9.10 Лаборатория теоретической физики

Научное направление – теоретические исследования фазовых переходов металл-диэлектрик, электронных и магнитных свойств неупорядоченных систем; теория сверхпроводимости (включая ВТСП).

Сотрудниками лаборатории разработана теория сверхпроводимости в сильно неупорядоченных системах, находящихся на пороге андерсоновского перехода металл-диэлектрик, новые теоретические подходы к изучению свойств гранулированных магнетиков и сверхпроводников. Исследуется влияние эффектов разупорядочения на свойства сверхпроводников с аномальными типами куперовского спаривания. Наибольшее внимание уделяется изучению физических свойств высокотемпературных сверхпроводников, в том числе в условиях сильного (радиационного) разупорядочения.

Построены точно решаемые двумерные модели псевдощелевого состояния, на основе изучения которых удается объяснить целый ряд аномалий электронных свойств и качественный вид фазовой диаграммы высокотемпературных сверхпроводников на основе оксидов меди.

В последнее время большое внимание уделяется развитию теоретических методов описания электронных свойств сильно коррелированных систем, на основе развития динамической теории среднего поля. Большинство работ, выполняемых в лаборатории, основано на использовании и дальнейшем развитии методов квантовой теории поля в статистической физике.

9.11 Лаборатория импульсных источников излучения

Научное направление – создание компактных систем рентгеновской интроскопии для медицины и промышленности.

Основным объектом исследований являются импульсные и постоянные источники рентгеновского излучения. Одна из основных целей исследований заключается в создании компактной импульсной наносекундной рентгеновской техники с цифровым и пленочным выводом изображения.

Разработанные аппараты позволяют снимать динамические процессы в режиме телевизионной развертки, что ранее для импульсных аппаратов было недостижимым результатом. Созданная техника обладает минимальными габаритами и весом.

В настоящее время в лаборатории разрабатываются: дефектоскопы, хроматомасс-спектрометры, передвижной диагностический центр на базе автомобиля, аппарат в портфеле, аппарат для хирургии, двухэнергетичный денситометр.

9.12 Лаборатория нелинейной динамики

Научное направление – теоретические и экспериментальные исследования нелинейных процессов и неустойчивостей в плазме и плазмоподобных средах под воздействием сильных электромагнитных полей и интенсивных потоков заряженных частиц и лазерного излучения.

Группа нелинейной динамики плазмы формально организована в мае 2001 г. в результате реорганизации Лаборатории моделирования электрофизических процессов.

Сотрудниками группы, ставшей в последствии лабораторией, установлено, что нелинейная динамика крупномасштабных гидродинамических и токовых вихревых структур приводит к прерыванию электрического тока, локализации энергии (образованию горячих точек) и стратификации жидкометаллического проводника даже в случае постоянных коэффициентов переноса и плотности.

Совместно с сотрудниками кафедры оптики и спектроскопии Южно-Уральского государственного университета и лабораторией нелинейной оптики предложены физическая и математическая модели кратерообразования на поверхности твердых теп при воздействии на них интенсивных потоков заряженных частиц. Показано, что кратеры формируются в результате поверхностных волн, возбуждаемых пучками заряженных частиц, и неустойчивости Рихтмайера-Мешкова границы плазма — расплавленный металл. Показано также, что возникающие в твердом теле при кратерообразовании напряжения локализованы под кратером; произведена редукция гидродинамического течения в объеме, занятом одной или двумя жидкостями с разными плотностями, к динамике свободной или контактной границы. Полученные в результате этой редукции уравнения позволяют достаточно просто и экономично исследовать существенно нелинейные стадии неустойчивостей Рэлея-Тейлора и Рихтмайера-Мешкова. Полученные результаты качественно и количественно согласуются с экспериментом.