Дубинов А.Е., Колотков Д.Ю., Сазонкин М.А. «Сверхнелинейные волны в плазме» Физика плазмы, 38, № 10, с. 903-915 (2012)

Выявлен новый класс нелинейных волн в плазме – сверхнелинейные волны (SNW), характеризующиеся нетривиальной топологией своих фазовых портретов. Дана топологическая классификация таких волн и предложено их удобное обозначение. На нескольких простых примерах продемонстрировано, что SNW могут существовать в виде плазменных волн различной физической природы, например, в виде электростатических волн (ионно-звуковых) и МГД-волн (альфвеновских). Показано, что одним из необходимых условий для существования SNW является наличие не менее трех различных заряженных компонент плазмы (электроны, позитроны, ионы, пылинки и др.), причем увеличение количества компонент плазмы приводит к усложнению топологии фазового портрета SNW. Даны характерные признаки SNW, позволяющие легко обнаруживать их в экспериментальных условиях.

Дубинов А.Е., Колотков Д.Ю. «Ионно-звуковые суперсолитоны в плазме» Физика плазмы, 38, № 11, с. 987-990 (2012)

Предложена идея нового класса уединенных волн – сверхнелинейных солитонов (суперсолитонов), фазовая траектория которых охватывает одну или несколько внутренних сепаратрис на фазовом портрете волны. Показано, что в незамагниченной плазме, содержащей не менее четырех заряженных сортов частиц, могут существовать суперсолитоны ионно-звукового типа. Указаны условия существования суперсолитонов. Построен профиль электростатического потенциала в ионно-звуковом суперсолитоне. Показано, что в эксперименте суперсолитон можно легко распознать среди обычных солитонов с помощью дифференцирующей цепочки в измерительном канале.

Шайдуров Г.Я., Романова Г.Н., Кудинов Д.С., Алдонин Г.М. «Исследование эффектов параметрического взаимодействия электромагнитного и акустического полей в ионно-проводящей среде» Успехи современной радиоэлектроники, № 5, с. 10-14 (2014)

Дана теоретическая и экспериментальная оценка влияния акустического поля на электропроводность ионно-проводящей среды. Получены соотношения для эффекта демодуляции электромагнитного поля акустическим излучением на разностной частоте электромагнитного и акустического излучения.

Кичигин Г.Н. «О частоте нелинейных плазменных волн» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 48, № 6, с. 502-516 (2005)

Исследуются установившиеся плоские нелинейные плазменные волны в холодной бесстолкновительной плазме в отсутствие магнитного поля. Основной вывод, который следует из проведённого анализа, заключается в том, что при исследовании нелинейных плазменных волн учёт движения ионного компонента плазмы принципиален. Показано, что частота волн в общем случае существенным образом определяется массой ионного компонента, а также зависит в равной степени от скорости и амплитуды волн.

Лапин В.Г., Тамойкин В.В., Файнштейн С.М. «Нелинейные волновые процессы в плазме со стационарными случайными неоднородностями. Часть I» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 49, № 11, с. 977-1001 (2006)

В обзорной работе, публикуемой в виде двух статей (Изв. Вузов. Радиофизика 2007 т. 50 №1), обсуждаются результаты исследований влияния случайных неоднородностей среды на нелинейное взаимодействие волн. В первой части обзора, собраны результаты исследования средних полей взаимодействующих волн при наличии трёхмерных случайных неоднородностей, а также обсуждаются основные приближения, в рамках которых получаются эти результаты.

Лапин В.Г., Тамойкин В.В., Файнштейн С.М. «Нелинейные волновые процессы в плазме со стационарными случайными неоднородностями. Часть II» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 50, № 1, с. 54-71 (2007)

Анализируется влияние крупномасштабных хаотических неоднородностей среды на нелинейное взаимодействие волн. В первом разделе исследуется трёхволновое взаимодействие в равновесной среде, а во втором – вопросы стабилизации взрывной неустойчивости при наличии случайных неоднородностей. (Ч. 1 – Изв. Вузов. Радиофизика 2006 т. 49 №11).

Павлов В.А. «Влияние анизотропии на структуру ионно-звуковой волны» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 42, № 2, с. 120-128 (1999)

Исследовано влияние магнитного поля на ионно-звуковое возмущение слабоионизованной плазмы перед фронтом сильной ударной волны нейтральной компоненты. Изучены различные режимы (дозвуковой, звуковой, сверхзвуковой). Особое внимание уделено ситуации образования разрывного поля в плазме.

Лапин В.Г. «О снижении порога нелинейного взаимодействия волн в плазме с периодическими неоднородностями» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 42, № 7, с. 704-708 (1999)

Показано, что абсолютная неустойчивость системы волн, соответствующей двойному вынужденному рассеянию Мандельштама–Бриллюэна, возникает при меньшей амплитуде падающей волны, если в плазме имеются периодические неоднородности. Уменьшение порога неустойчивости связано с возрастанием амплитуды волн в периодически неоднородной среде при возникновении брэгговского резонатора.

