СМИ о нас
| 13.12.24 | 10.12.2024 Рамблер. Российские физики изучили молнии и генерируемые ими излучения на лабораторной установке |
Российские учёные из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) создали временную карту электромагнитных излучений молнии. Полученные данные применимы к реальным грозовым явлениям. Исследование поможет лучше понять механизмы развития электрических разрядов в грозовых облаках. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда, который поддержал проект. Работа имеет важное практическое значение, поскольку молнии представляют большую опасность для авиации, надводных кораблей, чувствительной радиоаппаратуры и энергообъектов. Как известно, грозы сопровождаются множеством разнообразных электрических разрядов, которые являются источниками различных видов излучения и оказывают значительное влияние на окружающую среду и жизнь человека. Однако эти процессы до сих пор остаются недостаточно изученными, так как их сложно отследить в природных условиях. Чтобы решить эту проблему, учёные создали экспериментальную установку, способную имитировать развитие молний. Она может генерировать электрические разряды длиной до одного метра при напряжениях до одного миллиона вольт и токах, достигающих 1 килоампера. Параметры установки позволяют моделировать физические условия, близкие к естественным. Благодаря этому появилась возможность изучить процессы, происходящие во время молниевого разряда. На начальном этапе молния создает обширную корону, состоящую из ионизированных волн плазмы. Затем от высоковольтного катода к заземленному аноду устремляются стримеры. В этот момент возникает интенсивное излучение в ближнем ультрафиолетовом диапазоне. Однако ситуация кардинально меняется, когда с анода начинают двигаться встречные стримеры. Они распространяются с невероятной скоростью - около 10 тысяч километров в секунду. Достигнув катода, эти стримеры формируют разветвленную сеть плазменных каналов. В результате начинается мощный процесс генерации сверхвысокочастотного радиоизлучения в гигагерцевом диапазоне. Полученные результаты открывают новые горизонты для изучения источников рентгеновского и широкополосного радиоизлучений, которые регистрируются во время молниевых разрядов в земной атмосфере. Создание целостной картины этих процессов имеет важное значение для разработки многофункциональных систем подавления электромагнитных помех. Эти данные могут стать основой для новых подходов к мониторингу грозовых явлений, включая идентификацию их характеристик, что активно используется в современных системах грозопеленгации. Как пояснил Егор Паркевич, кандидат физико-математических наук, руководитель группы и старший научный сотрудник отдела высоких плотностей энергии ФИАН РАН, эти исследования помогут лучше понять природу молний и улучшить качество современных систем защиты от них. А самарские ученые создали отечественный аналог для анализа микробиоты.
| 13.12.24 | 10.12.2024 Научная Россия.Карту электромагнитных излучений молниевого разряда создали в ФИАН |
Фото выходного узла большой высоковольтной установки. Источник: Егор Паркевич
Физики в лабораторных условиях смоделировали возникновение в воздухе электрических разрядов, которые в природе наблюдаются во время грозы. Авторам удалось отследить ключевые стадии развития разряда, связанные с генерацией рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного и широкополосного радиоизлучения, а также установить «локальные источники» данных излучений. Отслеживать, как и когда появляются разные типы электромагнитного излучения, важно, потому что они позволяют лучше понять механизмы возникновения и развития электрических разрядов. Это, в свою очередь, необходимо знать для развития новых методов молниезащиты и мониторинга грозовых явлений. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Applied Physics.
Во время грозы в атмосфере возникает большое количество электрических разрядов, которые становятся источниками различных типов электромагнитного излучения. Разряды в атмосфере представляют большую опасность для авиации, надводных кораблей и многочисленных энергообъектов, а возникающее при их появлении радиоизлучение ухудшает работу различных электронных устройств и радиоаппаратуры, создавая дополнительные «шумы». При этом механизмы возникновения электромагнитных излучений в газоразрядной среде до сих пор представляют предмет интенсивных исследований.
Ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) в лабораторных условиях сымитировали развитие молниевого разряда, который служит источником разных типов электромагнитного излучения в атмосфере. Авторы провели исследования на экспериментальной установке, способной генерировать электрические разряды длиной до одного метра при напряжениях в миллион вольт и токах порядка килоампер. Такие параметры установки позволяют достигать физических условий, близких к натурным грозовым явлениям. Рабочие элементы установки представляли собой два металлических электрода (элементы, проводящие ток) — отрицательно заряженный катод и заземленный анод. Электроды располагались друг напротив друга на расстоянии 55 сантиметров. Когда на катод подавали высокое напряжение, в воздухе в промежутке между электродами возникал электрический разряд, похожий на разряд реальной молнии.
