Изучение свойств и процессов в сильнонеидеальной, в том числе коллоидной, плазме

Отчет 245 с., 1 кн., 82 рис., 4 табл., 399 источн. ПЫЛЕВАЯ ПЛАЗМА, ПЛАЗМЕННО-ПЫЛЕВЫЕ ВОЛНЫ, АЛГОРИТМ ВОНГА-ЛАНДАУ, АКТИВНАЯ МЯГКАЯ МАТЕРИЯ, АКТИВНОЕ БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ, ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛА ПЛОТНОСТИ, ФЛЮИД ВОДОРОДА, ЖИДКИЕ МЕМБРАНЫ, КВАРК-ГЛЮОННАЯ ПЛАЗМА, РИДБЕРГОВСКОЕ ВЕЩЕСТВО, НАНОКОМПОЗИТЫ, ЭЛАСТОМЕРЫ, СЕЛЕКТИВНОЕ ОТРАЖЕНИЕ, ДИПОЛЬ-ДИПОЛЬНОЕ УШИРЕНИЕ, НЕРАДИАЦИОННЫЙ ТРАНСПОРТ ВОЗБУЖДЕНИЯ, ЛИНЕЙНАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ КВАДРУПОЛЬНАЯ ЛОВУШКА, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ КОЛЬЦО, ВРАЩЕНИЕ ПЫЛЕВЫХ СТРУКТУР Объектами исследования являются: Плазменно-пылевая система в положительном столбе газового разряда низкого давления Термодинамические свойства неидеальных классических систем частиц Уравнение состояния неидеальных невырожденных систем частиц Электронный газ на положительно заряженном однородном фоне Плазменные среды Активные пылевые частицы в газовом разряде Активное броуновское движение с инерцией Флюид водорода при высоких давлениях Неидеальная плазма цезия Растворители и органические жидкости Заряженные пылевые частицы в плазме Плазменно-пылевая система газового разряда Цепочечные структуры заряженных пылевых частиц Растворы щелочно-галоидных электролитов Двойной электрический слой на границе двух электролитов Заряженные пылевые частицы Плазменно-пылевая система, индуцированная пучком электронов высокой энергии Кварк-глюонная плазма, квантовые ферми-частицы, электронный газ Уравнение состояния неидеальной невырожденной электрон-ионной плазмы Изучение ферроэлектрических потерь в полимер/параэлектрик нанокомпозитах Эффекты электрострикции в полимерах Изучение комплексной роли ориентированной фазы в пьезоэлектриках на увеличение диэлектрической проницаемости Плотный резонансный газ рубидия Гравитирующая двухкомпонентная система частиц с гравитационным притяжением между частицами каждого типа и гравитационным отталкиванием частиц разного типа Свойства однородных и неоднородных нейтральных и плазменных кулоновских систем, в том числе и при наличии микрочастиц Плазменная система, индуцированная пучком электронов высокой энергии, возникающих в наносекундном разряде с полым катодом Комплексная плазма, содержащая ускоренные до сотен кэВ протоны и ионы бора, реализуемая в компактной схеме инерциального электродинамического (осцилляторного) удержания на основе вакуумного наносекундного разряда Заряженные пылевые частицы в электродинамической ловушке Диэлектрические кольца, возбуждаемые плоской ЭМ-волной СВЧ-диапазона Заряженные облака микрочастиц в плазме разряда постоянного тока в неоне Структуры заряженных пылевых частиц в магнитном поле. Целями работы являются: Построение основ теории плазменно-пылевых ионизационных волн и плазменно-пылевых акустических волн, возбуждаемых внешним источником Разработка модели поперечных колебаний плазменно-пылевого столба в поле амбиполярной диффузии Разработка новых численных методов для моделирования термодинамических свойств неидеальных классических систем частиц Расчёт термодинамических свойств простых атомарных жидкостей и электронного газа на положительно заряженном однородном фоне Развитие теории активного броуновского движения с учетом поступательной и вращательной инерции частиц Определение средней кинетической энергии, среднеквадратичного смещения и средней по шуму траектории свободной активной частицы сферической формы с любым моментом инерции и вращательным коэффициентом диффузии в среде с любой динамической вязкостью Изучение свойств кристаллических кластеров и кластеров, состоящих из дефектов в двумерной плотно упакованной жидкости Исследование структурных переходов при расслоении квазидвумерных систем Исследование уравнения состояния флюида водорода при высоких давлениях с учетом влияния квантовых эффектов ядер Исследование уравнения состояния и электропроводности плазмы цезия в области резкого роста проводимости Анализ диэлектрических свойств и растворяющей способности органических жидкостей Разработка методологии для определения температуры кристаллизации растворителей Разработка методов расчета кильватерного потенциала и самосогласованного заряда пылевых частиц в потоке плазмы газового разряда