Жарков А.А., Ильичев А.Т. «Уединенные волны в бесстолкновительной плазме с изотермическим давлением» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 129-138 (2000)

Рассматриваются волновые резонансы в гидродинамической модели изотропной бесстолкновительной квазинейтральной нагретой плазмы с изотермическими ионами и электронами. Эти резонансы приводят к образованию двух типов уединенных волн: собственно уединенных и обобщенных уединенных волн. Последние являются продуктом нелинейного резонанса собственно уединенных волн с магнитозвуковыми и альфвеновскими периодическими волнами. Обсуждается возможность наблюдения этих волн в плазме магнитосферы Земли.

Прудских В.В. «Сверхзвуковые и околозвуковые уединенные ионно-звуковые волны в магнитоактивной плазме» Физика плазмы, 36, № 11, с. 1052-1058 (2010)

Исследуется распространение уединенных ионно-звуковых волн большой амплитуды в замагниченнной плазме. Предполагается, что условие квазинейтральности плазмы в поле импульса не выполняется, а потенциал волны описывается уравнением Пуассона. Найдены решения в виде уединенных волн, распространяющихся под углом к магнитному полю со сверхзвуковыми и околозвуковыми скоростями. Импульсы имеют многопиковую форму и реализуются для дискретного набора параметров волны. Проанализированы зависимости амплитуды и частоты осцилляций уединенной волны от ее числа Маха и угла распространения по отношению к магнитному полю.

Абурджаниа Г.Д., Зимбардо Г., Харшиладзе О.А. «Эффект сдвигового течения в генерации и самоорганизации внутренних гравитационных волновых структур в диссипативной ионосфере» Физика плазмы, 38, № 12, с. 1055-1075 (2012)

Исследованы линейный механизм генерации, интенсификации и дальнейшая нелинейная динамика внутренних гравитационных волн в устойчиво-стратифицированной диссипативной ионосфере в присутствии неоднородного зонального ветра (сдвигового течения). В случае сдвиговых течений операторы линейных задач являются несамосопряженными, а соответствующие собственные функции – неортогональными, поэтому канонический модальный подход мало пригоден при изучении таких движений. Более адекватным является применение так называемого немодального математического анализа. На основе немодального подхода получены динамические уравнения и уравнения переноса энергии внутренних гравитационных возмущений в ионосфере со сдвиговым течением. Найдены точные аналитические решения как линейных, так и нелинейных уравнений. Определен инкремент нарастания сдвиговой неустойчивости внутренних гравитационных волн. Выявлено, что усиление возмущений со временем протекает не экспоненциально, а алгебраически – степенным образом. Частота и волновой вектор генерируемых внутренних гравитационных мод зависят от времени, поэтому в ионосфере со сдвиговым течением образуется широкий спектр волновых возмущений, обусловленный не нелинейным-турбулентным, а линейными эффектами. Анализируется эффективность линейного механизма усиления внутренних гравитационных волн при взаимодействии с неоднородным зональным ветром. Получен критерий развития сдвиговой неустойчивости таких волн в ионосферной среде. Показано, что в условиях сдвиговой неустойчивости внутренние гравитационные волны эффективно черпают энергию сдвигового течения в начальной линейной стадии эволюции, отчего существенно увеличивается (на порядок) их амплитуда и, соответственно, энергия. С увеличением амплитуды включается нелинейный механизм самолокализации, и процесс заканчивается самоорганизацией нелинейных уединенных, сильнолокализованных внутренних гравитационных вихревых структур, в результате чего появляются новая степень свободы системы и путь эволюции возмущений в среде со двиговым течением. Индукционное и вязкостное затухание ограничивает время жизни вихревых внутренних гравитационных структур в ионосфере, но они являются достаточно долгоживущими, чтобы существенно влиять на динамические свойства среды. На основе аналитического решения системы стационарных нелинейных динамических уравнений выявлено, что в зависимости от вида профиля скорости сдвигового течения нелинейные внутренние гравитационные структуры могуть быть или чисто монопольным вихрем и/или дипольной циклон-антициклонной парой и/или поперечной вихревой цепочкой и/или продольной вихревой дорожкой на фоне неоднородного зонального ветра. Накопление таких вихрей в ионосферной среде может создавать сильнотурбулентное состояние.

Красовицкий В.Б., Туриков В.А. «Нелинейная необыкновенная волна в плотной плазме» Физика плазмы, 39, № 10, с. 935-941 (2013)

Найдены условия распространения медленной необыкновенной волны в плотной магнитоактивной плазме. Получено решение системы релятивистских уравнений гидродинамики и уравнений Максвелла в условиях плазменного резонанса, когда фазовая скорость нелинейной волны равна скорости света. Отклонение частоты волны от резонанса сопровождается возникновением нелинейных продольно-поперечных колебаний. Показано, что в этом случае решение самосогласованной системы, полученное усреднением исходных уравнений по высокочастотному периоду волны, является солитоном огибающей. Возможность возбуждения нелинейной волны в плазме внешним электромагнитным импульсом подтверждена численным моделированием.