Исследователи отслеживали процесс возникновения разряда с помощью сверхбыстрых электронно-оптических камер, с высокой чувствительностью регистрирующих изображения светящейся плазмы в течение порядка 60 наносекунд. Различными детекторами электромагнитного излучения авторы с наносекундным временным разрешением регистрировали рентгеновское, радиочастотное и оптическое излучение в ближнем ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах длин волн.
Наблюдения показали, что в самые первые моменты существования разряд развивается в виде обширной стримерной короны — слабоионизованной плазмы (ионизованных молекул воздуха), формируемой первичными стримерными головками, распространяющимися от катода навстречу заземленному аноду. Эти условия, по всей видимости, оказываются оптимальными для интенсивного излучения в диапазоне ближнего ультрафиолета и менее интенсивного в области ближнего инфракрасного диапазона. Примерно на этой же стадии развития разряда наблюдается генерация маломощного высокочастотного (МГц) радиоизлучения.
Интегральное изображение свечения от результирующего канала пробоя. Источник: Егор Паркевич
Ситуация кардинально меняется, когда с анода стартуют встречные стримеры. Распространяясь с колоссальной скоростью — порядка десятка тысяч километров в секунду, эти стримеры за десятки наносекунд пересекают весь разрядный промежуток и формируют сложную разветвленную структуру плазменных каналов между противоположными электродами. В этот момент резко повышается мощность как высокочастотного (МГц), так и сверхвысокочастотного (ГГц) радиоизлучения. Данный процесс, в свою очередь, сопровождается короткой по времени вспышкой ближнего инфракрасного излучения, а также появлением жесткого рентгеновского излучения.
На основе полученных результатов авторам исследования удалось построить подробную карту, описывающую временные корреляции между различными типами излучений.
«Исследования в этом направлении позволят лучше понять природу источников рентгеновского и микроволнового излучений во время молниевых разрядов в атмосфере. Мы также предполагаем, что на основе полученных результатов по локализации источников излучений можно разработать новые подходы к мониторингу электромагнитных излучений во время грозовых явлений в атмосфере Земли», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Егор Паркевич, кандидат физико-математических наук, руководитель научной группы, старший научный сотрудник Отдела физики высоких плотностей энергии ФИАН РАН.
«В дальнейшем мы планируем детально исследовать влияния ключевых условий эксперимента на возникновение различных излучений, чтобы определить возможные пороги в их генерации. Впоследствии это позволит создать более состоятельные модели, описывающие механизм генерации электромагнитных излучений в грозовых облаках», — подводит итог Егор Паркевич.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда
| 13.12.24 | 10.12.2024 ИА ЭкоПравда. Физики РАН изучили молнии в лабораторных условиях |
Российские ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) провели уникальное исследование, в котором изучили молнии и излучения, возникающие в ходе этих атмосферных явлений. В рамках своей работы они создали временную карту электромагнитных излучений, сопутствующих молниевым разрядам, и выявили широкий спектр волновых явлений, включая рентгеновские, инфракрасные и другие виды излучений. Результаты исследования могут стать основой для более эффективного мониторинга гроз и, следовательно, повышения безопасности воздушных полетов.
Как заявили учёные, молнии сопутствуют множество различных электрических разрядов, каждое из которых становится источником разнообразных типов электромагнитного излучения. Эти явления оказывают значительное влияние не только на окружающую среду, но и на жизнь человека, однако их до сих пор не удалось полностью объяснить из-за сложности отслеживания в естественных условиях.
Для решения этой задачи физики сымитировали процесс формирования молний с помощью специализированной лабораторной установки, способной генерировать электрические разряды длиной до 1 метра с напряжением в 1 миллион вольт и токами, достигающими 1 кА. Условия, создаваемые установкой, позволяют эффективно моделировать физические параметры, аналогичные тем, что возникают во время настоящих грозовых явлений. Результаты эксперимента показали, что создаваемый между электродами электрический разряд во многом напоминает настоящую молнию.
https://www.ecopravda.ru/nauka/fiziki-ran-izuchili-molnii-v-laboratornyh-usloviyah/
| 13.12.24 | 10.12.2024 Ru24. Российские физики изучили электромагнитные излучения молний в лабораторных условиях |
Специалисты Физического института имени П. Н. Лебедева РАН исследовали генерируемые молниями излучения на лабораторной установке. Ученые составили временную карту электромагнитных зарядов, которые возникают на разных стадиях развития молнии. Об этом сообщает RT со ссылкой на представителей Российского научного фонда.