Разработка метода учета влияния плазменного окружения на заряды пылевых частиц, организованных в цепочечную структуру, и сил, действующих на них Разработка подхода для моделирования динамических и структурных свойств цепочечных структур пылевых частиц Исследование структуры двойного электрического слоя на границе двух электролитов Изучение экранирования электрического поля в электролитах в области двойного электрического слоя Совершенствование методики молекулярного моделирования Скейлинг по плотности замерзания транспортных коэффициентов плотных жидкостей Показать, что релаксационные сегнетоэлектрические полимеры могут демонстрирующие гигантский электрокалорический эффект Показать, что релаксорподобные вторичные кристаллы в ОАФ (ВКОАФ), которые предпочтительно растут в структуре кристаллов с вытянутыми цепями (КВЦ), могут дополнительно усиливать пьезоэлектричество Показать, что ультразвуковая обработка высокой мощности может эффективно индуцировать ориентированную аморфную фракцию в гомополимерах ПВДФ полимерах, что улучшает их пьезоэлектрические характеристики Экспериментальное исследование нелинейного отражения от атомных паров рубидия высокой плотности, где диполь-дипольная ширина резонансных переходов превышает доплеровское уширение Исследование влияния гравитационного отталкивания между разносортными частицами на свойства двухкомпонентной гравитирующей системы частиц Изучение неустойчивости Джинса в системе частиц при наличии гравитационного притяжения односортных частиц и гравитационного отталкивания разносортных частиц Теоретическое описание эксперимента по падению атомов антиводорода в гравитационном поле Земли Кинетика распространения вирусов, включая капельные и иные источники заражения Экспериментальное и теоретическое исследование динамических и радиационных свойств комплексной плазмы высоковольтного вакуумного наносекундного разряда с виртуальным катодом, реализуемой в диодоподобной электродной системе с палладиевым анодом, насыщенным водородом и наночастицами бора В поисках путей оптимизации процесса безнейтронного синтеза протон–бор в НВР, изучалось масштабирование (скейлинг) мощности синтеза в зависимости от размера виртуального катода (или внутреннего радиуса анодного пространства) Изучение резонансного рассеяния от двух непараллельных диэлектрических колец, расположенных вдоль волнового вектора падающей СВЧ-волны Изучение резонансного рассеяния от диэлектрического кольца и плазменного элемента в виде положительного столба разряда низкого давления при возбуждении плоской ЭМ-волной СВЧ диапазона Экспериментальные исследования устойчивых и неустойчивых траекторий и влияния воздействий внешнего импульсно-периодического электрического поля на заряженные частицы в линейной квадрупольной электродинамической ловушке при атмосферном давлении Очистка поверхности от пыли с помощью линейной квадрупольной ловушки Численные и экспериментальные исследования взаимного влияния пылевых облаков различной плотности и компонент плазмы разряда постоянного тока низкого давления Исследование механизмов вращения пылевых структур в стратифицированном тлеющем разряде, в голове страты и в области сужения канала тока Исследование влияния параметров разряда на форму пылевой структуры Определение вклада разных механизмов в скорость вращения пылевых структур Построение расчетной модели для объяснения скорости вращения пылевых структур. Методы и методологии проведения работы Для выполнения работ по теме: Предложена теория для описания плазменно-пылевых ионизационных волн и плазменно-пылевых акустических волн, распространяющихся в плазменно-пылевом облаке микрочастиц в газовом разряде низкого давления. В модели используется гидродинамическое приближение для пылевой подсистемы пылевой плазмы в сочетании с кинетическим уравнением для ионов. Для теоретического описания поперечной неустойчивости использовано гидродинамическое описание амбиполярной диффузии плазмы, условие баланса ионизации и рекомбинации в пределах пылевого облака и уравнение движения пылевых частиц, учитывающее их инерцию, трение о газ и электрическую силу в поле амбиполярной диффузии. Развит удобный для использования новый численный метод для исследования термодинамических свойств простых атомарных жидкостей с хорошо известным потенциалом взаимодействия, а также невырожденного электронного газа на положительно