Geum.ru

Академии наук

Вид материалаРеферат

Содержание


4. Происхождение и эволюция звезд и галактик
5. Фундаментальные проблемы релятивистской импульсной стационарной электроники большой мощности
5.2. Электромагнитные волны терагерцевого диапазона
Подобный материал:
1   ...   34   35   36   37   38   39   40   41   ...   53

4. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЕЗД И ГАЛАКТИК



Построена теоретическая картина формирования линий излучения молекул в плотной межзвездной среде. Эти линии являются основным, а часто и единственным источником знаний о свойствах ядер молекулярных облаков – прародителей звезд – и о процессах, протекающих на ранних стадиях звездообразования. Разработан подход к исследованию спектральных карт дозвездных и протозвездных объектов, в котором сочетаются современный метод расчета переноса излучения и самосогласованная модель динамической и химической эволюции межзвездной среды. Анализ большого объема данных наблюдений позволил прояснить роль основных факторов, определяющих характеристики спектров излучения этих объектов. Данный подход лег в основу теоретического инструмента для всесторонней интерпретации данных наблюдений об одном из важнейших процессов во Вселенной – процессе рождения звезд. (ИНАСАН)

На 6-метровом телескопе БТА с применением спекл-интерферометрии обнаружено, что система субкарликов G89-14 с металличностью –1.9 состоит из четырех компонент с субсолнечной массой (MA ≈ 0.67 M, MB ≈ 0.24 M,
MC ≈ 0.33 M, MD ≈ 0.22 M) и является самой низкометалличной из известных четверных звезд. Этот факт свидетельствует о том, что звездные системы высокой кратности образовывались в среде с низким содержанием металлов так, как это происходит в современную эпоху в молекулярных облаках с солнечным химическим составом. Полученная оценка соотношения орбитальных периодов подсистем четверной звезды P1 : P2 : P3 = 0.52 : 3000 : 650000 (в годах) указывает на высокую иерархичность и устойчивость звезды. Существование подобных
G89-14 объектов доказывает способность звездных систем высокой кратности сохраняться в процессе динамической эволюции в течение времени, сравнимого со временем жизни нашей Галактики. (САО РАН)

Исследовано тормозное излучение от электрон-ионных столкновений в специфических условиях фотосфер магнитных белых карликов, когда ларморовский радиус электрона меньше характерного прицельного параметра ближних столкновений в отсутствие магнитного поля. Аналитически вычислены частотный спектр и поляризация тормозного излучения отдельных электронов и ансамбля частиц с максвелловским распределением по скоростям. Показано, что мощность тормозного излучения уменьшается на частотах ниже электронной циклотронной частоты по сравнению со случаем отсутствия магнитного поля. При этом тормозное излучение частиц становится практически полностью линейно-поляризованным. Также сделан вывод, что существенное различие тормозных коэффициентов поглощения обыкновенной и необыкновенной электромагнитных волн (дихроизм) должно приводить к сильной линейной поляризации инфракрасного излучения магнитных белых карликов, что и соответствует наблюдениям. (ИПФ РАН)

Впервые показано, что сдвиговое течение в аккреционных дисках с ненулевым давлением и кеплеровским распределением скорости ведет к образованию и развитию крупномасштабных вихревых структур. Со временем структура течения в диске претерпевает значительные изменения и структура начальных возмущений забывается. Взаимодействие крупных вихревых структур ведет к рождению двух симметричных ударных волн. Кроме этого, проведенные исследования показали наличие эффективного перераспределения углового момента образующимися крупными вихревыми структурами без заметного нагрева вещества аккреционного диска. (ИПМ РАН)


5. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ ИМПУЛЬСНОЙ СТАЦИОНАРНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ




5.1. Нано- и пикосекундная релятивистская электроника большой мощности



Проведены исследования быстропротекающих процессов в вакуумных и газовых разрядах, при электрическом взрыве проводников; продолжены работы по созданию петаваттного лазерного комплекса на основе усиления фемтосекундных импульсов в газовых средах, возбуждаемых наносекундным сильноточным электронным пучком; а также исследованы возможности повышения мощности излучения релятивистских источников микроволнового излучения и создания СВЧ-генераторов без применения магнитных систем.

Разработана экспериментальная методика и выполнен цикл исследований механизма и динамики формирования пучков убегающих электронов при пикосекундном пробое атмосферного электродного промежутка. Доказано, что на параметры пучка убегающих электронов влияют те же факторы, что определяют инициирование автоэлектронной эмиссии с катода, а момент их инжекции для нетренированного катода может совпадать по времени с началом эмиссии в вакуумных диодах.