По данным физиков, благодаря исследованию можно научно обосновать и спрогнозировать механизмы развития электрических разрядов в грозовых облаках.
Работа имеет практическое значение в связи с тем, что молнии опасны для авиации, энергетических объектов, чувствительной радиоаппаратуры и надводных кораблей. Результаты лабораторного эксперимента опубликовали в журнале Journal of Applied Physics.
| 13.12.24 | 11.12.2024 Хибины.ру. Астрономы из России зафиксировали загадочный сигнал из глубин Вселенной |
Российскими астрономами из Физического института имени Лебедева (ФИАН), которые работают под руководством ученого Сергея Тюльбашева, был зафиксирован загадочный сигнал из глубин Вселенной. Ему дали название FRB 20190203.
Яркая радиовспышка была зафиксирована при использовании радиотелескопа БСА, рассказал Тюльбашев в интервью, которое размещено на сайте РАН. Он объяснил, почему замеченное исследователями астрофизическое явление представляет большой интерес и требует дальнейшего внимания.
«Это первая яркая радиовспышка, открытая на столь низкой частоте. Несколько попыток поиска FRB, сделанных на самых чувствительных в метровом диапазоне длин волн радиотелескопах (LOFAR и MWA), были безуспешными. […] Мы не ожидали обнаружить нечто подобное», — делятся участники исследования.
Ранее во всем мире подобные радиовспышки фиксировались всего несколько раз. Астрономы все еще пытаются разгадать их природу, которая пока является тайной. Для этого проводятся комплексные исследования и собираются новые данные.
Есть версия, что такие вспышки могут происходить в результате слияния нейтронных звезд или неких процессов в ядрах активных галактик, но пока доказательств этому ученые представить не смогли.
Ранее мы писали, что экспериментальный зонд NASA послал загадочный сигнал с высоты тысячи километров над Землей.
| 13.12.24 | 10.12.2024 Научная Россия. Переломный год для науки. Директор ФИАН Николай Колачевский о текущих итогах и ожиданиях от 2025 г. |
Директор ФИАН член-корреспондент РАН Николай Николаевич Колачевский рассказал корреспонденту «Научной России» о научных итогах года и ожиданиях от 2025 г. на Общем собрании РАН.
«Этот год можно назвать переломным, потому что с 2025 г. стартует целый блок национальных проектов (2025–2030 гг.), среди которых и очень наукоемкие, например блок федеральных проектов, объединенных под эгидой национального проекта “Технологическое лидерство”, где предусмотрен ряд наукоемких направлений: атомная энергетика, беспилотный транспорт, химия и др. <…> Область физики трансформировалась за последние несколько лет. Уже сейчас мы можем уверенно сказать о том, что ФИАН готов продемонстрировать в 2029–2030 гг.: это трехсоткубитные системы с хорошими алгоритмическими результатами. И если, начиная дорожную карту по квантовым вычислениям в 2020 г., мы еще не были уверены в себе, то сейчас эта уверенность сильно возросла. Это касается и других направлений: микроэлектроники, инфракрасной фотоники, ядерной медицины и не только. Возникло гораздо больше коопераций, мы входим в следующий год с хорошими работающими коллективами».
| 13.12.24 | 10.12.2024 InScience. Физики создали подробную карту электромагнитных излучений молниевого разряда |
Интегральное изображение свечения от результирующего канала пробоя. Источник: Егор Паркевич.
Физики в лабораторных условиях смоделировали возникновение в воздухе электрических разрядов, которые в природе наблюдаются во время грозы. Авторам удалось отследить ключевые стадии развития разряда, связанные с генерацией рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного и широкополосного радиоизлучения, а также установить «локальные источники» данных излучений. Отслеживать, как и когда появляются разные типы электромагнитного излучения, важно, потому что они позволяют лучше понять механизмы возникновения и развития электрических разрядов. Это, в свою очередь, необходимо знать для развития новых методов молниезащиты и мониторинга грозовых явлений. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Applied Physics.