заряженном однородном фоне. В рамках двумерной модели активной ланжевеновской частицы находятся аналитические уравнения, которые описывают среднюю кинетическую энергию, среднеквадратичное смещение (функцию массопереноса) и осредненную по шуму траекторию свободной активной частицы сферической формы с любым моментом инерции и вращательным коэффициентом диффузии в среде с любой динамической вязкостью. Для получения жидкостных конфигураций атомов использовался метод классической молекулярной динамики, реализованный для канонического ансамбля (NVT) с термостатом Нозе–Хувера (Nose–Hoover) и периодическими граничными условиями. Анализ дефектов в конфигурациях проводился с помощью разбиения Вороного. Расслоение квазидвумерных систем изучалось на примере монослойного плазменного кристалла в газовом разряде. Кроме того, было проведено численное исследование методом ланжевеновской динамики модельной системы в параболическом конфайнменте. Квантовый метод молекулярной динамики в рамках теории функционала плотности применяется в работе для расчета уравнения состояния, парной корреляционной функции протонов и электропроводности. Учет влияния энергии нулевых колебаний на уравнение состояния и структуру флюида водорода проводится в рамках метода молекулярной динамики на интегралах по траекториям (PIMD – path integral molecular dynamics). С применением метода классической молекулярной динамики определены диэлектрические свойства жидкостей, оказывающие влияние пассивацию электродов продуктами распада кластерных пар ионов. Моделирование диэлектрических свойств растворителей электролитов в рамках модели потенциала межатомного взаимодействия OPLS-AA. На основе разработанного метода проведен вычислительный скрининг растворителей для литий-ионных аккумуляторов. С применением методов машинного обучения проведен анализ температуры кристаллизации органических жидкостей, являющихся перспективными растворителями для литий-ионных аккумуляторов. Для исследования структурных и динамических свойств цепочечных структур пылевых частиц используется подход многомасштабного моделирования. В рамках многомасштабного подхода развиваются и используются уникальные для мировой практики методы и инструменты. Например, в рамках проекта для теоретического предсказания сил, действующих на пылевые частицы в потоке плазмы, проводится одновременное моделирование динамики пылевых частиц и плазмы с самосогласованным расчетом сил, действующих на пылевые частицы, и зарядов пылевых частиц. Самосогласованное моделирование проводится с использованием разработанного автором проекта программного пакета OpenDust, показавшим среди аналогов наилучшую производительность в задаче самосогласованного расчета сил, действующих на пылевые частицы в плазменном окружении. Моделирование с помощью метода молекулярной динамики области контакта двух несмешиваемых электролитов в состоянии термодинамического равновесия с последующим вычислением среднего электрического поля в области контакта электролитов путем решения уравнения Пуассона для усредненной концентрации заряженных компонент растворов. С помощью уравнения Ньютона проводилось математическое моделирование динамики заряженной пылевой частицы в линейной электродинамической ловушке с целью изучения дрейфового движения частицы в переменном электрическом поле ловушки. Выполнен анализ результатов экспериментальных исследований физики пылевой плазмы с использованием установки «Плазменный кристалл-3 Плюс», степень упорядоченности определялась с помощью парной корреляционной функции. Определение параметров взаимодействия пылевых частиц в плотном плазменно-пылевом облаке проводилось путем нахождения наилучшей аппроксимации экспериментально определенной ударной адиабаты сжатия плазменно-пылевого облака теоретическими данными, рассчитанными на основе модельной сильно неидеальной системы Дебая-Хюккеля. Показано, что в плотных жидкостях имеет место подобие транспортных коэффициентов по плотности замерзания. Проведены теоретические исследования по интегральному учету реакции матрицы и кумулятивного поля соседних включений в рамках теории среднего поля в приближении Онсагера. Развита теория деконволюции гистерезисов потерь на основе функций Ланжевена с памятью, с учетом 4-х независимых вкладов. Проведены молекулярно-динамические расчеты нанокомпозита, PVDF с сферическими