Отделение теоретической физики им.И.Е.Тамма Об Отделении
сотрудники
научные отчеты структура
исследования
семинары, события

отчет о научной деятельности в 2001г.
Сектор взаимодействия радиоволн с плазмой (заведующий - 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.:
  1. 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)

  2. 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)

  3. 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)

  4. 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)

  5. 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)

  6. 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)

  7. 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)

  8. 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:
1. 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)

2. 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)

3. 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)

4. МНТЦ № 1480
"Электрический пробой воздуха с убегающими электронами и его участие в инициировании молнии". Руководители: Л.П.Бабич (ВНИИЭФ, Саров), А.В.Гуревич

5. 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)

6. Программа РАН "Солитоны и Хаос"
 

Участие в конференциях:

1. V Международная конференция по гравитации и астрофизике стран Азиатско-Тихоокеанского региона (IGCA-5), 1-7 октября 2001 г.Москва;
В.С.Бескин (приглашенный доклад);

2. 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);

3. Международная конференция по исследованию Вселенной в рентгеновских лучах, март 2001г., Лез Арк, Франция;
В.А.Сирота (доклад);

4. Всероссийская конференция "Актуальные проблемы внегалактической астрономии", 23-26 апреля 2001г., Пущино;
В.С.Бескин (доклад);

5. 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:
  1. V.S.Beskin
    "Radio Pulsars - what is to be Done", Astrophysics and Space Science, 277, 237-246 (2001);
  2. V.S.Beskin, H.Sol, N.L.Zakamska
    "Drag action on the MHD flow", Astrophys.Astronomy Trans. (2001) (in press);
  3. 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);
  4. 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);
  5. 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);
  6. Ya.N.Istomin, A.V.Makarov
    "Resonance accretion on the magnetized rotating neutron star", astro-ph/0103341 (2001);
  7. 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:
  1. 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;
  2. А.В.Гуревич, К.П.Зыбин
    "Пробой на убегающих электронах и электрические разряды во время грозы", УФН № 11 (2001);
  3. 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);
  4. 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);
  5. 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);


 

главная страница научные отчеты как нас найти полезные ссылки карта сайта/поиск top
© 2001, Отделение теоретической физики им.И.Е.Тамма