Лахин В.П., Сорокина Е.А., Ильгисонис В.И., Коновальцева Л.В. «МГД-модель низкочастотных волн в токамаке с тороидальным вращением плазмы и проблема существования глобальных геодезических акустических мод» Физика плазмы, 41, № 12, с. 1054-1061 (2015)

В рамках идеальной магнитной гидродинамики выведена система линейных редуцированных уравнений для описания низкочастотных возмущений в тороидально вращающейся плазме осесимметричного токамака. Построена модель, пригодная для изучения глобальных геодезических акустических мод (ГГАМ). Представлен пример использования разработанной модели для вывода интегральных условий существования ГГАМ и соответствующего закона дисперсии. Статья посвящена памяти академика В.Д. Шафранова.

Кичигин Г.Н. «Уединенные БМЗ-волны, распространяющиеся под углом к магнитному полю в холодной бесстолкновительной плазме» Физика плазмы, 42, № 1, с. 50-57 (2016)

Путем численных расчетов получены решения уравнений двухжидкостной гидродинамики, описывающие в холодной замагниченной плазме уединенные быстрые магнитозвуковые волны – БМЗ-солитоны. Определена область параметров, в пределах которой возможно распространение установившихся волн. Установлено, что число Маха для БМЗ-солитонов разрежения всегда меньше единицы. Ограничение скорости распространения приводит к ограничению предельных амплитуд компонентов магнитного поля солитонов разрежения. Показано, что поперечный компонент магнитного поля солитона вращается в процессе его перемещения по плазме, причем за все время прохождения солитона этот компонент совершает один полный оборот вокруг оси, вдоль которой движется солитон.

Богданкевич Л.С., Гришин В.К., Каневский М.Ф. «О генерации поверхностных волн в твердотельной плазме» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 4, с. 73-76 (1982)

Исследуется возбуждение генератора на поверхностной волне твердотельной плазмы релятивистским электронным пучком, распространяющимся в газовой плазме. В реальном эксперименте над поверхностью твердого тела обычно находится остаточный газ, который, ионизуясь пучком, образует газовую плазму. Газовая плазма может создаваться и независимо с помощью дополнительного слабого пучка, лазерного луча и т.п., что позволяет контролировать параметры газовой плазмы. Рассмотрено влияние параметров пучка и плазмы на характеристики генератора. Показано, что относительно плотная газовая плазма сильно влияет на электродинамические свойства генератора: частота генерации практически не зависит от энергии пучка и остается на достаточно высоком уровне; падает величина стартового тока.

Корпусова Ю.В., Кузовников А.А., Пукалов К.Г., Свиридкина В.С., Сухов А.К., Тарасова В.В. «О ионно-звуковом отклике при импульсном зондировании плазмы» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 1, с. 79-81 (1985)

Экспериментально исследовалось поведение ионно-звуковой неустойчивости, возбуждаемой в плазме импульсами напряжения, и влияние на ее распространение неоднородности плотности плазмы. Показано, что амплитуда ионно-звуковых возмущений росла по мере удаления от источника, а сами возмущения приобретали осцилляторную структуру. При уменьшении плотности плазмы до величины, при которой значения ионной ленгмюровской частоты и ионно-звуковой частоты становились соизмеримыми, наблюдался эффект непропускания ионного звука.

Гусев В.Э. «Термоупругая генерация акустических волн в процессе нелинейной диффузии фотовозбужденной электронно-дырочной плазмы» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 1, с. 38-43 (1989)

Исследована возможность оптоакустического определения длины диффузии неравновесной электронно-дырочной плазмы в полупроводнике.

Галкина Т.И., Клоков А.Ю., Шарков А.И. «Распространение неравновесных акустических фононов в алмазе, соединениях II-VI групп и кремнии с квантовыми ямами. рассеяние фононов на встроенных слоях и протяженных дефектах» Известия РАН. Серия физическая, 68, № 1, с. 112-114 (2004)

Знание таких микроскопических параметров акустических фононов как длины свободного пробега необходимо как для фундаментальной характеризации материала, так и для его практических приложений. Исследовано распространение неравновесных акустических фононов терагерцовых частот в алмазе с ионно-имплантированными слоями, моно- и поликристаллическом ZnTe, а также в кремнии с квантовыми ямами.

Батанова Н.Л., Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Калимуллин Р.И. «Распространение акустических волн через периодические системы доменов и фотоиндуцированные решетки в сегнетоэлектриках» Известия РАН. Серия физическая, 68, № 12, с. 1694-1696 (2004)

Исследовано распространение поверхностных акустических волн через периодическую доменную структуру и фотоиндуцированную решетку, сформированные в кристалле ниобата лития. Обнаружены частотные зоны максимумов пропускания и отражения, а также генерация второй гармоники в интервале частот 30–300 МГц. Рассмотрены механизмы линейного и нелинейного взаимодействия акустических волн с периодическими структурами в сегнетоэлектриках.