Во время грозы в атмосфере возникает большое количество электрических разрядов, которые становятся источниками различных типов электромагнитного излучения. Разряды в атмосфере представляют большую опасность для авиации, надводных кораблей и многочисленных энергообъектов, а возникающее при их появлении радиоизлучение ухудшает работу различных электронных устройств и радиоаппаратуры, создавая дополнительные «шумы». При этом механизмы возникновения электромагнитных излучений в газоразрядной среде до сих пор представляют предмет интенсивных исследований.
Ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) в лабораторных условиях сымитировали развитие молниевого разряда, который служит источником разных типов электромагнитного излучения в атмосфере. Авторы провели исследования на экспериментальной установке, способной генерировать электрические разряды длиной до одного метра при напряжениях в миллион вольт и токах порядка килоампер. Такие параметры установки позволяют достигать физических условий, близких к натурным грозовым явлениям. Рабочие элементы установки представляли собой два металлических электрода (элементы, проводящие ток) — отрицательно заряженный катод и заземленный анод. Электроды располагались друг напротив друга на расстоянии 55 сантиметров. Когда на катод подавали высокое напряжение, в воздухе в промежутке между электродами возникал электрический разряд, похожий на разряд реальной молнии.
Исследователи отслеживали процесс возникновения разряда с помощью сверхбыстрых электронно-оптических камер, с высокой чувствительностью регистрирующих изображения светящейся плазмы в течение порядка 60 наносекунд. Различными детекторами электромагнитного излучения авторы с наносекундным временным разрешением регистрировали рентгеновское, радиочастотное и оптическое излучение в ближнем ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах длин волн.
Наблюдения показали, что в самые первые моменты существования разряд развивается в виде обширной стримерной короны — слабоионизованной плазмы (ионизованных молекул воздуха), формируемой первичными стримерными головками, распространяющимися от катода навстречу заземленному аноду. Эти условия, по всей видимости, оказываются оптимальными для интенсивного излучения в диапазоне ближнего ультрафиолета и менее интенсивного в области ближнего инфракрасного диапазона. Примерно на этой же стадии развития разряда наблюдается генерация маломощного высокочастотного (МГц) радиоизлучения.
Ситуация кардинально меняется, когда с анода стартуют встречные стримеры. Распространяясь с колоссальной скоростью — порядка десятка тысяч километров в секунду — эти стримеры за десятки наносекунд пересекают весь разрядный промежуток и формируют сложную разветвленную структуру плазменных каналов между противоположными электродами. В этот момент резко повышается мощность как высокочастотного (МГц), так и сверхвысокочастотного (ГГц) радиоизлучения. Данный процесс, в свою очередь, сопровождается короткой по времени вспышкой ближнего инфракрасного излучения, а также появлением жесткого рентгеновского излучения.
На основе полученных результатов авторам исследования удалось построить подробную карту, описывающую временные корреляции между различными типами излучений.
«Исследования в этом направлении позволят лучше понять природу источников рентгеновского и микроволнового излучений во время молниевых разрядов в атмосфере. Мы также предполагаем, что на основе полученных результатов по локализации источников излучений можно разработать новые подходы к мониторингу электромагнитных излучений во время грозовых явлений в атмосфере Земли», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Егор Паркевич, кандидат физико-математических наук, руководитель научной группы, старший научный сотрудник Отдела физики высоких плотностей энергии ФИАН РАН.
«В дальнейшем мы планируем детально исследовать влияния ключевых условий эксперимента на возникновение различных излучений, чтобы определить возможные пороги в их генерации. Впоследствии это позволит создать более состоятельные модели, описывающие механизм генерации электромагнитных излучений в грозовых облаках», — подводит итог Егор Паркевич.
https://inscience.news/ru/article/russian-science/fiziki-sozdali-podrobnuyu-kartu-elektromagnitnyh
| 13.12.24 | 10.12.2024 Регионы России. Физики смоделировали электрические разряды, возникающие во время грозы |
Физики в лабораторных условиях смоделировали возникновение в воздухе электрических разрядов, которые в природе наблюдаются во время грозы. Авторам удалось отследить ключевые стадии развития разряда, связанные с генерацией рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного и широкополосного радиоизлучения, а также установить «локальные источники» данных излучений.