включениями, под внешним электрическим полем, для определения пьезоэлектрических характеристик пленок. Основной экспериментальной техникой исследования оптических эффектов в плотных сильно поглощающих средах является селективное отражение. Нелинейности могут быть усилены за счет эффекта сужения диполь-дипольной ширины атомных переходов при оптическом насыщении паров. Сформулирована двухжидкостная гидродинамика для двух сортов гравитирующих частиц с притяжением между частицами одного сорта и отталкиванием между частицами разных сортов. Проведено обобщение уравнения Пуассона, в котором для рассматриваемой "гравитационной плазмы" возникает недиагональная матрица гравитационного взаимодействия. На основе ранее предложенной обобщенной модели передачи вирусов SARS-CoV-2 проведено и расширено исследование волнообразного течения эпидемического процесса и влияния карантинных мероприятий на структуру волн эпидемии. Экспериментально применен метод импульсного инерциального электродинамического удержания плазмы в миниатюрном наносекундном вакуумном разряде с палладиевым анодом, насыщенным водородом и бором, с возникновением виртуального катода и соответствующей глубокой потенциальной ямы, удерживающей ускоренные в поле виртуального катода до сотен кэВ протоны и ионы бора, эмиттированные из анода во внутрианодную область в результате бомбардировки Pd анодных трубок пучком ускоренных автоэлектронов и реализацией в результате осцилляторного режима удержания плазмы; описание электродинамических процессов в НВР, приводящих к безнейтронной реакции протон – бор, с помощью численного моделирования в полном электродинамическом коде КАРАТ. Резонансные свойства диэлектрических колец и плазменного элемента в СВЧ-диапазоне экспериментально исследовались при их возбуждении плоской электромагнитной волной, создаваемой рупорной антенной. Численные расчеты рассеяния магнитных полей были проведены с помощью программы CST Microwave Studio во временной области с открытыми граничными условиями. Экспериментальные и численные расчеты удержания заряженных частиц были проведены для линейной квадрупольной ловушки в воздухе при частоте удерживающего гармонического напряжения 50 Гц. Расчеты траекторий частиц в ловушке проводились методом молекулярной динамики путем решения уравнения Ланжевена. С помощью диффузионно-дрейфовой модели однородного положительного столба тлеющего разряда и баланса зарядов в комплексной плазме проводилось математическое моделирование параметров комплексной плазмы, учитывая данные экспериментов. Выполнен анализ результатов экспериментов по формированию пылевых структур в различных областях канала тока. Предложена расчетная модель для учета роли нейтрального газа и ионных потоков во вращении пылевых структур в магнитных полях. Проведены расчеты по этой модели вклада нейтрального газа, а также ионного увлечения во вращение пылевых структур в магнитных полях в канале тока. Результаты работы: Предложена теория для описания плазменно-пылевых ионизационных волн и плазменно-пылевых акустических волн, распространяющихся в протяженном пылевом облаке микрочастиц в газовом разряде низкого давления. В модели используется гидродинамическое приближение для пылевой подсистемы пылевой плазмы в сочетании с кинетическим уравнением для ионов. В одномерном приближении получено волновое уравнение, решение которого определяет дисперсионное соотношение для волн в комплексной пылевой плазме. Полученное дисперсионное соотношение учитывает как процессы ионизации в волне, так и упругие свойства пылевой подсистемы. Разработана новая модель поперечной ионизационной неустойчивости положительного столба разряда постоянного тока с протяженной плазменно-пылевой структурой. Развит удобный для использования новый численный метод для исследования термодинамических величин. Проведены обширные систематические расчеты термодинамических свойств простых атомарных жидкостей с хорошо известным потенциалом взаимодействия. Представлены результаты проведенных обширных расчётов плотности состояний, термодинамических свойств, кинетической и потенциальной энергии, парных корреляционных функций. Предложены аналитические уравнения, которые описывают среднюю кинетическую энергию, среднеквадратичное смещение (функцию массопереноса) и осредненную по шуму траекторию свободной активной частицы сферической формы с любым моментом инерции и вращательным коэффициентом диффузии в среде с любой динамической вязкостью. Заполняется пробел в теории активного броуновского движения в области, где инерция вращения существенно влияет на случайное блуждание активных частиц во всех временных масштабах. Результаты могут быть полезны при статистическом описании самодвижущихся частиц в газе, плазме и сверхтекучем гелии, управляемых полем активных коллоидов и межфазных активных капель, автономных мини-роботов и т.