Проект направлен на исследование новых физических свойств низкотемпературной неравновесной газоразрядной плазмы, включая комплексную (пылевую) плазму, создаваемую в тлеющем разряде в ловушке в стоячей страте и в зоне повышенной плотности плазмы (в узком канале тока).
Главная часть проекта - исследование пылевой плазмы в сильном магнитном поле. Газоразрядная плазма в магнитном поле с индукцией до 2.5 Тл обладает замагниченными электронами и ионами. Например, циклотронный радиус электронов становится меньше размера пылевой частицы, а циклотронный радиус иона меньше длины экранирования. В такой анизотропной плазменной среде, созданной в эксперименте, для пылевой подсистемы формируются уникальные условия. Исследование "мягкой материи" при экстремально сильном воздействии магнитного поля сегодня является передовым краем науки. Касательно представленного проекта, авторский коллектив - единственный в мире, который проводит такие исследования с объемными пылевыми структурами, он обладает для этого квалификацией и необходимым оборудованием.
Вторая часть проекта - развитие кинетики неравновесной газоразрядной плазмы. Это дальнейшее развитие направления исследований, ведущихся на Физическом факультете СПбГУ в течение десятков лет в группе проф. Ю.Б. Голубовского. Планируемые для решения задачи связаны с условиями формирования стратифицированного режима разряда, режима перехода к контракции, и взаимодействием излучения с плазмой.
В проекте также поставлены задачи, связанные с диагностикой разрядной и пылевой плазмы: исследование устойчивости разряда в магнитном поле (с точки зрения существования стабильных пылевых ловушек), динамики изменения порядка пылевой плазмы при перемене доминирующего механизма вращения в магнитном поле, взаимодействия плазмы с поверхностью пылевых частиц (диагностика изменения структуры поверхности).
В научную группу входят 2 профессора, 4 кандидата наук, 3 студента/аспиранта. У коллектива есть опыт совместного выполнения научных проектов, публикации в журналах из первого квартиля, более половины членов коллектива - молодые ученые. Предложенные для выполнения задачи являются логическим продолжением оригинальных исследований научного коллектива.
Новизна проекта, прежде всего в том, что описанное исследование комплексной плазмы производится впервые. Пылевые структуры в тлеющем разряде в сильном магнитном поле созданы только в работах нашей научной группы, изучение 3D структур в магнитном поле - новая возможность в тематике исследования. Также в проекте используется комплексный подход: экспериментальные исследования и развитие современной теории (кинетической с использованием нелокальной кинетики), которые описывают объект, представляющий пример самоорганизованных систем - стратифицированный разряд. На модели комплексной плазмы происходит развитие теории и экспериментальных методов диагностики.
Актуальность проекта в том, что в нем ставятся проблемные сегодня и технологически востребованные задачи. Комплексная плазма в магнитном поле и физика газового разряда важны для развития энергетики. Изучение воздействия плазмы на поверхность в наноразмерном диапазоне при модификации поверхности пылевых гранул имеет перспективы в технологических процессах обработки материалов и частиц. В проект закладывается не только развитие знаний, но и создание физических основ для их инженерных приложений.