Отслеживать, как и когда появляются разные типы электромагнитного излучения, важно, потому что они позволяют лучше понять механизмы возникновения и развития электрических разрядов. Это, в свою очередь, необходимо знать для развития новых методов молниезащиты и мониторинга грозовых явлений. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Applied Physics.
Во время грозы в атмосфере возникает большое количество электрических разрядов, которые становятся источниками различных типов электромагнитного излучения. Разряды в атмосфере представляют большую опасность для авиации, надводных кораблей и многочисленных энергообъектов, а возникающее при их появлении радиоизлучение ухудшает работу различных электронных устройств и радиоаппаратуры, создавая дополнительные «шумы».
Ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) в лабораторных условиях сымитировали развитие молниевого разряда, который служит источником разных типов электромагнитного излучения в атмосфере. Авторы провели исследования на экспериментальной установке, способной генерировать электрические разряды длиной до одного метра при напряжениях в миллион вольт и токах порядка килоампер.
Наблюдения показали, что в самые первые моменты существования разряд развивается в виде обширной стримерной короны — слабоионизованной плазмы, формируемой первичными стримерными головками. Ситуация кардинально меняется, когда с анода стартуют встречные стримеры, формируя сложную разветвленную структуру плазменных каналов. В этот момент резко повышается мощность радиоизлучения, сопровождающая вспышками ближнего инфракрасного и жесткого рентгеновского излучения.
Авторам исследования удалось построить подробную карту, описывающую временные корреляции между различными типами излучений. Ученые надеются, что дальнейшие исследования позволят разработать новые подходы к мониторингу электромагнитных излучений во время грозовых явлений в атмосфере Земли.
https://gosrf.ru/fiziki-smodelirovali-elektricheskie-razryady-voznikayushhie-vo-vremya-grozy
| 13.12.24 | 10.12.2024 ИА «Сова». Российские физики изучили молнии и генерируемые ими излучения на лабораторной установке |
Фото: unsplash.com
Российские учёные из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) создали временную карту электромагнитных излучений молнии.
Полученные данные применимы к реальным грозовым явлениям. Исследование поможет лучше понять механизмы развития электрических разрядов в грозовых облаках. Об этом RT сообщили в пресс-службе Российского научного фонда, который поддержал проект.
Работа имеет важное практическое значение, поскольку молнии представляют большую опасность для авиации, надводных кораблей, чувствительной радиоаппаратуры и энергообъектов.
Как известно, грозы сопровождаются множеством разнообразных электрических разрядов, которые являются источниками различных видов излучения и оказывают значительное влияние на окружающую среду и жизнь человека. Однако эти процессы до сих пор остаются недостаточно изученными, так как их сложно отследить в природных условиях.
Чтобы решить эту проблему, учёные создали экспериментальную установку, способную имитировать развитие молний. Она может генерировать электрические разряды длиной до одного метра при напряжениях до одного миллиона вольт и токах, достигающих 1 килоампера.
Параметры установки позволяют моделировать физические условия, близкие к естественным. Благодаря этому появилась возможность изучить процессы, происходящие во время молниевого разряда.
На начальном этапе молния создает обширную корону, состоящую из ионизированных волн плазмы. Затем от высоковольтного катода к заземленному аноду устремляются стримеры. В этот момент возникает интенсивное излучение в ближнем ультрафиолетовом диапазоне.
Однако ситуация кардинально меняется, когда с анода начинают двигаться встречные стримеры. Они распространяются с невероятной скоростью - около 10 тысяч километров в секунду. Достигнув катода, эти стримеры формируют разветвленную сеть плазменных каналов. В результате начинается мощный процесс генерации сверхвысокочастотного радиоизлучения в гигагерцевом диапазоне.
Полученные результаты открывают новые горизонты для изучения источников рентгеновского и широкополосного радиоизлучений, которые регистрируются во время молниевых разрядов в земной атмосфере.
Создание целостной картины этих процессов имеет важное значение для разработки многофункциональных систем подавления электромагнитных помех. Эти данные могут стать основой для новых подходов к мониторингу грозовых явлений, включая идентификацию их характеристик, что активно используется в современных системах грозопеленгации.
Как пояснил Егор Паркевич, кандидат физико-математических наук, руководитель группы и старший научный сотрудник отдела высоких плотностей энергии ФИАН РАН, эти исследования помогут лучше понять природу молний и улучшить качество современных систем защиты от них.
