Получено аналитическое выражение для энергетического терма электрона путем решения дираковской двухцентровой задачи. Это выражение имеет правильные асимптотики в предельных случаях приближения Попова и нерелятивистской задачи.

Представлены результаты исследований ядер группы Fe галактических и солнечных космических лучей в интервалах энергии 30-210 MeV / n и 7-210 MeV / n в различных фазах солнечных циклов. С высоким энергетическим разрешением получены спектры частиц Fe в результате экспонирования в течение 1-3 лет камер Платан, собранных из слоев твердотельного трекового детектора (ТТД) --- полиэтилентерефталата, на станциях "Салют-6", "Салют-7" и "Мир" с наклонением орбиты к плоскости экватора 51.6o и высотой орбиты 350-400 km. Измерен энергетический спектр частиц Fe от уникального события --- серии солнечных вспышек 29 сентября и 19-29 октября 1989 г., которая является наиболее мощной из зарегистрированных и измеренных за всю историю исследования космических лучей. Пользуясь современной моделью проникновения частиц внутрь магнитосферы Земли, разработанной в Институте ядерной физики МГУ, проведено сравнение измеренного спектра с измерениями при помощи ТТД в эксперименте HIIS на станции LDEF и с внемагнитосферными измерениями при помощи электронной аппаратуры на спутнике IMP-8 и станции "Galileo". Показано преимущество методики ТТД при получении характеристик энергетического спектра.

Методом многоканальной нормировки в представлении параметра удара вычислены вероятности и эффективные сечения одноэлектронной перезарядки, возникающей при столкновениях между тяжелыми одно- и четырехзарядными ионами Xe, Cs, Ba, Pb, Bi и U в области относительных энергий E>0.1 keV/u. Вычисленные сечения довольно велики и достигают максимума sigmam~ 10-15 cm2 при относительных энергиях Em~ 10-30 keV/u. С уменьшением энергии столкновений E1 MeV/u процессы перезарядки происходят в основном в результате захвата электронов внутренних оболочек ионных мишеней. Результаты расчетов сечений перезарядки малозарядных ионов Xe, Cs, Ba, Pb, Bi и U сравниваются с имеющимися экспериментальными данными и теоретическими расчетами.

Развита непертурбативная теория потерь энергии при столкновениях движущихся с релятивистскими скоростями структурных высокозарядных тяжелых ионов с атомами. Получена простая формула для эффективного торможения. Под структурными ионами в рамках данной работы понимаются частично ионизированные ионы тяжелых элементов, состоящие из ядра иона и некоторого числа связанных электронов, частично компенсирующих заряд ядра иона. Именно такие ионы, как правило, имеющие значительный заряд (например, частично ободранные ионы урана), используются во многих экспериментах на современных ускорителях тяжелых ионов.

Исследованы свободные колебания упругой пластины плавающей на свободной поверхности идеальной несжимаемой тяжелой жидкости конечной глубины. Задача решена в приближении мелкой воды. Определены условия существования дискретных частот системы пластина--жидкость, лежащих до частоты отсечки волновода, и соответствующих им локализованных (не распространяющихся) мод колебаний жидкости.

Впервые рассмотрена применимость модели термического пика для описания процессов дефектообразования и трекообразования в полупроводниковых кристаллах. Рассмотрено влияние таких параметров модели, как теплоемкость, теплопроводность, коэффициент электрон-фононной связи как функций температуры. Сравнение теоретических данных с результатами экспериментов для кристаллов InP и Ge, облучаемых тяжелыми ионами сверхвысоких энергий, свидетельствует об адекватности этого подхода и возможности получать количественные данные для таких характеристик, как температура локальной области около траектории иона, диаметры расплавленной области и экспериментально регистрируемой трековой области. В частности, предсказанный теоретически диаметр цилиндрической расплавленной области, образующейся при прохождении ионов Xe+ с энергией 250 MeV в InP, составляет 20 nm, а диаметры регистрируемых методом просвечивающей электронной микроскопии поперечного сечения треков составляют 7-15 nm.

Прохождение быстрых тяжелых ионов через вещество сопровождается сильным возбуждением электронной подсистемы материала. Последующая релаксация этого возбуждения приводит к значительному кратковременному (

Энергия, теряемая быстрыми тяжелыми ионами (БТИ) в веществе, значительно возбуждает электронную подсистему материала, в то время как ионная подсистема первоначально остается практически невозмущенной. Последующая передача энергии от возбужденных электронов к атомам мишени может приводить к кратковременному локальному повышению температуры (термическая вспышка), которое может стимулировать фазовые переходы в наноразмерной области вблизи траектории пролетающей частицы. Исследуется возможность зарождения наноостровков в области таких вспышек на поверхности материалов облучаемых БТИ. Предполагается, что наноостровки могут появиться при условиях, когда характерное время зарождения становится меньше времени остывания области вспышки. Показано, что область, соответствующая максимуму скорости зарождения, может оказаться смещенной относительно центра вспышки. Это может привести к появлению кольцевого распределения зародышей наноостровков вблизи траектории БТИ.

На основе решения уравнения Дирака рассмотрены электронные переходы при взаимодействии тяжелого релятивистского атома с пространственно неоднородным ультракоротким импульсом электромагнитного поля, получены вероятности возбуждения и ионизации. В качестве примера рассмотрены одноэлектронные неупругие процессы, сопровождающие взаимодействие ультракоротких импульсов с водородоподобными атомами. Развитая методика позволяет произвести точный учет пространственной неоднородности поля ультракороткого импульса.

Теоретически показано, что коэффициент поглощения циркулярно-поляризованной электромагнитной волны при циклотронном резонансе тяжелых дырок с отрицательными эффективными массами в алмазе в параллельных электрическом и магнитном полях, ориентированных вдоль оси [001] кристаллической решетки, принимает отрицательные значения на частоте любой из n+1 гармоник (n=0,4,8 и т. д.) при правой (электронной) поляризации и на частоте любой из n-1 гармоник (n=4,8,12 и т. д.) при левой (дырочной) поляризации. В электрическом поле E~104 В / см и магнитных полях H=30/80 кЭ, при температуре решетки 77/100 K и концентрации дырок (3/5)· 1015 см-3 коэффициент поглощения электромагнитной волны на частоте 3-й гармоники omega3=3omega=2.5· 1012 с-1 (длина волны lambda3=0.92 мм) достигает значений eta3=(-7)/(-30) см-1.