее общая форма уравнения Грэда-Шафранова для случая среды с анизотропным давлением.
Это дает возможность количественного анализа эффектов анизотропного давления на структуру
двумерных магнитогидродина-мических течений. (В.С.Бескин)
- Построен статистический предел в точно интегрируемой системе при детерминистических начальных
условиях гидродинамического типа. Исследована прямая и обратная задача рассеяния, показано, что
при начальных условиях общего вида в асимптотике в точно интегрируемой системе,
описываемой уравнением Кортевега Де Вриза, возникает хаотическое состояние. Найден статистический
максимизатор, описывающий это состояние. При этом показано, что вся бесконечная совокупность
законов сохранения описывается постоянным максимизатором. Проведено обобщение построенной теории
для систем, описываемых Нелинейным Уравнением Шредингера.
Развита теория пробоя на быстрых электронах релятивистских энергий. Теория учла как ионизационные
так и тормозные процессы и предсказала генерацию электронно-позитронных пар. Исследована возможность
наблюдения аннигиляционной линии в интенсивных атмосферных разрядах.
Построена теория генерации быстрых электронов ленгмюровской турбулентностью, возникающей при
воздействии интенсивной радиоволны, на ионосферную плазму. Проведено сопоставление теории с
наблюдениями, показано, что теория хорошо согласуется с экспериментальной функцией распределения
быстрых электронов. Теория также объяснила наблюдаемое в эксперименте значительное количество
быстрых электронов в широкой области вне слоя ленгмюровской турбулентности. Предсказания
пространственного распределения быстрых электронов также хорошо согласуется с экспериментом.
(А.В.Гуревич, К.П.Зыбин)
- Исследовано взаимодействие вращающегося магнитного поля нейтронной звезды с идеально проводящим
аккреционным диском. Показано, что при приближении внутреннего края диска к звезде угловой момент
звезды начинает передоваться ей от диска.
Исследовано распространение электромагнитных волн в магнитосфере радио пульсаров. Разработан
численный код, позволяющий вычислять траектории распространения, поляризацию и затухание всех
собственных мод. Показано, что только Альфвеновские волны могут выходить из магнитосферы.
(Я.Н.Истомин)
Проекты, выполнявшиеся в 2000 году:
- РФФИ № 99-02-18008
"Исследование турбулентных процессов в ионосферной плазме при
воздействии на нее мощных радиоволн". Руководитель: К.П.Зыбин
(1999-2000, 4 исполнителя).
- РФФИ № 99-02-17184
"Образование и структура релятивистских и нерелятивистских струйных выбросов в компактных
источниках". Руководитель: В.С.Бескин
(1999-2001, 3 исполнителя)
- РФФИ № 00-15-96594
"Электродинамика и кинетика нелинейных процессов в космической плазме".
Руководитель: А.В.Гуревич
(проект поддержки научных школ, 8 исполнителя)
- РФФИ № 00-02-16548
"Нелинейная динамика мелкомасштабных и крупномасштабных структур темной материи. Влияние
темной материи на формирование галактик. Природа темной материи".
Руководитель: А.В.Гуревич.
Участие в конференциях:
- Physics of Space: Growt Points and Problems, 10-14 января 2000; Обсерватория Париж-Медон, Франция;
В.С. Бескин (приглашенный доклад);
- Joint European and National Astronomical Meeting, 29 мая – 3 июня 2000, Москва, Россия;
А.В.Гуревич, К.П.Зыбин "Witham Equations and their Applications in Mathematics and Physics"
(приглашенный доклад),
Я.Н.Истомин (доклад и постер);
- IAU Colloquium 182, 16-26 апрель 2000, Китай;
Я.Н.Истомин (приглашенный доклад);
Совместная работа:
- НИРФИ, Н.Новгород и Мэрилендский Университет, США
Взаимодействие радиоволн с плазмой;
- Национальная Лаборатория, Лос Аламосе, США и Всероссийский институт
экспериментальной физики, Саров
Исследование пробоя на быстрых электронах и механизма молнии;
- Университет Дж.Фурье, Гренобль, Франция, обсерватория Париж - Медон,
Институт космических исследований, Москва
Физические процессы вблизи компактных объектов;
- Институт космической физики, Кируна, Швеция
Нейтральные атомы в Галактике;
- Институт космической физики, Упсала, Швеция
Нелинейные эффекты в ионосфере;
- Астрономический институт им.Штернберга, Москва, Специальная Астрофизическая обсерватория РАН
Микролинзирование;
- Утрехтский университет, Голландия
Нейтронные звезды.
