УНИВЕРСАЛЬНЫЕ КАРКАСНЫЕ
СТРУКТУРЫ
UNIVERSAL SKELETAL STRUCTURES
Главная >> | История |
На этой странице мы коротко расскажем об истории появления и развития этого научного проекта.
Популярный рассказ об этом можно найти в нашей статье, опубликованной в журнале "НАУКА В РОССИИ" - иллюстрированном научно-публицистическом и информационном журнале Президиума Российской академии наук (см. раздел Популярно).
Другая возможность взглянуть на
историю – обратиться к общему
хронологическому
списку работ по теме этого научного проекта в разделе «Публикации».
Здесь мы даем
- перечень основных этапов работы (см. ниже) и
- более подробное описание«Истории в лицах» (т.е. персональных вкладов двух основных участников проекта) на одном из наиболее важных его интервалов - с середины 1997 г. по середину 2000 г. (см. здесь файл в формате PDF )
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАБОТЫ
======Предпосылки
Стремление систематизировать экспериментальные данные и теоретические подходы к образованию филаментарных (т.е. нитевых) структур в плазме в различных типах мощных импульсных газовых разрядов – плазменном фокусе и Z-пинче.
До 1993 г.
-------------------------------------------------------
Невозможность
объяснения наблюдаемых явлений быстрого нелокального переноса тепла в горячей
магнитно-удерживаемой плазме с помощью известных механизмов нелокального
(недифузионного) переноса плазменными и электромагнитными волнами в плазме.
1992-1996
-------------------------------------------------------
=====Начало
совместной работы по проекту – весна 1993 г.
-------------------------------------------------------
Выдвинута гипотеза об образовании замкнутой
крупномасштабной (~10 см) магнитной конфигурации в электрическом разряде типа
плазменный фокус в результате эволюции нитевидных (филаментарных) структур.
Оценка возможной роли эффекта Холла в плазме на динамику таких структур.
1993 - весна 1997
-------------------------------------------------------
Разработан новый метод обработки изображений (многоуровневое динамическое контрастирование - МДК), позволивший обнаружить тонкую структуру филаментарных образований.
Лето-осень 1997
-------------------------------------------------------
С помощью метода МДК обнаружены филаменты правильной геометрической формы (в частности, прямолинейные) и сети из филаментов в плазме газового Z-пинча Э-2. Интерпретация этого явления как аномально упругих магнитоплазменных нитей, скручивание которых приводит к образованию фрактальных (часто древовидных) структур, наблюдаемых в электрических разрядах разных типов. Предложена качественная модель влияния сетей из нитевидных структур на общую структуризацию электроразрядной плазмы (в Z-пинчах и токамаках). Поддержка гипотезы Х. Альфвена и его научной школы о существовании дальних плазменных связей во Вселенной.
Осень 1997- лето 1998
-------------------------------------------------------
Выдвинута гипотеза о том, что наблюдаемые долгоживущие филаменты (особенно прямолинейные) обладают жестким каркасом, за появление и поддержание которого ответственны квантовые связи, а не взаимодействие классических частиц в плазме. Такой каркас образуется на стадии электрического пробоя (т.е. еще до создания основной плазмы) в результате электрофизической самосборки из трубчатых наноразмерных блоков в физическом состоянии конденсированной среды (т.е., прочных макромолекул, скорее всего, углеродных нанотрубок). Такой каркас является фракталом (т.е. самоподобным, так как повторяет свою структуру на разных пространственных масштабах) - концепция «поколений» трубчатых структур вплоть до размеров космических объектов. Гипотеза о возможности объединить плазменную и химическую модели шаровой молнии, если рассматривать ее как аналог долгоживущего филамента с каркасом из нанотрубок.
Лето - осень 1998 г.
