Булычев Н.А. «Получение водорода в акустоплазменном разряде в потоке жидкофазной среды» Альтернативная энергетика и экология, № 1-3, с. 42-48 (2019)

Проведено исследование плазменного разряда в потоке жидкости под высоким давлением с целью получения газообразного водорода. Были разработаны методы и оборудование для возбуждения плазменного разряда в потоке жидкой среды. Поток жидкости под избыточным давлением направляется в гидродинамический излучатель, расположенный на входе реактора, в котором в жидкости за счет перепада давления и понижения энтальпии потока формируется сверхзвуковое двухфазное парожидкостное течение при пониженном давлении. В реакторе расположены электроды, между ними с помощью внешнего источника питания создается электрическое поле, напряженность которого превышает порог пробоя этой двухфазной среды, приводящее к возбуждению низкотемпературного тлеющего квазистационарного плазменного разряда. Проведена теоретическая оценка параметров такого разряда. Показано, что инициируемая в условиях потока жидкофазной среды в разрядном промежутке между электродами низкотемпературная плазма способна эффективно разлагать водородсодержащие молекулы органических соединений в жидкости с образованием газообразных продуктов, в которых доля водорода составляет более 90%. Кроме того, при моделировании процесса были сделаны теоретические расчеты напряжения и тока разряда, которые согласуются с данными эксперимента. Производительность реакционной установки объемом 50 мл, применявшейся в экспериментах, составила 1,5 л водорода в минуту при использовании в качестве сырья смеси кислородсодержащих органических соединений. При разложении этих соединений в плазме в незначительных количествах образуются также твердофазные продукты: наночастицы углерода и наночастицы оксидов материалов разрядных электродов.

Медведев Ю.В. «Ускорение и захват ионов при столкновении уединенных ионно-звуковых волн в плазме с отрицательными ионами» Физика плазмы, 45, № 3, с. 250-257 (2019)

Рассмотрены явления, возникающие при встречном столкновении уединенных ионно-звуковых волн в бесстолкновительной плазме, состоящей из положительных и отрицательных ионов и электронов, подчиняющихся больцмановскому распределению. С помощью численного моделирования методом частиц показано, что уединенные ионно-звуковые волны сжатия большой амплитуды не сохраняют свою идентичность после столкновения. Их амплитуды уменьшаются и формы изменяются. Установлено, что в процессе столкновения волн образуются ускоренные положительные ионы, скорость которых может более чем в три раза превышать скорость звука. Кроме того, при столкновении происходит захват отрицательных ионов полем образующихся после столкновения уединенных ионно-звуковых волн.

Chowdhury N.A., Mannan A., Hasan M.M., Mamun A.A. «Модуляционная неустойчивость, ионно-звуковые солитоны огибающей и волны-убийцы в четырехкомпонентной плазме» Физика плазмы, 45, № 5, с. 457-464 (2019)

Теоретически исследована модуляционная неустойчивость (МН) ионно-звуковых волн (ИЗВ) в плазменной системе, состоящей из инерционных адиабатических горячих ионов, изотермических позитронов, и сверхтермических электронов двух температур (холодных и горячих). Методом малых возмущений получено нелинейное уравнение Шредингера (НелУШ), определяющее модуляционную неустойчивость ионно-звуковых волн. Численный анализ НелУШ показал существование как стабильного (темная огибающая солитонов), так и нестабильного (светлая огибающая солитонов и волн-убийц) режимов ИЗВ. Показано, что основные черты ИЗВ (например, устойчивость волнового профиля и инкремент развития МН) существенно модифицированы сверхтермичностью электронов и соответствующими параметрами плазмы. Результаты настоящих исследований могут быть полезны для понимания различных нелинейных процессов как в космической (например, в магнитосфере Сатурна и межпланетном пространстве), так и в лабораторной плазмах (например, горячего катодного разряда и высокоинтенсивного лазерного излучения).