Список литературы, опубликованной и принятой в печать
в иностранных журналах в 2000 году:
- V.S.Beskin, R.R.Rafikov
"Energy Loss of Radio Pulsars", In "Pulsar Astronomy -- 2000 and Beyond", Eds. M.Kramer,
N.Wex and N.Wielebinski. Proc. 177 IAU Colloquium (San Francisco: ASP) (2000) pp.371-375;
- V.S.Beskin, R.R.Rafikov
"On the particle acceleration near the light surface of radio pulsars", MNRAS, 313, 445-454 (2000)
- V.S.Beskin, I.Okamoto
"On the MHD Collimation in Compact Objects";
- V.S.Beskin, I.V.Kuznetsova
"On the Blandford-Znajek mechanism of the energy loss of a rotating black hole", Nuovo Cimento B, 115, 795-814 (2000);
- V.S.Beskin, I.V.Kuznetsova
"Grad-Shafranov equation with anisotropic pressure", The Astrophysical Journal, 541, 257-260 (2000);
- V.S.Beskin
"RadioPulsars - what is to be done", Astrophysics and Space Science, (2000) (in press);
- V.S.Beskin, H.Sol, N.L.Zakamska
"Relativistic neutral atoms in Galaxy", Drag action on the MHD flow, Astrophys.Astronomy Trans. (2001) (in press);
- Ya.N.Istomin
"On the Nature of Radio Eclipsing", Pulsar Astronomy – 2000 and beyond, 533, 2000;
- Ya.N.Istomin, A.P.Smornov
"Propagation of Electromagnetic Waves in Pulsar Magnetosphere", Asronomy and Astrophysics (in press);
- Ya.N.Istomin, D.G.Karabaev
"Electromagnetic Interaction of Accretion Disk With Rotating Magnetic Field", MNRAS, (in press);
- A.V.Gurevich, H.C.Carlson, Yu.V.Medvedev, K.P.Zybin
"Generation of electron-positron pairs in runaway breakdown", Phys.Lett A275 (2000) 101-108;
- A.V.Gurevich, H.C.Carlson, G.M.Milikh, K.P.Zybin
"Large Suprathermal Electrons Generated in the Ionosphere Modified by Powerful Radio Waves", J.Geophys Res. 2000 (in press);
- A.P.Chubenko, V.P.Antonova, S.Yu.Kryukov, V.V.Piskal, M.O.Ptitsyn, A.L.Shepetov, L.I.Vildanova, K.P.Zybin, A.V.Gurevich
"Intensive X-ray emission bursts during thunderstorm", Phys Lett. A275 (2000) 90-100;
Список литературы, опубликованной и принятой в печать
в российских журналах в 2000 году:
- В.С.Бескин, Л.М.Малышкин
"К внутренней структуре релятивистских струйных выбросов", Письма АЖ , 26(3), 253-265, (2000);
- Я.Н.Истомин, Б.В.Комберг
"Являются ли аномальные рентгеновские пульсары и мягкие гамма повторители нейтронными
звездами со сверхсильными магнитными полями", Астрономический журнал, 77, N 10, 754, 2000;
- Я.Н.Истомин, Б.В.Комберг
"Природа активности активных галактических ядер", Астрономический журнал (в печати);
- А.В.Гуревич, Н.Г.Мазур, К.П.Зыбин
"Статистический предел в точно интегрируемой системе при детерминимтических начальных условиях", ЖЭТФ т.90(4) 695-713, 2000;
|
