Направления:

Теория неидеальной плазмы

Развитие экспериментальной техники в последние десятилетия привело к возможности получения и исследования вещества в экстремальных состояниях. Одним из таких состояний является неидеальная плазма, образующаяся в экспериментах с ударными волнами в газах и твердых телах, электровзрывом проводников, взаимодействием лазерного излучения с твердотельными мишенями.

Специфика неидеальной плазмы проявляется в энергетических спектрах электронных состояний, для рассмотрения которых используются и модифицируются представления о локализации электронов в плотных и конденсированных средах. Правильность получающихся энергетических спектров проверяется сопоставлением с измерениями оптических свойств.

Несмотря на то, что плазма является неидеальной, в литературе для нее часто используются оценки, полученные из теории для идеальной плазмы. В то же время результаты компьютерного моделирования неидеальной плазмы показывают, что эти оценки могут давать существенную погрешность. Так, например, результаты молекулярно-динамического моделирования (J. Hansen, I. McDonald, 1981; работы нашей группы) указывают на наличие плазменных волн в той области параметров, где согласно теории идеально плазмы такие волны не должны существовать.

Коэффициент отражения от неидеальной плазмы на фронте ударной волны в ксеноне, измеренный в работах Грязнова В.К., Запорожца Ю.Б., Минцева В.Б., Фортова В.Е. (1989, 2002) не удается объяснить на основе имеющихся теоретических моделей. Таким образом существует немало экспериментальных данных не укладывающихся в рамки стандартной теории плазмы или ее простой экстраполяции в область неидеальности.

Попытки построить теорию неидеальной плазмы предпринимаются многими группами в России, США, Германии и Франции, однако успешными их назвать нельзя. Пока решены лишь частные вопросы. Поэтому в данной области большое значение имеет компьютерное моделирование. Основными методами являются методы молекулярной динамики (МД) и Монте-Карло.

Подход, базирующийся на представлениях о плазменных волнах в неидеальной плазме, является оригинальным и впервые наводит мосты от неидеальной плазмы к теории идеальной плазмы, развивавшейся в течении ХХ века. С его помощью развивается теория термодинамических и транспортных свойств равновесной и неравновесной неидеальной плазмы, в первую очередь, уравнения состояния и электропроводности.

Проводимость и диэлектрическая проницаемость равновесной двухкомпонентной невырожденной неидеальной плазмы.

Коллективные эффекты в равновесной и неравновесной неидеальной плазме, плазменные волны.

Характер столкновений частиц, экранирование заряда, столкновительное затухание плазменных волн.

Стохастические свойства траекторий, ляпуновская неустойчивость, время динамической памяти, необратимость.

Взаимодействие с излучением. Коэффициент отражения от неидеальной плазмы.

Свойства неравновесной неидеальной плазмы более подробно рассмотрены в следующем разделе.