Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Пухов Александр Михайлович Германия
Номер договора
14.B25.31.0008
Период реализации проекта
2013-2017
35
Количество специалистов
59
научных публикаций
16
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Основным направлением работы коллектива ученых лаборатории является разработка программных средств и исследование с их помощью процессов излучения, распространения, детектирования и преобразования электромагнитных волн в различных средах с учетом ионизационных, столкновительных и радиационных эффектов. Разработанные модели и алгоритмы могут найти применение также  в других областях науки и техники.

Название проекта: Суперкомпьютерные технологии в нелинейной оптике, физике плазмы и астрофизике

Приоритет СНТР: а


Цели и задачи

Направления исследований: Разработка вычислительных программных комплексов, численных моделей и алгоритмов для решения физических задач, характеризуемых высокой плотностью электромагнитной энергии

Цель проекта: Разработка и внедрение суперкомпьютерных технологий для решения широкого круга актуальных фундаментальных и прикладных задач нелинейной оптики, физики плазмы и астрофизики, характеризуемых высокой плотностью электромагнитной энергии



Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Разработаны пакеты вычислительных программ для моделирования взаимодействия интенсивных электромагнитных полей с веществом. Программы подходят для суперкомпьютеров.
  • Показано, что квантово-электродинамический каскад в интенсивном электромагнитном поле может начать развиваться, если собственное ускорение электрона, выраженное в комптоновских единицах, достигает единицы.
  • Смоделировано распространение мощного лазерного импульса в плазме, возникающей при ионизации твердотельной мишени, в ситуации, когда существенными становятся радиационные и квантово-электродинамические эффекты. Вычислена соответствующая доля лазерной энергии, переходящая в гамма-кванты, электроны, ионы и позитроны.
  • Продемонстрирована возможность использования последовательности лазерных импульсов для ускорения частиц в периодических плазменных структурах.
  • Рассчитаны процессы ионизации атомов, ускорения электронов и генерации терагерцового излучения при ионизации газов интенсивными лазерными импульсами различного спектрального состава.
  • Проанализированы процессы резонансного взаимодействия фотонов и электронов в плазме с параметрами, характерными для компактных звезд.
  • Смоделировано возникновение плазменных течений в атмосфере нейтронных звезд и магнитных белых карликов под воздействием силы давления излучения в гирорезонансной линии.

Внедрение результатов исследования:

  • Разработанные пакеты вычислительных программ используются для интерпретации экспериментов по генерации терагерцового излучения, гамма-излучения и пучков ускоренных ионов при взаимодействии мощных лазерных импульсов с газовыми и твердотельными мишенями на действующих тераваттных лазерных системах и петаваттной установке PEARL2.

  • Полученные результаты позволяют объяснить наблюдаемые широкие особенности в спектрах изолированных нейтронных звезд в остатках сверхновых, а также объяснить особенности циклотронных линий в спектрах аккрецирующих рентгеновских пульсаров.

Образование и переподготовка кадров:

  • Организованы 2 международных и 4 региональных научных школы по направлению научного исследования.

  • Защиты: 2 докторские диссертации, 6 кандидатских диссертаций.

  • Приняты в аспирантуру ННГУ 4 сотрудника Лаборатории.

  • 7 молодых специалистов из других организаций прошли стажировку в Лаборатории.

  • Разработаны и внедрены в образовательный процесс 4 новых учебных курса: «Электродинамика высокочастотных и оптических разрядов», «Излучение и распространение электромагнитных волн в магнитоактивной плазме», «Электродинамика плазмы», «Колебания и волны в плазменных средах».

  • Разработаны и изданы 3 учебно-методических пособия.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

  • Существенное повышение эффективности научной и педагогической работы ННГУ, обусловленное налаживанием научного обмена и сотрудничества с различными мировыми центрами, повышением публикационной активности, разработкой новых учебных курсов, защитой диссертаций по направлению исследований, созданием патентоспособных результатов интеллектуальной деятельности, организацией новых научных семинаров.

  • Привлечение в ННГУ значительного финансирования, как бюджетного, так и внебюджетного, увеличение фонда заработной платы и создание новых рабочих мест, закрепление в науке молодых исследователей и омоложение научно-педагогических кадров ННГУ.

  • Инфраструктурное развитие ННГУ благодаря оснащению Лаборатории современным высокопроизводительным вычислительным оборудованием

Другие результаты:

  • Создано и поставлено на государственный учет 16 объектов интеллектуальной собственности.

  • Опубликована 51 статья в научных изданиях, индексируемых в базе данных Web of Science.

  • Выполнены 7 коммерческих договоров по направлению научного исследования.

Сотрудничество:

  • Университет Дюссельдорфа (Германия), Институт прикладной физики РАН (Россия): совместные исследования и научные мероприятия

  • Международный центр зетаваттных технологий (Франция), Воронежский государственный университет (Россия), Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Россия): совместные исследования, научные публикации


Скрыть Показать полностью
Kostin V.A., Laryushin I.D., Silaev A.A., Vvedenskii N.V.
Ionization-induced multiwave mixing: terahertz generation with two-color laser pulses of various frequency ratios. Physical Review Letters 117(3): 035003-1–035003-5 (2016).
Thomas J., Kostyukov I.Y., Pronold J., Golovanov A., Pukhov A.
Non-linear theory of a cavitated plasma wake in a plasma channel for special applications and control. Physics of Plasmas 23(5): 053108-1-9(2016).
Костюков И.Ю., Пухов А.М.
Плазменные методы ускорения электронов: современное состояние и перспективы // Успехи физических наук. 2015. Т. 185. С. 89–96.
Vvedenskii N.V., Korytin A.I., Kostin V.A., Murzanev A.A., Silaev A.A., Stepanov A.N.
Two-color laser-plasma generation of terahertz radiation using a frequency-tunable half harmonic of a femtosecond pulse. Physical Review Letters 112: 055004-1-055004-5 (2014).
Pukhov A., Jansen O., Tueckmantel T., Thomas J., Kostyukov I.Yu.
Field-reversed bubble in deep plasma channels for high-quality electron acceleration. Physical Review Letters113: 245003-1-245003-5(2014).
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Нейроморфные оптические системы

Федеральное государственное учреждение «Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» Российской академии наук»

Компьютерные и информационные науки

Шатура

Бычков Евгений Алексеевич

Россия

2019-2021

Вычислительно-информационный исследовательский центр (C&IRC)

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики Дальневосточного отделения Российской академии наук

Компьютерные и информационные науки

Владивосток

Окадзима Джунносуке

Япония

2019-2021

Центр биоэлектрических интерфейсов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Институт когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ

Компьютерные и информационные науки

Москва

Лебедев Михаил Альбертович

США, Россия

2018-2020