Сформулировано предположение, что механизм формирования пикосе-кундного объемного разряда в атмосферном промежутке связан с опережающим прохождением пучка убегающих электронов. Методом рефлектометрии получена оценка «интегрального» сопротивления разряда в таком промежутке (единицы Ом), определяемого ионизационными процессами в газе после прохождения пучка электронов в режиме непрерывного ускорения.

Экспериментально продемонстрирована безынерционность несамостоятель-ного объемного газового разряда высокого давления, инициируемого и поддерживаемого сильноточным электронным пучком с пикосекундным фронтом. Установлено, что при напряжении в десятки киловольт коммутация электроразрядного промежутка происходит с точностью не хуже 25 пс относительно фронта электронного пучка, инжектируемого в газ. При этом время существования высокой проводимости разряда соответствует длительности управляющего пучка.

Таким образом, показана принципиальная возможность пикосекундной синхронизации многоканальных источников высоковольтных наносекундных импульсов. При повышении уровня напряжения коммутации на этой основе реально создание компактных импульсных генераторов радиочастотного излучения с когерентным суммированием мощности, которая в перспективе может достигать десятков гигаватт и более. (ФИАН, ИЭФ УрО РАН)

Создана и апробирована методика рентгеновского зондирования плазменных объектов излучением Х-пинча на основе разработанного в ИСЭ СО РАН малогабаритного импульсного генератора. Генератор имеет размеры 505040 см и состоит из 4-х конденсаторно-коммутаторных сборок емкостью 0.25 мкФ каждая. Зарядное напряжение составляет 45 кВ. Отличительной чертой импульсного источника рентгеновского излучения является то, что он имеет микронные размеры и длительность импульса рентгеновского излучения составляет 1÷2 нс. С помощью разработанного импульсного источника излучения проведены предварительные эксперименты по исследованию структуры плазмы взрывающихся проводников. При этом, для получения снимков использовался спектральный диапазон выше 600 эВ. На полученных снимках отчетливо различаются структуры с пространственным масштабом 7 мкм, что свидетель-ствует о высоком пространственном разрешении методики. (ФИАН, ИСЭ СО РАН)

Построена модель неустойчивой стадии вакуумного искрового разряда, описывающая все ее характерные проявления: всплески тока в диоде, рост потенциала на фронте факела, коллективное ускорение ионов в вакуумных и плазменных диодах, изменение механизма эрозии катода, а также появление электронных микропучков с высокой плотностью тока на аноде. Показано, что переход в неустойчивую стадию связан с возникновением заряженного слоя пространственно-неоднородной плазмы на фронте катодного факела из-за ограниченной эмиссионной способности плазмы при ее расширении в вакуум. (ИОФ РАН)

На двух высоковольтных импульсных установках «КРОТ» и «СИНУС-6» реализованы релятивистские лампы обратной волны (ЛОВ), генерирующие частотно-модулированные импульсы 3-см излучения мощностью 0.4-0.6 ГВт. На установке «КРОТ» релятивистская ЛОВ работает на нарастающем переднем фронте импульса напряжения. При этом, в течение 40-50 нс обеспечивается СВЧ генерация с частотой, увеличивающейся от 9.8 до 10.2 ГГц.

На установке «СИНУС-6» в результате оригинальной модификации магнито-изолированного диода специально сформирован импульс ускоряющего напряжения со «скошенной» (от 600 до 400 кВ) вершиной, что обеспечивает в течение 15 нс генерацию ЛОВ с частотой, уменьшающейся от 10.1 до 9.7 ГГц. Для обеих установок разработаны и испытаны винтовые волноводы-компрессоры, которые, согласно расчетам, должны обеспечить повышение пиковой мощности излучения до величины 3.54 ГВ. (ИПФ РАН)


5.2. Электромагнитные волны терагерцевого диапазона



Осуществлена в непрерывном режиме рекуперация электронного пучка на первом в мире ускорителе-рекуператоре с двумя дорожками и получен проектный средний ток около 10 мА. Это позволило произвести запуск второй очереди терегерцового лазера на свободных электронах. Получена генерация плавно перестраиваемого излучения в области 50 микрон. Начато освоение спектрального диапазона от 30 до 120 микрон дополнительно к имеющемуся терагерцовому лазеру на свободных электронах со средней мощностью 500 Вт в диапазоне от 120 до 240 микрон. (ИЯФ СО РАН)

Разработан экспресс-метод измерения размеров наночастиц на основе метода мягкой неразрушающей абляции. В методе используется терагерцовое излучение и диффузионный спектрометр аэрозолей. За несколько минут измерятся дисперсионный состав наночастиц различной природы в диапазоне от 2 до 200 нм. Терагерцовое излучение разрушает агрегаты наночастиц, что позволяет, в отличие от других современных методов, измерять истинные размеры наночастиц без дополнительного диспергирования и трудоемкой пробоподготовки. (ИХКГ СО РАН, ИЦГ СО РАН, ИЯФ СО РАН)