д. Исследованы распределения кристаллических и дефектных кластеров в двумерной жидкости по размерам и изучены структурные свойства кластеров обоих видов. В диапазоне приведенных (нормированных на температуру плавления) температур T* ~ 4..6 обнаружен переход (кроссовер), в котором резко меняются свойства кластеров. Наконец, для описания кристаллических кластеров предложено использовать концепцию “хороших кристаллитов”, что позволяет выделить двумерную жидкость вблизи линии плавления в отдельный класс, с точки зрения свойств кристаллитов в ней. Исследован процесс расслоения квазидвумерных систем частиц, взаимодействующих посредством потенциала Юкавы, который представляет собой каскад структурных переходов с увеличением числа слоев и переходами между треугольной (△) и квадратной (□) кристаллическими решетками (1△→2□→2△→3□→3△). Структурные изменения флюида водорода рассматриваются в рамках методов молекулярной динамики (MD) и молекулярной динамики на интегралах по траекториям (PIMD) с силами межпротонного взаимодействия, определяемыми в рамках теории функционала плотности. Учет квантовых эффектов ядер в рамках подхода PIMD приводит к понижению давления фазового равновесия. Метастабильные ветви изотермы получены на изотермах 700 и 1000 К. Учет эффекта нулевых колебаний приводит к смещению кривой фазового равновесия по температуре на величину T = 300 К. Рассчитана серия изотерм в области температур от 500 до 10000 K и плотностей от 2 до 18 г/см3 разогретого плотного аргона. Получено два указания на возможный плазменный фазовый переход в плазме цезия, связанные со скачком плотности на изотерме (500 и 2000 К) и одновременным резким увеличением среднего заряда ионов. Выполнено моделирование потенциальных растворителей и их диэлектрической проницаемости в модели потенциала межатомного взаимодействия OPLS-AA. Построена модель предсказания температур кристаллизации и плавления для растворителей. Разработан высокопроизводительный программный код OpenDust для численного моделирования плазменно-пылевых систем, оптимизированный для использования графических ускорителей. Исследованы динамические и структурные свойства цепочечных структур пылевых частиц с учетом самосогласованного расчета сил и зарядов в плазменной среде. Показана применимость разработанного подхода для анализа устойчивости и динамики цепочечных структур пылевых частиц в различных пространственных конфигурациях. Исследована структура двойного электрического слоя методом молекулярной динамики. Проводились сравнения электростатических потенциалов, полученных из расчетов молекулярной динамики и через применение модели Гуи-Чапмена. Получена экспоненциальная асимптотика везде, включая область высокой концентрации электролитов. Показаны границы применимости модели идеального раствора в диапазоне концентрированных электролитов. При количестве частиц в сфере Дебая ND = 0.07 (n = 0.7) экранирование заряженной поверхности электрода начинает увеличиваться относительно предсказания модели идеального раствора. Выполнено математическое моделирование и получены данные по распределению эффективной силы, действующей на заряженные пылевые частицы по трем координатам в линейной электродинамической ловушке. Модернизирован экспериментальный стенд и проведены исследования влияния концевых эффектов электродов на удержание заряженных пылевых частиц в электродинамической ловушке. Было обнаружено, что на торцах ловушки возникает аксиальная сила, удерживающая заряженные частицы внутри ловушки. Показано, что в большинстве плотных жидкостей вблизи линии замерзания выполняется скейлинг по плотности замерзания коэффициентов диффузии, вязкости и теплопроводности. Обнаружено, что ультразвуковая обработка высокой мощности может эффективно индуцировать вторичные кристаллы в ориентированной аморфной фракции в гомополимерах ПВДФ полимерах, что улучшает их пьезоэлектрические