Структуры, динамика и волны в лабораторной и космической плазме, квантовых материалах и газах

В рамках НИР планируется исследование взаимодействия различных волн и фракций частиц в лабораторной и космической плазме, квантовых материалах и газах, сопровождающегося генерацией нетеплового когерентного излучения, развитием неустойчивостей, образованием пространственно-временных структур магнитных и электрических полей и концентрации и потоков плазмы, в том числе: экспериментальное и теоретическое исследование особенностей развития разряда, возникающего в открытых магнитных ловушках под действием мощного электромагнитного излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов длин волн в условиях электронно-циклотронного и плазменного резонансов, определение основных параметров плазмы при различных интенсивностях и частотах поддерживающего разряд излучения в импульсном и непрерывном режимах работы; поиск оптимальных режимов СВЧ нагрева плотной неравновесной турбулентной магнитоудерживаемой плазмы в лабораторных условиях, исследование возможностей микроволнового нагрева такой плазмы с высоким уровнем газодинамического давления в перспективных установках с магнитным удержанием; исследования процессов распространения, трансформации и рассеяния микроволнового, терагерцового и лазерного излучения в турбулентной плазме, удерживаемой в лабораторных магнитных ловушках, и в свободном разряде; исследование новых схем компрессии лазерных импульсов в плазме с целью получения пета- и экзаваттных импульсов с длительностью в несколько оптических периодов поля, исследование особенностей электрон-ионных столкновений в плазме с сильным электромагнитным полем при учете влияния квантовых эффектов; изучение характеристик плазмы, поддерживаемой излучением гиротрона миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, и поиск новых возможностей ее применения; аналитические и численные исследования генерации терагерцового излучения при ионизации газов многоцветными фемтосекундными лазерными импульсами; теоретический и численный анализ распада сильного разрыва в плазме, в том числе лазерной; исследование фундаментальных закономерностей взаимодействия плазмы и излучения в экстремальных условиях астрофизических объектов, изучение ударных волн и излучения ускоренных ими частиц в бесстолкновительной плазме; исследование фундаментальной роли фотосферной конвекции в генерации интенсивных магнитных полей, электрических токов и инициировании активных процессов на Солнце и звездах поздних спектральных классов; исследование эффективности взаимодействия трехмерных магнитных структур с потоками бесстолкновительной плазмы в солнечной короне и солнечном ветре; исследование происхождения тонкой структуры динамических спектров радиоизлучения планет - гигантов и проблемы диагностики их магнитосфер; сравнительный анализ общих электромагнитных свойств плазмы в короне Солнца, солнечном ветре и в магнитосферах планет-гигантов; изучение плазменно-волновых процессов, в том числе с возбуждением коротких электромагнитных импульсов, и токовых систем в околоземном космическом пространстве, разработка волновых методов диагностики космической плазмы; качественный анализ и численное моделирование режимов генерации и динамических спектров полей, возникающих в сверхизлучающих лазерах с непрерывной накачкой; выяснение уникальных свойств низкотемпературных газов атомов и молекул и развитие методов их получения и измерения физических характеристик; исследование взаимодействия классического и квантового излучения с вырожденной плазмой и системами с дискретным спектром в СВЧ, терагерцевом, инфракрасном и оптическом диапазонах.