АР19676689 — Динамические и электродинамические свойства плазмы в экстремальном состоянии

Цель проекта: Целью данного проекта является изучение динамических и электродинамических свойств плазмы в экстремальных условиях, таких как высокие температуры, высокие плотности и сильные магнитные поля. Основная цель состоит в понимании поведения плазмы в таких условиях и выявлении её особенностей, которые могут быть ключевыми для множества приложений, включая ядерную физику, астрофизику, термоядерный синтез, а также в разработке новых технологий и методов управления плазмой в экстремальных условиях.

Актуальность проекта: Актуальность проекта, направленного на изучение динамических и электродинамических свойств плазмы в экстремальных условиях, подтверждается следующими факторами: Понимание динамических и электродинамических процессов в экстремальных условиях необходимо для разработки методов управления плазмой в ядерных реакторах и для достижения условий, необходимых для термоядерного синтеза, который может стать источником чистой и безопасной энергии в будущем. В экстремальных условиях космоса, таких как солнечный ветер, плазменные струи и магнитные бури, плазма проявляет динамическое и электродинамическое поведение. Изучение этих явлений важно для понимания влияния на космическую среду и на различные космические технологии. Плазменные технологии используются в различных областях, включая промышленные процессы, медицину и электронику. Понимание динамических и электродинамических свойств плазмы в экстремальных условиях помогает улучшить эффективность и надежность таких процессов. В целом, изучение динамических и электродинамических свойств плазмы в экстремальных условиях имеет стратегическое значение как для фундаментальных исследований, так и для практического применения в различных областях науки и техники.

Научный руководитель: Доктор Ph.D., Джумагулова Карлыгаш Нурмановна

Полученные результаты: В рамках проекта выполнены теоретические и численные исследования динамических и электродинамических свойств плазмы в экстремальных состояниях. Разработаны и обоснованы новые эффективные потенциалы электрон-ионного и электрон-атомного взаимодействий, применимые в широком диапазоне параметров плазмы от классической до квантовой области. На их основе рассчитаны сечения рассеяния и ионизации, показано их согласие с экспериментальными и литературными данными. Проведено моделирование электропроводности полностью и частично ионизованной плазмы с использованием теории линейного отклика и самосогласованного учета снижения потенциала ионизации. Предложены усовершенствованные подходы, учитывающие вырожденность электронов и микрополевые эффекты, что позволило повысить точность описания транспортных характеристик плазмы. Полученные результаты подтверждают важность учета квантовых и коллективных эффектов для интерпретации свойств плотной плазмы.

Список публикаций с ссылками на них

1. Шаленов Е.О., Жумашева С.Р., Сейткожанов Е.С., Джумагулова К.Н. Исследование ионизационного равновесия с учетом снижения потенциала ионизации в плотной вырожденной плазме // Recent Contributions to Physics. — 2024. — № 1(88). — С. 34–40.
2. Сейткожанов Е.С. Состав плотной, неидеальной плазмы — влияние ионных микрополей // Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Фараби әлемі». — Алматы, 2024. — С. 369.
3. Ташкенбаев Е.А. Столкновительные свойства в неоновой плазме // Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Фараби әлемі». — Алматы, 2024. — С. 372.
4. Shalenov E.O., Tashkenbayev Y.A., Dzhumagulova K.N. Collisional properties of particles in the dense neon plasma // Proceedings 50th EPS Conference on Plasma Physics. — Salamanca (Spain), July, 2024. — Vol. 48A. — P2.004.
5. Seitkozhanov Y.S., Shalenov E.O., Beisenova G.T., Dzhumagulova K.N. Thermodynamic properties of dense plasmas // 50th EPS Conference on Plasma Physics. — Salamanca (Spain), July, 2024. — P2-005.
6. Shalenov E.O., Tashkenbayev Y.A., Dzhumagulova K.N. Effective potentials for electron-atom and electron-ion interactions in the dense plasma // 50th EPS Conference on Plasma Physics. — Salamanca (Spain), July, 2024. — P2-004.
7. Shalenov E.O., Tashkenbayev Y.A., Dzhumagulova K.N. The electron-atom interaction and collisional properties of the particles in the dense plasmas // 18th International Conference on the Physics of Non-Ideal Plasmas. — Oxford (UK), September, 2024.
8. Сейткожанов Е.С. Улучшенная модель понижения потенциала ионизации в плотной плазме с учётом динамических структурных факторов и вырожденности электронов // Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Фараби әлемі». — Алматы, 2025. — С. 370.
9. Seitkozhanov Y., Dzhumagulova K., Shalenov E. Improved ionization potential depression model incorporating dynamical structure factors and electron degeneracy for non-ideal plasma composition // Entropy. — 2025. — Vol. 27(3). — P. 253. — URL: https://www.mdpi.com/1099-4300/27/3/253
10. Shalenov E.O., Tashkenbayev Y.A., Seitkozhanov Y.S., Seisembayeva M.M., Jumagulov M.N., Dzhumagulova K.N. Collision processes in warm dense matter // 34th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC 2025). — Sapporo (Japan), July–August, 2025. — P. 595.
11. Shalenov E.O., Tashkenbayev Y.A., Seitkozhanov Y.S., Seisembayeva M.M., Jumagulov M.N., Dzhumagulova K.N. Transport coefficients of plasma under extreme conditions // 34th International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions (ICPEAC 2025). — Sapporo (Japan), July–August, 2025. — P. 448.
12. Seitkozhanov Y.S., Tashkenbayev Y.A., Shalenov E.O., Dzhumagulova K.N. The ionization equilibrium and electrical conductivity of dense nonideal plasmas // Pulsed Power & Plasma Science Conference (PPPS2025). — Berlin (Germany), June, 2025. — PO 2.19.
13. Shalenov E.O., Tashkenbayev Y.A., Dzhumagulova K.N. Electron Scattering Properties in Dense Quantum Plasma of Neon // Physics (Switzerland). — 2025. — URL: https://doi.org/10.3390/physics8010005.