характеристики. Доказано, что электрострикционный механизм ориентированной аморфной фракции также применим для других сегнетоэлектрических полимеров, таких как нейлоны с нечетным числом атомов углерода и пьезоэлектрические биополимеры. На основе компьютерного моделирования в линеаризованной модели поляризации, показано что нанокомпозитная пленка, содержащая высокополяризуемые включения, самоорганизуется в состояние с двумя поляризациями с появлениен множества новых равновесных структур, таких как жидкости и твердые тела с однородной поляризацией, а также равновесные кластеры и расслоенные состояния с двумя различными характеристиками поляризации, при различной плотности включений и силе электрического поля. Получен простой способ достижения высоких пьезоэлектрических коэффициентов и выходных напряжений при сохранении высокой термостабильности при температурах выше 110°C для нановолоконного поли(винилиден фторида-со-трифторэтилена) [P(VDF-TrFE)] 80/20 мол.% содержащего большие сегнетоэлектрические домены в кристаллах с вытянутыми цепями. После коронной поляризации с использованием воды, была достигнута гигантская пьезоэлектричность (d33 = 1045 ± 20 пК/Н) и высокие выходные напряжения (29,9 ± 0,5 В). Развита новая теоретическая модель по деконволюции экспериментальных поляризация-электрическое поле петель P-E, и определению гистерезиса Pp-Ep сегнетоэлектрических НК BTO380 и параэлектрических НК BTO60 в поли(винилпирролидона) (PVP)/BTO нанокомпозитах. Теоретическая деконволюция выявила три вклада: линейную деформационную поляризацию нанокомпозитов, поляризацию НК BTO (Pp) и поляризацию от сильных межчастичных взаимодействий. Показано, что под действием электрического поля сополимер поли(винилиденфторид-трифторэтилен-хлорфторэтилен) претерпевает большое дипольное изменение энтропии, что приводит к высокому адиабатическому изменению температуры (ΔTEC). Моделирование молекулярной динамики доказывает, что энергетический барьер, который преодолевает трансформация из TTTG в длинную T-последовательность, меньше, чем для всех других конформаций. Проведено исследование спектральной зависимости нелинейного пленения излучения в атомных парах рубидия высокой плотности, где самоуширение резонансного перехода было больше доплеровского уширения. Зарегистрирована ретро-флуоресценция, возбуждаемая узким лазерным пучком с диаметром 0.12 мм. Измерялось эффективное время пленения излучения при различных интенсивностях лазерного пучка. Проведено краткое сравнение некоторых полученных результатов с данными 2020-го года, где диаметр пучка был в полтора раза больше. Предложены перспективные исследования атомных паров высокой плотности. Разработана теория безызлучательного переноса возбуждения в резонансном газе за счет диполь-дипольных взаимодействий. Рассматривается случай большой плотности среды, при которой можно пренебречь переносом возбуждения за счет движения атомов. В качестве источника возбуждения рассматривается облучение границы полубесконечной среды интенсивным резонансным монохроматическим излучением. Перенос возбуждения описывается в рамках диффузионного приближения. Найдено дисперсионное уравнение, описывающее собственные моды в двухкомпонентной "гравитационной плазме" с отталкиванием частиц, относящихся к разным компонентам. При рассмотрении расширенной Lattice-QCD модели нуклонов доля отталкивательной части массы антипротона f может меняться от 0 до 1. Найден инкремент неустойчивости Джинса как функция f. Обнаружена звуковая мода колебаний, не затухающая в отсутствие процессов аннигиляции. Показано, что карантинные меры, вводимые для предотвращения быстрого распространения эпидемий и препятствия перегрузке системы здравоохранения и медицинской помощи, приводящие к снижению заболеваемости, затем частично ослабляются для уменьшения экономического ущерба, вызывая новый всплеск инфекционного процесса - новую волну эпидемии. Математическая модель позволяет описать и оптимизировать течение волнового эпидемического процесса. Выяснилось, что общий выход α-частиц в первых экспериментах с НВР был накоплен только за счет единичных лобовых столкновений протонов и ионов бора, ускоренных в очень узкой потенциальной яме (ПЯ) к оси разряда, и, практически, без осцилляций ионов в ПЯ. Дальнейшее PiC моделирование показало, что в отличии от скейлинга DD синтеза в