краткая информация история Отдела годовые отчеты 1945 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975   1979 1980       1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 персоналии

Отчеты Отделения за 2003 г.   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 взаимодействия радиоволн с плазмой 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 теоретической биофизики Заведующий сектором - Д.С.Чернавский. В секторе работают 4 сотрудника, среди них 3 доктора наук, а также 1 аспирант. Опубликовано или направлено в печать 21 научных работ, сотрудники приняли участие в 3 международных и российских конференциях (сделано 5 докладов) Основные научные результаты, полученные в 2003 г.: На основе результатов изучения коллективных мод в небольших системах диффузионно-взаимодействующих сильно нелинейных детерминированных осцилляторов, начаты исследования динамики таких систем при наличии внешнего белого шума. Отдельные элементы систем одинаковы, двумерны и могут находиться как в автоколебательном, так и в возбудимом состоянии. Модели изолированных элементов содержат в явном виде параметр, отвечающий за степень релаксационности осциллятора. В качестве взаимодействия, отвечающего за генерацию новых ритмов, рассмотрена линейная диффузия медленной переменной релаксационного осциллятора. Геометрия малых сетей пока ограничена изучением цепочек и колец, т.е. систем с двумя соседними элементами. К настоящему времени найдены основные детерминированные аттракторы вблизи бифуркации Хопфа для цепочек из четырех элементов и основные стохастические аттракторы, возбуждаемые шумом, приложенным к тем же элементам, но находящимся в возбудимом состоянии вблизи бифуркации Хопфа. Проведены специальные исследования роли релаксационности в генерации разнообразия предельных циклов, в скоростях установления детерминированных аттракторов и во временах переключений между аттракторами. Показано, что чем сильнее нелинейность, тем богаче набор аттракторов в системах с ингибиторной связью и тем быстрее переходы между аттракторами. Детальный анализ траекторий объяснил полимодальное распределение временных интервалов между сигналами, генерированными в этих системах при наличии шума. (Е.И.Волков) Разнообразие аттракторов, различающихся периодами и фазовыми соотношениями, открывает возможности для появления новых типов "когерентного" и "стохастического" резонансов. Показано, что в дополнение к классическому «стохастическому» резонансу, который ярко проявляется при небольших интенсивностях шума, в системах с ингибиторной связью, увеличение шума может приводить к дополнительному усилению подпороговых сигналов, причем это усиление зависит от периода сигнала. (Е.И.Волков) Были проанализированы механизмы развития неустойчивости однородного пространственного распределения нелинейных подвижных взаимодействующих между собой элементов и их перехода в неоднородное пространственно-распределенное состояние. Известно, что в системе, обладающей исключительно диффузионным механизмом переноса, формирование стационарной неоднородной диссипативной структуры возможно только, если диффузия ингибитора существенно превышает диффузию активатора (так называемая тьюринговская неустойчивость). Нами показано, что наличие конвективного механизма переноса может коренным образом изменить ситуацию. В частности, показано, что направленные навстречу друг другу конвективные потоки ингибиторной переменной могут приводить к нарушению устойчивости однородного состояния в пространственно-распределенной системе. Выведены условия реакционно-конвективно-диффузионной неустойчивости, которые являются обобщением условий тьюринговской неустойчивости в реакционно-диффузионной системе. Полученные аналитические результаты подтверждены численными экспериментами на примерах моделей конкретных химических и биологических систем. (А.А.Полежаев) Проведены дальнейшие исследования предложенной ранее математической модели борьбы условных информаций, которая имеет форму системы нелинейных дифференциальных уравнений. Проведен параметрический анализ модели борьбы условных информаций. Показано, что усиление антагонизма между "своими" и уменьшение антагонизма по отношению к "чужим" приводит к вытеснению "своего" кластера. Показано, что параметры модели в основном определяются не материальными, а скорее духовными факторами, такими как "любовь (или "нелюбовь") (толерантность не толерантность) к ближнему", приятие или неприятие "чужого" (т.е. "образ врага2) и т.п. Показано, что в неоднородной среде, где существуют барьеры миграции, границы между кластерами располагаются вдоль них и стабилизируются. Однако, при увеличении длины миграции, стабилизация нарушается. Модель реализована в компьютерном варианте в диалоговом режиме. Пользователь имеет возможность изменять параметры во время процесса и наблюдать реакцию системы. В таком виде модель применена к описанию макроисторических процессов в период становления европейских государств. Показано, что модельный сценарий образования крупных государств (за счет объединения и/или вытеснения мелких) качественно согласуется с реальным развитием событий. При этом весьма важную роль играют нематериальные факторы. (Д.С.Чернавский, О.И.Кривошеев) Исследована роль коммуникативной условной информации в развитии биосферы. Детально прослежена роль условной информации у социальных насекомых (пчелы, муравьи). Выделено два вида кодов: одинарный, в котором каждому объекту соответствует один символ, и комбинаторный, в котором объекту соответствует определенная комбинация символов. Показано, что при низком уровне развития, когда число используемых объектов невелико, эффективен одинарный код. Однако, при развитии вида, когда число различных объектов, вовлеченных в жизненный обиход, становится слишком большим (порядка десятков тысяч), необходим комбинаторный код. Последний позволяет при ограниченном числе символов (звуковых и/или письменных) порядка 30, описать практически неограниченное (факториально большое) число объектов. Примером комбинаторного кода является членораздельная речь, где объекту (или действию) соответствует комбинация звуков, т.е. слово. Тоже относится и к алфавитной письменности. (Д.С.Чернавский) Проведено исследование перемешивающего слоя на ряде динамических моделей с аддитивным шумом. В каждой модели разработан алгоритм определения "момента истины". Для формулировки общего алгоритма необходим и разрабатывается алгоритм распознавания моделей. (Д.С.Чернавский, О.И.Кривошеев) Рассмотрен ряд конкретных задач медицинского и нейрофизиологического характера. Предложена и исследована модель нейропроцессора, способного к самообучению управлением движениями. Она сопоставлена с нейросетью коры мозжечка. Показано, что имеет место качественное согласие в структурном и функциональном аспектах. (Д.С.Чернавский)