zhChinese    enEnglish
  ПМ-ПУ  » Образование  » Программы курсов » Современные проблемы естествознания

Современные проблемы естествознания

Общий курс

I Раздел. "Синергетика"

  1. Что такое синергетика?
  2. Типичные примеры переходов порядок-беспорядок и порядок-порядок в физике, химии, медицине, социологии.
  3. Математическое описание самоорганизующихся систем. Общий вид уравнений.
  4. Свойства решений дифференциальных уравнений синергетики. Устойчивый узел. Устойчивый фокус. Предельный цикл. Аттракторы.
  5. Принцип подчинения и параметр порядка на примере системы дифференциальных уравнений первого порядка.
  6. Показатели Ляпунова.
  7. Математическая модель глобальных демографических процессов с учётом пространственного распределения.

Литература

  1. "Журнал вычислительной математики и математической физики", 1998, т.38 № 6, с. 885-902.
  2. Г. Хакен. Синергетика: Иерархии неустойчивостей в самооргани-зующихся системах и устройствах. Москва, "Мир", 1985, глава 1, с. 19 73.
  3. Джеймс Глейк. Хаос: Создание новой науки. Санкт-Петербург. "Амфора", 2001.

II Раздел. Проблемы физики высоких энергий. Новые методы ускорения.

  1. Стандартная модель. Введение. Сохранение энергии и заряда. Квантовые числа.
  2. Стандартная модель (продолжение). Цвет, Распад нейтрона. Электрон нейтрино. Электронное число и кроссинг. Первое семейство кварков. Семейства и силы.
  3. Стандартная модель (продолжение). Частицы со спином . Частицы со спином 1.Силы и взаимодействия.
  4. Стандартная модель (продолжение). Квалификация взаимодействий. Электромагнитные, слабые, сильные, Хиггсовские и гравитационные взаимодействия. Представление взаимодействий.
  5. Выход за рамки стандартной модели. Теория струн. Суперсимметрия. Взаимодействия струн. Теория струн и гравитация.
  6. Современные ускорительные комплексы. Синхротроны. Коллайдеры.
  7. Принципы работы лазеров. Спонтанное, вынужденное излучение, процесс поглощения. Схемы накачки.
  8. Свойства лазерных пучков. Монохроматичность. Когерентность. Направленность.
  9. Ускорение электронов полем мощного лазерного пучка. Лазер на свободных электронах. Обратный лазер на свободных электронах. Принципиальная схема.
  10. Принципы ускорения электронов полем, возбуждаемым в плазменном канале. Плазменные ускорители.

Литература

  1. Martinus Veltman. Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics. The Standard Model, pp. 35-83 (Ксерокопия. Материал № 1).
  2. Л. Б. Окунь. Лептоны и кварки. .Изд. Наука 1990 ( стр 243- 266 ).
  3. О. Звелто. Принципы лазеров. Москва, "Мир", 1984, глава 1, с. 13-25.
  4. Генераторы когерентного излучения на свободных электронах. Сб. статей под ред. В.П. Попонина и А.А. Рухадзе. Москва, "Мир", 1983. Статья № 1, "Лазер на свободных электронах с точки зрения лазерной физики", с. 7-41.
  5. Ксерокопия статьи "Плазменные ускорители". Материал № 2.
  6. Ксерокопия статьи Грядущие революции в фундаментальной физике

III Раздел. Энергетический кризис и безопасная ядерная энергетика

  1. Рост народонаселения и потребности энергии. Ресурсы ископаемых и возобновляемых источников энергии. Влияние на окружающую среду. Ресурсы и особенности термоядерной энергетики.
  2. Определение плазмы. Понятие температуры. Дебаевское экранирование. Частота собственных колебаний плазмы. Критерии существования плазмы.
  3. Баланс энергии в плазме. Критерий Лоусона. Виды плазмы.
  4. Магнитное удержание высокотемпературной плазмы. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Удержание магнитным полем в пробочной ловушке. Продольный адиабатический инвариант.
  5. Удержание магнитным полем в тороидальной ловушке. Виды дрейфа частиц, связанного с неоднородностью магнитного поля. Понятие об основных неустойчивостях плазмы.
  6. Основные стадии разряда плазмы в токaмаке. Математические модели описания поведения плазмы.
  7. Безопасные АЭС. Перевод АЭС на подкритические реакторы с внешним источником нейтронов. Перспективы и проблемы создания безопасной электроядерной установки с подкритическим реактором, управляемым ускорителем заряженных частиц.

Литература

  1. Ф. Чен. Введение в физику плазмы. Москва "Мир", 1987, глава 1, с. 12 28, глава 7, с. 218-230.
  2. Отрывки из лекций об УТС. Ксерокопия. Материал № 3.
  3. Статьи "Перспективы и проблемы создания малогабаритной энергетической электроядерной установки" (Известия академии наук, серия энергетика,2004). "Энергетический подкритический реактор с подсветкой пучком ускоренных протонов" (Атомная энергия, 1994).
  4. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теория поля. Москва, "Наука", 1988,  19, 20, 21, 22, с. 76-87.