НВР, количество реакций протон – бор растёт с увеличением объёма анодного пространства, и достигает максимальных значений при таких параметрах разряда (геометрия электродов, величины и форма импульса тока и напряжения), где осцилляции ионов в потенциальной яме виртуального катода хорошо выражены. Обнаружено, что в амплитудно-частотном спектре в области резонанса магнитного поля внутри системы из двух колец возникает резкий провал на резонансной частоте одиночного кольца при наклоне плоскостей колец относительно друг друга. При параллельных плоскостях колец резонансный провал не регистрируется. Обнаружено, что при включении разряда резко возрастает затухание амплитуды резонанса в кольце. Обнаружено, что затухание резонансного рассеяния возникает только при определенной ориентации плазменного столба относительно диэлектрического кольца, когда вектор индуцированной напряженности электрического поля параллелен оси разряда. Для квадрупольной линейной ловушки с частотой удерживающего гармонического напряжения 50 Гц в поперечном сечении экспериментально получены изображения устойчивых и неустойчивых траекторий в воздухе, которые согласуются с выполненным ранее компьютерным моделированием. Обнаружено, что при понижении частоты внешнего воздействия размах колебаний частиц увеличивается и при частоте ниже 20 Гц они вылетают из ловушки. При повышении частоты внешнего электрического поля до 125 Гц происходит стабилизация траекторий частиц, а также уменьшается расстояние между траекториями, Экспериментально продемонстрирована возможность очистки диэлектрических поверхностей от пыли, причем не только в поверхности пластины, ближней к ловушке, но и с нижней поверхности пластины. Продемонстрирована возможность удаления пыли с поверхности малогабаритной солнечной панели, ближней к ловушке. Численно определены параметры плазмы тлеющего разряда низкого давления в неоне с микрочастицами, при которых реализуются области с равными значениями эффективности удержания ионов в облаке микрочастиц. Выявлена связь между температурой поверхности микрочастиц, параметрами облака и параметрами плазмы газового разряда низкого давления в условиях криогенных температур. Обнаружено, что с увеличением концентрации микрочастиц в облаке их нагрев уменьшается. При этом нагрев микрочастиц в облаке зависит от их координат внутри облака, и на периферии облака может быть выше, чем в его центре. Получено удовлетворительное согласие результатов расчета скорости вращения пылевых частиц в магнитных полях в тлеющем разряде по предложенной модели с данными эксперимента. Область применения: Результаты экспериментальных и теоретических исследований представляют интерес: для повышения устойчивости и стабильности разряда в мощных энергетических установках, например, в токамаках для развития теоретических представлений о процессах возникновения и распространения плазменно-пылевых волн в околопланетных кольцах и плазменно-пылевых гало для исследования термодинамических свойств и структуры веществ в экстремальных состояниях, когда существенны эффекты сильного взаимодействия; в теории газообразного, конденсированного и кристаллического состояний вещества, для изучения однородного электронного газа (после перехода к непрерывно распределённому положительному заряду), для исследования плазмы с невырожденной электронной и ионной компонентами. В физике твёрдого тела – для прогнозирования свойств металлов и полупроводников. для интерпретации экспериментальных данных по измерению оптических и транспортных свойств при исследовании фазовых диаграмм плотной плазмы и плотных разогретых веществ для создания литий-ионных аккумуляторов нового поколения. В частности, для разработки растворов электролитов с низкой температурой кристаллизации и высокой степенью диссоциации соли для развития теоретических представлений о свойствах органических жидкостей для численного моделирования плазменно-пылевых систем в различных научных и прикладных областях. В частности, они полезны для исследования механизмов формирования цепочечных структур пылевых частиц в условиях лабораторных и космических плазм, анализа динамики и устойчивости микрочастиц в электрических ловушках, а также для изучения влияния плазменного окружения на их заряд и взаимодействие для проектирования экспериментов в условиях микрогравитации на космических станциях, а также для