На установке "Газодинамическая ловушка" Института ядерной физики в устойчивых режимах удержания проведены первые эксперименты с инжекцией мощных дейтериевых пучков, в которых наблюдается заметный выход термоядерных нейтронов. Плотность нейтронного потока имеет заметные максимумы вблизи точек остановки быстрых захваченных дейтонов (увеличение потока примерно в 10 раз по сравнению с центром установки Z=0). Полный нейтронный поток достигает величины 7 · 10 ⁹ н/с (рис. 1.19). Полученные на установке экспериментальные результаты являются очередным шагом в развитии проекта создания интенсивного источника нейтронов на основе открытой плазменной ловушки.

Учеными этого же Института предложен новый, альтернативный волновому коллапсу, механизм переноса энергии в условиях сильной ленгмюровской турбулентности в немаксвелловской, неизотермичной магнитоактивной плазме. Важную роль в предложенном механизме играет эффект замедления ленгмюровских волн при рассеянии на коротковолновых ионно-звуковых колебаниях. Проведенные непосредственные измерения динамики плотности плазмы в области пространства, содержащей более 3/4 всей энергии ленгмюровской турбулентности, не обнаружили локальных динамических понижений глубже, чем 20 % от основной плотности плазмы (рис. 1.20).

Рис. 1.20. Схема измерения динамики плотности плазмы на установке Гол-III.

На установке ГОЛ-3-II проведена модернизация с целью оптимизации параметров нагревающего сильноточного релятивистского электронного пучка (РЭП) и улучшения термоизоляции нагретой плазмы от материальных торцов пробочной магнитной ловушки (длина 12 м, поле в пробках 10 Тл, поле однородной части 5 Тл) (рис. 1.21).

Впервые продемонстрирована работоспособность двумерно распределенной обратной связи в генераторах электромагнитного излучения. В результате экспериментов в СВЧ-импульсе микросекундной длительности достигнут рекордный для миллиметрового диапазона уровень энергии масштаба 100 Дж за импульс на частоте 75 ГГц с узким спектральным интервалом (рис. 1.22).

Учеными Института солнечно-земной физики создана модель возникновения солнечной вспышки в результате пересоединения магнитных силовых линий (рис. 1.23), развита ударная спектрополяриметрическая диагностика этих вспышек и эмиссионных нестационарных образований в солнечной хромосфере. Экспериментально измерены поляризации сильных хромосферных линий и теоретически определены энергия протонов, которые возбуждают хромосферные вспышки, перенося энергию из короны в хромосферу, и энергия электронных пучков, возбуждающих нестационарные мелкомасштабные эмиссионные явления в хромосфере.

Построена теория магнитогидродинамических колебаний, генерируемых в магнитосфере импульсными источниками, локализованными в ионосфере. В результате такого воздействия в магнитосфере возбуждается поле квазиальфвеновских колебаний универсального вида, который определяется параметрами магнитосферы на тех магнитных оболочках, где локализован источник. Разработан метод обнаружения и локации источников импульсных возмущений полного электронного содержания (ПЭС) в ионосфере, основанный на обработке данных глобальной навигационной системы GPS. На рис. 1.24 показан отклик ПЭС на запуски Протона и Шаттла и два землетрясения в Турции.

В Институте вычислительного моделирования разработана трехмерная магнитогидродинамическая модель обтекания солнечным ветром Земли с учетом анизотропии давления и температуры плазмы. В качестве уравнений состояния, определяющих степень анизотропии давления, использовались критерии зеркальной и ионно-циклотронной неустойчивостей в анизотропной плазме. Модель позволила объяснить наблюдаемые особенности обтекания и магнитного поля вблизи границы магнитосферы (рис. 1.25).

Учеными Института космофизических исследований и аэрономии построен энергетический спектр космических лучей в области энергий 3·10¹⁷ – 3·10¹⁹ эВ. Подтверждено ранее установленное отклонение спектра в области энергий Е₀ > 10¹⁸ эВ от степенной зависимости Е₀^-3 (рис.   1.26). Тем самым отвергнута возможность существенных методических искажений за счет использования разных типов отбора событий в рассматриваемой области энергий.

В этом же Институте впервые для атмосферы высоких широт (ст. Маймага вблизи Якутска) по данным цифровой инфракрасной камеры всего неба на высоте мезопаузы обнаружено преимущественное распространение на запад мелкомасштабных внутренних гравитационных волн (рис.  1.27) со средней длиной волны порядка 25   км, подтверждающее их фильтрацию ветровой структурой нижележащей атмосферы.