-------------------------------------------------------
С помощью метода МДК обнаружены трубчатые структуры и структуры типа «тележное колесо» в обширном массиве существующих баз экспериментальных данных:
(i) высокоразрешающих изображениях плазмы в
Z-пинчах (осень 1998-2002 гг.),
токамаках (1999-2000 гг.),
плазменном фокусе (2000-2001 гг.),
плазме лазерного факела (2001-2002 гг.)
- в диапазоне 100 мкм - 10 см,
(ii) изображениях электронной микроскопии различных типов пылевых осадков в токамаке Т-10 (2000-2001 гг.)
- в диапазоне 10 нм - 10 мкм,
(iii) фотографиях
частиц града (1-10 см),
торнадо (103-105 см),
различных объектов в космосе (1011-1023 см), составляющих широкий класс, включающий, в частности, выбросы массы из солнечной короны, остатки суперновых, некоторые галактики
(2001-2002 гг.).
-------------------------------------------------------
Объединение проблемы нелокальной компоненты переноса энергии в плазме с проблемой выживания (точнее, аномальной долгоживучести) холодного твердого (т.е. в физическом состоянии конденсированной среды) каркаса в окружении горячей плазмы – разработка модели «естественных кабелей», основанной на электромагнитной защите электропроводящих блоков каркаса силой Миллера, оттесняющей от них плазму.
1999
-------------------------------------------------------
Обнаружение присутствия каркасных структур уже на стадии электрического пробоя (т.е. до появления сигнала в поясе Роговского, измеряющем полный электрический ток в разрядной камере) в высокоразрешающих изображениях плазмы –
в токамаке (осень 2000 - 2001),
плазменном фокусе (весна 2001),
а также вскоре после пробоя - в вакуумной искре (весна 2000).
-------------------------------------------------------
Концепция нового типа наноматериала с уникальными электрофизическими свойствами.
2001
-------------------------------------------------------
Формулировка принципов описания возможной роли нанопыли в шаровой молнии.
2001
-------------------------------------------------------
Завершение анализа очень широкого массива данных по физике лабораторных электроразрядов, электрофизике аномальных погодных явлений, и астрофизике. Формулировка концепции самоподобных каркасных структур в диапазоне 10 -5 см - 1023 см.
2002
-------------------------------------------------------
Гипотезы о возможной роли каркасов в астрофизике и космологии
: жесткость каркаса как причина наблюдаемого эффекта "темной материи" ("скрытой массы"), идея о барионном холодном (2.7 К) каркасе Вселенной и утверждение о ее совместимости с основными наблюдательными фактами космологии. Обнаружение в трехмерных данных о крупномасштабной структуре Вселенной (картах красных смещений галактик) корреляций, указывающих на возможность существования каркасных структур в диапазоне ~1024 см -1026 см.2002
-------------------------------------------------------
Расширенный анализ (с помощью метода МДК) визуальных данных
по аномальным погодным явлениям. Формулировка принципов описания возможной роли
нанопыли в торнадо и водяном смерче.
2003 - 2004 гг.
-------------------------------------------------------
Численное моделирование многочастичной электродинамической (магнитной и электрической) агрегации наночастиц в электрических разрядах. Самосгласованное моделирование важного этапа самосборки каркасной структуры - от квазиоднородного ансамбля линейных филаментов электрического тока, составленных из одномерных (протяженных) магнитных диполей, обладающих продольной электрической проводимостью и экранированным электрическим зарядом, к каркасной коаксиальной трубчатой структуре.
2005 - 2006 гг.
-------------------------------------------------------
Численное моделирование динамической перколяции электропроводности в среде, содержащей замагниченные электропроводные наноблоки. Продолжение анализа экспериментальных данных по каркасным структурам в электрических разрядах.
2007
- 2008 гг.
-------------------------------------------------------
Распределенные вычисления электродинамической агрегации наночастиц для создания каркасной фрактальной основы наноматериалов. Распределенные вычисления рентгеновской дифракции на углеродных наноструктурах для интерпретации экспериментальных данных по рентгеновскому рассеянию на пленках, осажденных в электроразрядах.
2009- 2010 гг.
Назад