Математик РУДН описал свойства плотной плазмы простой моделью
Всем хорошо известны три главных агрегатных состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Но также существуют и другие, и одно из них называется плазмой. Плазма высокой плотности (до ~1 г/см3) применяется в различных технических и экспериментальных конструкциях. Среди них —сильноточные электрические разряды, мишени для управляемого термоядерного синтеза и лазерные мишени, которые применяют для исследования свойств вещества при сверхвысоких давлениях. Для применения плазмы высокой плотности важны коэффициенты поглощения света в ней. Эта характеристика во многом обусловлена фотоэффектом (передачей энергии от фотонов к электронам вещества) и поглощением света в оптических линиях. Оба этих процесса зависят от микрополя. Оно представляет собой электрическое поле внутри плазмы, которое появляется из-за хаотического теплового движения зарядов — ионов и свободных электронов. Оно отклоняется от среднего значения во времени и пространстве, а знание его характеристик важно для решения многих научно-технических задач.
«Мы тщательно проанализировали описанные в литературе модели и нашли их недостатки. В частности, эти модели дают бесконечную плотность энергии электрического поля в атомной ячейке, что нефизично. Есть только одна модель, в которой эти недостатки отсутствуют, — это модель квазинезависимых частиц (Quasi Independent Particle model, QUIP). Мы построили обобщение этой модели, позволяющее учесть неоднородность плазменного микрополя. Фактически это расширяет область применимости модели на плазму сверхвысоких плотностей, для которой приближение однородного микрополя уже не справедливо. Обобщенная модель QUIP очень проста и не требует трудоемких вычислений, так как все формулы выписываются в явном виде», — рассказал Александр Белов, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной информатики и теории вероятностей РУДН.
Для проверки теоретической модели ученый сравнил ее с экспериментами по свечению лазерной плазмы, которые проводились с 1980-х годов. В них стеклянные микропузырьки покрывались слоем алюминия и наполнялись смесью дейтерия, аргона, криптона, неона и других газов. Затем их нагревали мощной многопучковой лазерной системой. В результате внутри микропузырька образовывалась плазма с высокой температурой и плотностью, которая излучала серии линий в рентгеновском диапазоне.
«Теоретическое предсказание числа наблюдаемых спектральных линий зависит от принятой модели. В подавляющем большинстве работ этот параметр не сравнивается с экспериментом и даже не вычисляется. Проведенное нами сравнение показывает, что все модели, за исключением модели QUIP, расходятся с экспериментом. Это значит, что предлагаемая модель описывает эксперимент лучше, чем другие. Такая апробация убедительно показывает преимущества обобщенной модели QUIP перед известными моделями», — прокомментировал Александр Белов, доцент кафедры прикладной информатики и теории вероятностей РУДН.
Исследование в журнале Annals of Physics.
Статья в Indicator.ru
Инженерия и технологии, науки о жизни и медицине, естественные и социальные науки, менеджмент — основные направления научного сотрудничества между учёными Российского университета дружбы народов и их африканскими коллегами.
Общий объём публикаций за 10 лет — 884 работы, при этом среднее число цитирований на публикацию — 44,23, что говорит о признании работ научным сообществом и их существенном влиянии на область исследований. Средний нормализованный индекс цитируемости (FWCI, он показывает, как цитируется статья относительно других публикаций в той же научной области) составляет 2,61. Это на 161% выше среднемирового значения.
Коллектив ученых, которым руководит академик РАН Харон Амерханов, получил золотую медаль XXVIII Российской агропромышленной выставки «Золотая осень — 2026». Награда присуждена за разработку и внедрение ферментированных комбикормов из растительных отходов АПК и их использование в рационах сельскохозяйственных животных. Работа отмечена в конкурсе «За достижение высоких показателей в развитии племенного и товарного животноводства» по направлению «Научное обеспечение отраслей животноводства».
Личинки мухи «чёрная львинка» в мире все чаще используются для утилизации отходов. Ученые института экологии РУДН поставили перед собой амбициозную задачу: понять, как тот или иной набор микроорганизмов в кишечнике личинок влияет на эффективность переработки разных видов отходов и как меняется состав микробиома в зависимости от условий питания. Никита Митькин — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник института экологии РУДН, рассказал о первых результатах этого трехлетнего исследования. В частности, ученые доказали, что набор микроорганизмов микробиома способен перестраиваться. Теперь предстоит установить, какие именно изменения являются функционально полезными и можно ли воспроизвести их целенаправленно, «запрограммировав» личинок чёрной львинки на переработку определенного вида сырья.