Садовский М.В. «Электрон-фононная связь в теории Элиашберга–Макмиллана за пределами адиабатического приближения» Журнал экспериментальной и теоретической физики, 155, № 3, с. 527-537 (2019)

Теория сверхпроводимости Элиашберга–Макмиллана основана на применимости адиабатического прближения. Параметр малости теории возмущений имеет при этом вид λΩ₀/EF<1, где λ – безразмерная константа электрон-фононного взаимодействия, Ω₀ – характерная частота фононов, а EF – энергия Ферми электронов. В данной работе предпринята попытка описания электрон-фононного взаимодействия в рамках подхода Элиашберга–Макмиллана в ситуации, когда характерная частота фононов Ω₀ становится достаточно большой (сравнимой или превышающей энергию Ферми EF). Рассматривается общее определение спаривательной электрон-фононной константы связи λ, с учетом конечности частоты фононов. Получено простое выражение для обобщенной константы связи λ", определяющей перенормировку массы, с учетом конечной ширины зоны проводимости, описывающее плавный переход от адиабатического режима в область неадиабатичности. В условиях сильной неадиабатичности, когда Ω₀>>EF, в теории возникает новый параметр малости λEF/Ω₀∼λD/Ω₀<1 (D – полуширина электронной зоны), а поправки к электронному спектру становятся несущественными. В то же время,температура сверхпроводящего перехода T_c и в антиадиабатическом пределе определяется спаривательной константой связи Элиашберга–Макмиллана λ, а предэкспоненциальный множитель в формуле для T_c, сохраняющей типичный вид для приближения слабой связи, определяется шириной зоны (энергией Ферми). Для случая взаимодействия с одним оптическим фононом получена единая формула для T_c, справедливая как в адиабатическом, так и в антиадиабатическом режимах. Полученные результаты обсуждаются в контексте проблемы высокотемпературной сверхпроводимости в системе FeSe/STO.

Леонович А.С., Мазур В.А. Линейная теория МГД-колебаний магнитосферы (2016). 478 с.

Дано изложение теории МГД-колебаний неоднородной магнитосферной плазмы. Оно построено по принципу постепенного усложнения используемых моделей среды. Последовательно рассматриваются МГД-колебания в однородной плазме, а также в одно-, двух- и трехмерно-неоднородных моделях магнитосферы. Исследованы особенности процессов генерации и распространения МГД-колебаний в моделях среды, параметры которых максимально приближены к реальности. Волн. процессы дают в совокупности общую картину МГД-колебаний магнитосферы.

Бобылев Ю.В., Кузелев М.В., Панин В.А. Электродинамика квантовой плазмы (2017). 302 с.

В рамках подхода, основанного на одночастичной матрице плотности, предложены квантовые модели описания бесстолкновительной плазмы – нерелятивистской и релятивистской, с учетом спина частиц и без его учета. Установлены пределы применимости предложенных квантовых моделей. Изложен метод описания квантовой плазмы на основе квантового кинетического уравнения для вигнеровской функции распределения частиц плазмы. Показано, что предложенные квантовые модели эквивалентны модели, основанной на функции Вигнера, но гораздо проще и эффективнее в применении. Обсуждена также квантовая гидродинамика нерелятивистской плазмы частиц без спина. Вычислены диэлектрич. проницаемости квантовой плазмы и получены дисперсионные уравнения для волн в плазме с анизотропными функциями распределения частиц по импульсам. Исследованы некоторые волны в плазме с учетом квантовых эффектов. В частности, рассмотрены ленгмюровские волны в максвелловской и вырожденной бесстолкновительной плазме. Исследовано нелинейное бесстолкновительное затухание ленгмюровских волн – затухание Ландау. Показано, что ленгмюровские волны в полностью вырожденной квантовой плазме (нулевой звук) претерпевают бесстолкновительное затухание, в то время как без учета квантовых эффектов бесстолкновительное затухание этих волн отсутствует. Разработана квантовая теория черенковских пучковых неустойчивостей прямолинейного электронного пучка в изотропной плазме и в изотропной диэлектрич. среде без дисперсии. Показано существование сугубо квантовых неустойчивостей, развивающихся в пучках малой плотности или в области очень коротких длин волн. Изложена как линейная, так и нелинейная теория, пригодная для описания классических и квантовых режимов пучковых неустойчивостей. С точки зрения квантовых подходов описан такой чисто классический нелинейный эффект, как захват электронов пучка возбужденной им ленгмюровской волной в плазме. Изложена релятивистская квантовая теория эффектов второго порядка по самосогласованному полю при взаимодействии с ним пучка бесспиновых квантовых частиц.