разработки новых технологий, связанных с контролем и управлением заряженными микрочастицами в плазме, что находит применение в таких областях, как космическая физика, материаловедение и плазменные технологии для уточнения моделей электрической емкости двойного электрического слоя и моделей переноса ионов на границе двух несмешиваемых электролитов с целью поиска новых типов жидких мембран для задач разработки электрохимических источников тока и методов селективного извлечения редких металлов из растворов для создания устойчивых пылевых структур в ядерно-оптических преобразователях энергии (лазеры с ядерной накачкой), при разработке новых источников электрической энергии, основанных на прямом преобразовании ядерной энергии (фотовольтаическая батарея), а также для повышения эффективности фильтрации газовых сред для развития теоретических представлений о процессах кристаллизации в сильнонеидеальных системах, что является фундаментальной научной проблемой и важно для создания новых материалов; для диагностики зарядов пылевых частиц и дебаевского радиуса в плотных плазменно-пылевых облаках для теоретической оценки кинетических и термодинамических свойств плотных жидкостей для разработки легких, гибких и емкостных нанокомпозитов с высоко-диэлектрическими включениями для применения в электрических устройствах, включая батареи, накопительные конденсаторы, которые крайне необходимы для робототехники и других передовых технологий, таких как создание искусственных мышц, новых медицинских систем по локальной доставке лекарств для лечения рака, новых материалов в оптоэлектронных приложениях, фотоэлектрических приложениях, а также в разработке плазмонных биосенсоров и гиперболических метаматериалов Развитая нами теория деконволюции гистерезисов, где методом итераций можно разложить любой гистерезис потерь на разные составляющие, может быть применен для разных, как физических, так и экономических и социальных гистерезисов для осознания сущности самого гистерезиса. Более того, наши уникальные эксперименты по обработке PVDF ультразвуком могут быть рассмотрены как новый метод по улучшению PVDF пьезоэлектричества полученные взаимосвязи между интенсивностью насыщающего излучения и спектральными параметрами атомных переходов в атомных парах высокой плотности необходимы для понимания и применения нелинейных оптических эффектов в этих средах, таких как селективное отражение, четырех-волновое смешение, самофокусировка и филаментация для создания оптически управляемых нелинейных элементов типа переключателей и частотных фильтров на основе изученных эффектов для изучения вариантов неустойчивости Джинса, являющейся одним из главных механизмов формирования галактик, для изучения процессов в ранней Вселенной, для понимания и объяснения наблюдающегося ускоренного расширения Вселенной, для объяснения барионной асимметрии Вселенной и нахождения объяснения этому. Для объяснения экспериментов 2023 года в ЦЕРНе, по гравитационному взаимодействию антипротонов с Землей для изучения и описания наблюдаемого волнообразного течения эпидемии SARS-CoV-2 (и других эпидемических инфекций) за счет административно вводимых карантинных мероприятий. Для оптимизации протекания эпидемического процесса и минимизации наносимого эпидемией ущерба. Результаты математической модели также могут применяться к волнам эпидемии, связанным с появлением новых штаммов вируса, вызывающего COVID-19 для фундаментальной задачи в области перспективной безнейтронной («чистой») энергетики будущего для прикладных задач создания импульсных источников быстрых частиц (работающих в режиме «включить-выключить») для материаловедения, медицины, электроники и других междисциплинарных приложений, включая аэрокосмические для создания метаматериалов, метаповерхностей, а также для управления излучением в системах передачи сигналов для создания устойчивых структур заряженных частиц в воздухе при атмосферном давлении для создания фильтров для очистки газовых потоков, а также устройств для очистки поверхностей, в том числе солнечных элементов для развития теоретических представлений о процессах самоорганизации в сильно неидеальных системах для развития плазменных технологий, создания ионных ловушек на основе комплексной плазмы для разработки способов управления пылевыми частицами в различных экспериментальных и промышленных установках.