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 сектора взаимодействия радиоволн с плазмой |
Заведующий сектором - А.В.Гуревич.
В секторе работают 9 сотрудников, среди них 4 доктора физ.-мат. наук,
3 кандидата физ.-мат. наук, один сотрудник является членом ООФА РАН - член-корреспондент
А.В.Гуревич.
Также в секторе проходили обучение 3 студента МФТИ.
Опубликовано или послано в печать 12 научных работ,
сотрудники приняли участие в 3 международных конференциях и сделали 4 доклада.
Основные научные результаты, полученные в 2001 г.:
- Исследована возможность обнаружения пульсаров, которые уже перестали излучать
в радиодиапазоне. Хорошо известно, что рождение вторичной плазмы в области
замкнутых силовых линий становится невозможным лишь при периодах
P > Pгр~105B124/3 секунд, так
что при P < Pгр часть замкнутых силовых линий по-прежнему остаются
заполненными вторичной электронно-позитронной плазмой. Значение предельного
периода оказывается достаточно большим, так что электродинамические процессы у
потухших радиопульсаров могут играть заметную роль ещё достаточно продолжительное
время. Соответственно, в области открытых силовых линий, где должно генерироваться
сильное продольное электрическое поле, может происходить эффективное ускорение
частиц, что должно привести к наблюдаемому излучению, связанному с изгибными
потерями. Полная интенсивность такого излучения связана с количеством заряженных
частиц, попадающих в область сильных продольных электрических полей, что напрямую
зависит от работы выхода частиц с поверхности пульсара. Таким образом, анализ
излучения потухших радиопульсаров позволяет сделать вполне определенный вывод о
величине работы выхода частиц и, следовательно, получить независимую информацию
о структуре области ускорения частиц вблизи магнитных полюсов радиопульсаров.
Рассмотрены две модели: модель с затрудненным выходом частиц с поверхности пульсара
и модель со свободным выходом частиц с поверхности пульсара. В модели с затрудненным
выходом число частиц, покидающих магнитосферу пульсара, очень мало, и их излучение
не может быть зарегистрировано современными приборами. В то же время, для модели
Аронса и число частиц, и энергия излучения достаточно велики, так что существует
возможность детектировать такие "потухшие" пульсары при помощи систем Glast и Veritas.
(В.С.Бескин)
- Рассмотрена внутренняя структура тонкого аккреционного диска при аккреции на
центрально-симметричную чёрную дыру. Мы показали неприменимость стандартного
приближения, когда предполагается, что движение вещества близко к радиальному.
Анализ показал, что вещество, пройдя расстояние не большее, чем характерная толщина
диска при r = 3rg, приобретает полоидальную скорость порядка скорости
звука, которая меняется к этому моменту на множитель порядка единицы. В этом месте
все слагаемые поперечной компоненты релятивисткого уравнения Эйлера становятся
величинами одного порядка, что указывает на неприменимость приближения
"slim disc". (В.С.Бескин)
- Разработана теория пробоя на убегающих электронах в неоднородном электрическом
грозовом поле. Вычислена функция распределения быстрых электронов и рентгеновское
излучение генерируемое ими. Показано, что спектр рентгеновского излучения имеет
вполне определенную форму — максимум излучения находится при 50 - 60 кэВ и его
интенсивность быстро спадает как к большим так и к малым энергиям.
(А.В.Гуревич, К.П.Зыбин)
- Развита нелинейная теория самофокусировки волны накачки на мелкомасштабных
неоднородностях ионосферной плазмы генерируемых в области отражения мощной
волной. Показано, что в результате нелинейного взаимодействия образуются
крупномасштабные солитонообразные структуры, состоящие из большого числа
мелкомасштабных неоднородностей, вытянутые вдоль магнитного поля. При этом
в этих структурах возникают наиболее благоприятные условия для нагрева плазмы.
Разработанная теория позволила объяснить наблюдаемое в последних экспериментах
сильное возрастание электронной температуры и сдвиг области нагрева в направлении
магнитного поля Земли. (А.В.Гуревич, К.П. Зыбин)
- Построен статистический предел для дефокусирующего нелинейного уравнения
Шредингера при детерминистических начальных условиях гидродинамического типа.
Вычислен максимизатор, описывающий это состояние. Устанавливается однозначная
связь статистического состояния с детерминированным начальным состоянием.
При этом в системе выполнены все законы сохранения (А.В.Гуревич, К.П.Зыбин)
- Решена задача о дифракции поперечной волны на вытянутых вдоль магнитного поля
узких неоднородностях плотности. Показано, что электромагнитное поле разбивается
на отдельные области, содержащие определенное количество неоднородностей.
Обнаружено также, что поперечная волна из-за дифракции отражается до точки
плазменного резонанса, что может объяснять отсутствие возбуждения ленгмюровской
турбулентности в области отражения волны. Размеры дифракционных пятен
соответствуют наблюдениям. (Я.Н.Истомин)
- В подтверждение гипотезы об электродинамической природе энерговыделения в
выбросах из активных галактических ядер при наличии в них массивного центрального
объекта и околоядерного замагниченного кеплеровского диска, указывается на
сходство соотношений, полученных для активных галактических ядер и радиопульсаров.
(Я.Н.Истомин)
- Найдены резонансные условия для возбуждения МГД колебаний в системе магнитосфера
– аккреционный диск. Предложенная модель объясняет узкие линии QPO
(квазипериодические осцилляции) в рентгеновском излучении в диапазоне 1 килогерца.
