Основной вклад в дальнейшее развитие фундаментальных основ физики нелокальной плазмы, который предполагается выполнить в данном проекте, будет связан с анализом условий создания плазмы с инверсной функцией распределения свободных электронов, которая может иметь абсолютную отрицательную проводимость (АОП) и, тем самым, усиливать электромагнитные волны.
До сих пор попытки решения поставленной задачи в литературе основывались на использовании локального приближения для нахождения ФРЭ, когда в кинетическом уравнении отбрасываются члены с пространственными градиентами и амбиполярным полем. В этом случае исходная ФРЭ F(r,v,t) = Ne(r,t)f(v,t) - факторизуется в виде произведения плотности электронов Ne(r,t), зависящей от координат и времени и локальной ФРЭ f(v,t), зависящей от скорости (энергии). Такая редукция кинетического уравнения сводит исходное кинетическое уравнение в частных производных к уравнению, зависящему лишь от одной переменной скорости (энергии). Локальная ФРЭ «следит» и подстраивается к текущим локальным значениям параметров плазмы в данной точке и в данный момент времени. В противоположность этому, в общем случае, который называется нелокальным, в кинетическом уравнении Больцмана члены с пространственными градиентами и неоднородным амбиполярным полем не менее эффективны, чем столкновения в объеме, так что различные группы электронов ведут себя более независимо друг от друга и имеют больше «степеней свободы». В процессе выполнения работы над проектом будет показано, что отказ от упрощений традиционного на сегодня локального приближения, позволит существенно продвинуться в решении поставленной практически важной, но не решенной на сегодня проблемы создания плазмы с инверсной ФРЭ и абсолютной отрицательной проводимости электронов в рамзауэровских газах.