Учеными Института ядерной физики завершен анализ экспериментальных данных по измерению сечения e ⁺e^- ® p ⁺p^- в области энергий в системе центра масс от 600 до 1000 МэВ. Cистематическая ошибка сечения не превышает 0,6 %, что в несколько раз лучше, чем систематическая неопределенность предыдущих экспериментов (рис. 1.28).

Учеными этого же Института обнаружена структура в сечении процесса рождения трех пионов в экспериментах на ВЭПП2-М со сферическим нейтральным детектором СНД. Было зарегистрировано около 20 тыс. событий, соответствующих этому процессу. В энергетической зависимости сечения процесса найден широкий пик при энергии 2 E ~ 1200 МэВ, что является, возможно, первым проявлением нового изоскалярного резонанса ω(1200) (рис. 1.29).

На основе набранного в эксперименте интеграла светимости в 14 обратных пикобарн, соответствующего 21 · 10⁶ распадов F-мезона, впервые наблюдался процесс F ® p⁺p^- g. Совместный анализ заряженной и нейтральной мод в распадах ^-F ® p p g продемонстрировал, что модель с промежуточным состоянием f₀ (980) хорошо описывает экспериментальные данные. Большая величина относительной вероятности распада F ® f₀(980) g, равная (2,90 ± 0,21 ± 0,65) · 10^-4, согласуется с предсказаниями теоретических моделей, в которых предполагается, что f₀(980)-мезон построен из четырех кварков.

Cоздан новый источник поляризованных атомов дейтерия, обладающий рекордной интенсивностью (рис. 1.30). Он используется на накопителе ВЭПП-3, где проводится эксперимент по измерению асимметрии в процессе упругого рассеяния электронов на поляризованной дейтериевой внутренней мишени. В результате светимость увеличена более чем в 20 раз по сравнению с предыдущими измерениями. В этом важном для ядерной физики эксперименте по изучению электромагнитной структуры простейшей ядерной системы – дейтрона – участвуют также ИЯФ ТГПУ (Томск), ПИЯФ (Гатчина), НИКХЕФ (Амстердам), АНЛ (Аргонна, США).

Смонтирована и включена в работу первая очередь линейного ускорителя электронов инжекционного комплекса ВЭПП-5 на энергию электронов до 180 МэВ и производительностью 10¹² электронов в секунду (рис. 1.31). На ускоряющей структуре получен проектный темп ускорения 25 МэВ/м. Разработана технология изготовления и проведены успешные испытания мощных СВЧ-нагрузок на импульсную мощность до 120 МВт и среднюю мощность до 5 кВт. Разработан и изготовлен неразрушающий однопролетный датчик – измеритель профиля плотности ускоряемого сгустка с пикосекундным разрешением.

Учеными Института оптики атмосферы разработана теория восстановления оптических параметров облаков по данным космического лазерного зондирования, основанная на теоретических исследованиях процессов рассеяния излучения в плотных средах. Решены прямая и обратная задачи зондирования с учетом фона многократного рассеяния света. Результаты теоретических исследований согласуются с натурными экспериментами с применением аэрокосмических лидаров (рис. 1.32).

В этом же Институте впервые предложены критерии фонового состояния стратосферного аэрозольного слоя (рис. 1.33), основанные на анализе данных многолетних лидарных измерений вертикального распределения стратосферного аэрозоля. Разработаны эмпирическая модель вертикального распределения фонового стратосферного аэрозоля для средних широт Северного полушария, представленная простым аналитическим выражением, и теория стимулированного рассеяния света сферическими аэрозольными частицами в резонансных условиях. Выводы теории подтверждены экспериментами по вынужденной флуоресценции капель растворов красителя. Впервые обнаружено когерентное свечение в видимой области спектра при накачке частиц интенсивным инфракрасным излучением.

Разработаны и успешно апробированы в экспериментах новые методы дистанционного зондирования турбулентности ветровых полей с помощью доплеровских лидаров, позволяющие, в отличие от ранее известных, осуществлять измерения по всей высоте пограничного слоя атмосферы (рис. 1.34).

В этом же Институте обнаружено и экспериментально подтверждено явление резонансного перемешивания колебательных мод (рис. 1.35), обусловленное аномально большими центробежными силами вблизи линейных конфигураций молекулы. Резонанс приводит к аномальному усилению "сверхслабых" линий, связанных с изгибным колебанием и объединяет все высоковозбужденные состояния в единый резервуар.

Учеными Института оптики атмосферы и Института физики полупроводников открыто явление автоматического подавления ионизационно-перегревной неустойчивости импульсно-периодического разряда в двухкомпонентных средах, позволяющее осуществлять накачку паров металлов в активных элементах большого объема (рис. 1.36)