Предложена процедура, используя данные наблюдений, определения масс и радиусов
нейтронных звезд, входящих в двойные рентгеновские источники. (Я.Н.Истомин)
Проекты, выполнявшиеся в 2001 году:
- РФФИ № 99-02-17184
"Образование и структура релятивистских и нерелятивистских струйных выбросов в компактных
источниках". Руководитель: В.С.Бескин
(1999-2001, 3 исполнителя, полное число участников - 5)
- 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
(2000-2002, 6 исполнителей, полное число участников - 7)
- РФФИ № 00-15-96594
"Электродинамика и кинетика нелинейных процессов в космической плазме".
Руководитель: А.В.Гуревич
(проект поддержки научных школ, 9 исполнителей, полное число участников - 15)
- МНТЦ № 1480
"Электрический пробой воздуха с убегающими электронами и его
участие в инициировании молнии".
Руководители: Л.П.Бабич (ВНИИЭФ, Саров), А.В.Гуревич
- INTAS № 99-1068
"Резонансные и авторезонансные эффекты в динамике нелинейных волн,
солитонов и вихрей".
Руководитель: Л.Фридланд (Хебру университет, Иерусалим, Израиль)
(проект поддержки научных школ, 9 исполнителей, полное число участников - 15)
- Программа РАН "Солитоны и Хаос"
Участие в конференциях:
- V Международная конференция по гравитации и астрофизике стран Азиатско-Тихоокеанского
региона (IGCA-5), 1-7 октября 2001 г.Москва;
В.С.Бескин (приглашенный доклад);
- Международная конференция по взаимодействию мощных радио волн с ионосферой Земли, апрель 2001г., Санта-Фе, США;
А.В.Гуревич (приглашенный доклад),
К.П.Зыбин (стендовый доклад);
- Международная конференция по исследованию Вселенной в рентгеновских лучах, март 2001г., Лез Арк, Франция;
В.А.Сирота (доклад);
- Всероссийская конференция "Актуальные проблемы внегалактической астрономии", 23-26 апреля 2001г., Пущино;
В.С.Бескин (доклад);
- Всероссийская конференция "Физика нейтронных звезд", 6-8 июня 2001г., Санкт-Петербург,;
В.С.Бескин (доклад);
Преподавание:
Два сотрудника являются преподавателями Кафедры проблем физики и астрофизики
факультета общей и прикладной физики МФТИ:
- В.С.Бескин - "Общая астрофизика" и "Магнитная гидродинамика" и
- Я.Н.Истомин - "Нелинейные волны" и "Физическая кинетика".
Совместная работа:
- НИРФИ, Н.Новгород, Мэрилендский Университет, США и Дартмунд колледж, 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 2001 году:
- V.S.Beskin
"Radio Pulsars - what is to be Done", Astrophysics and Space Science, 277, 237-246 (2001);
- V.S.Beskin, H.Sol, N.L.Zakamska
"Drag action on the MHD flow", Astrophys.Astronomy Trans. (2001) (in press);
- A.V.Gurevich, H.C.Carlson, Yu.V.Medvedev, K.P.Zybin
"Kinetic theory of runaway breakdown in inhomogeneous thundercloud field",
Phys.Lett.A 282, 180 (2001);
- A.V.Gurevich, H.C.Carlson, K.P.Zybin
"Nonlinear structuring and southward shift of a strongly heated region
in ionospheric modification", Phys.Lett.A 283, 251 (2001);
- Ya.N.Istomin, T.B.Leyser
"Diffraction of electromagnetic waves by small scale geomagnetic
field-aligned density striations", Physics of Plasmas, v.8, 4577-585 (2001);
- Ya.N.Istomin, A.V.Makarov
"Resonance accretion on the magnetized rotating neutron star",
astro-ph/0103341 (2001);
- Ya.N.Istimin, B.V.Komberg
"The magnetospheric flare on a compact magnetized object - the model for
the cosmological burst (GRB)", Astronomy & Astrophysics (2001) (in press);
Список литературы, опубликованной и принятой в печать
в российских журналах в 2001 году:
- В.С.Бескин, И.В.Кузнецова, Л.М.Малышкин
"Внутренняя структура цилиндрических струйных выбросов",
в сб. "Астрофизика на рубеже веков", под ред. Н.С.Кардшева,
Р.Д.Дагкесаманского, Ю.А.Ковалева, ЯНУС-К:M, сс.342-349;
- А.В.Гуревич, К.П.Зыбин
"Пробой на убегающих электронах и электрические разряды во время грозы",
УФН № 11 (2001);
- Я.Н.Истомин, Б.В.Комберг
"Активные ядра галактик: массивный централь-ный объект с аккреционным
кеплеровским диском и закрученным магнитогидродинамическим выбросом,
как массивный соосный пульсар", Астрономический журнал, т.78, сс.871-875 (2001);
- Н.Г.Мазур, В.В.Геогджаев, А.В.Гуревич, К.П.Зыбин
"Статистический пре-дел в решении нелинейного уравнения Шредингера при
детерминированных начальных условиях", ЖЭТФ (направлено в печать);
- Я.Н.Истомин, Б.В.Комберг
"Гамма всплеск как результат взаимодействия ударной волны от взрыва
сверхновой с нейтронной звездой - компаньоном тесной пары",
Астрономический журнал (в печати);
|
