стр. 1
(всего 3)

СОДЕРЖАНИЕ

>>








О Т Ч Е Т
О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
РОССИЙСКОЙ
АКАДЕМИИ НАУК
в 2003 году


Основные результаты
в области естественных,
технических, гуманитарных
и общественных наук












МОСКВА 2004



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ ...............................................................
ФИЗИЧЕСКИЕ НАУКИ ........................................................................
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ...
ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ, МАШИНОСТРОЕНИЯ, МЕХАНИКИ И
ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ ................................................................
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ И НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ .................................
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ ...................................................................
НАУКИ О ЗЕМЛЕ .................................................................................
ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ .....................................................................
ИСТОРИКО-ФИЛОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ .................................................
Принятые сокращения .............................................................................

ВВЕДЕНИЕ

В 2003 году Российская академия наук, как и ранее, проводила фундаментальные и прикладные исследования в соответствии с Приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники и Перечнем критических технологий Российской Федерации, утвержденными Президентом РФ 30 марта 2002 г.
Повысилась роль Российской академии наук в подготовке решений по основным вопросам социально-экономического развития страны. Результаты исследований и разработок стали более востребованными органами государственной власти.
В отчетном году научные коллективы Академии, продолжая исследования в рамках 23 программ фундаментальных исследований Президиума РАН и 67 программ отделений РАН, президентских федеральных целевых научно-технических и других программ, получили результаты высокого класса во многих направлениях современной науки.
На традиционно высоком уровне проводились исследования в области математических наук. Получены крупные результаты в ряде направлений теоретической и прикладной математики, вычислительной математики и математического моделирования. В области информационных технологий и вычислительных систем решались проблемы, связанные с развитием и использованием высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой, с разработкой проблем информационно-вычислительных систем и сетей, элементной базы микро- и наноэлектроники.
Важные результаты получены в ряде направлений физических наук - в физике конденсированных сред, физике ядра и элементарных частиц, в оптике и квантовой электронике, в физике плазмы. В области астрономии и исследованиях космического пространства продолжались исследования структуры и динамики плазмы в атмосфере Солнца, исследования гамма-излучения космических объектов с помощью орбитальных аппаратов.
В исследованиях и разработках по актуальным проблемам энергетики, машиностроения, механики, процессов управления получены существенные результаты в изучении теплофизических и электрофизических свойств вещества в экстремальных состояниях, в разработке проблем создания безопасной и экологически чистой энергетики, в развитии теории и методов управления, разработке проблем механики.
Ряд результатов большого научного и практического значения получен в области химических наук и наук о материалах. Предложены высокоэффективные катализаторы для производства базовых химических продуктов, процессов и переработки нефти и природного газа. Значительные достижения имеются в развитии методов синтеза новых классов органических соединений. Разработаны высокоэффективные лекарственные препараты, препараты для диагностики социально значимых заболеваний. Выполнен комплекс фундаментальных исследований в области физикохимии наноматериалов, разработаны эффективные неорганические материалы, в том числе высокопрочные низколегированные стали, новые жаропрочные сплавы, высокочистые вещества.
В области биологических наук на высоком уровне проводились исследования структуры и функций биологических макромолекул - нуклеиновых кислот, белков. Продолжаются исследования генома человека, животных, растений и одноклеточных организмов. Крупные результаты получены в области клеточной биологии, в изучении структуры и функций биологических мембран, в области физиологии растений, в биофизике и биотехнологии. Значительными достижениями отмечены исследования физиологических механизмов поведения и высших психических функций человека, функционирования сенсорных и висцеральных систем. Широкие исследования ведутся по проблемам экологии, в том числе по проблемам структурно-функциональной организации экосистем, состояния и сохранения биоразнообразия.
Крупные результаты получены в исследованиях по всему комплексу наук о Земле. Исследования по проблемам геохимии, петрологии и минералогии привели к обоснованию перспективных новых рудных месторождений и нефтегазоносных провинций. Изучены условия образования месторождений минерального сырья, в том числе редких и благородных металлов; разработаны генетические модели образования месторождений. Проводились исследования и мониторинг состояния окружающей среды, ресурсов морей России и Мирового океана. Исследовались состояния водных ресурсов, тепло-влагообмена поверхности суши с атмосферой, взаимодействия природной среды и общества.
В области общественных наук проводились исследования по проблемам философии, социологии, политологии, психологии, правовых наук, экономической науки, проблемы мирового развития и международных отношений. Разрабатывались социально-политические проблемы российского общества, научные основы экономической политики государства, проблемы внешнеполитической деятельности и формирования современной системы международных отношений, проблемы международной и национальной безопасности России.
В области исторических и филологических наук продолжалось изучение истории мировых цивилизаций и развития России, взаимодействие западных и восточных культур в истории человечества. Продолжались археологические исследования. Изучалась история русской литературы, литература народов России и стран СНГ, исследовались вопросы языкознания и искусствоведения, русского языка, языков России и народов мира.
В настоящий отчет включены наиболее важные результаты фундаментальных и прикладных исследований, полученные в 2003 году в научных учреждениях РАН, а также членами Академии и возглавляемыми ими коллективами в других академиях наук, имеющих государственный статус, университетах и других вузах, государственных научных центрах, отраслевых научных учреждениях.
Основные результаты исследований представлены в традиционном порядке: после изложения результатов приведено название научного учреждения (в скобках) в принятом сокращении (см. список сокращений).
Отчет подготовлен Научно-организационным управлением РАН на основе отчетных материалов, представленных отделениями РАН по областям и направлениям науки.





МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
?Академик-секретарь Отделения математических наук академик Л.Д.Фаддеев?

Крупные результаты получены в таких направлениях теоретической математики, как алгебра, геометрия, математический анализ, математическая физика.
Установлены мультипликативные неравенства для функций из пространства Харди, на основе которых создан принципиально новый метод оценки интегральной нормы экспоненциальных сумм. Построены по системе Уолша всюду расходящиеся после перестановки ряды Фурье. (МИАН)
Построена теория Эйхлера?Шимуры?Манина для модулярных групп всех размерностей и выписан дуализирующий модуль Стейнберга в теореме двойственности Бореля?Серра. Этот результат обобщает исследования для размерностей 2, 3, 4. (ИПМ ДВО РАН)
На основе обобщения теоремы о ветвящихся моделях и новых алгебраических инвариантов получено полное описание автоустойчивых булевых алгебр с выделенными идеалами и спектрами их алгоритмических размерностей. (ИМ СО РАН)
Доказана определимость класса упорядоченно минимальных и слабо минимальных теорий через некоторое обобщение понятия стабильности. (ИМ СО РАН)
Доказана в равно-характеристическом случае гипотеза Герстена в алгебраической К-теории о когомологической размерности пучка, геометрический случай которой был доказан Д. Квилленом в 1973г. (ПО МИ РАН)
Получены обобщения классических результатов Шура и его последователей для колец Шура над абелевыми группами. (ПО МИ, СПИИ РАН )
Используя твист-деформацию тензорного произведения алгебр Хопфа, получено алгебраическое решение уравнения отражения, которое является аналогом универсальной R-матрицы. (ПО МИ РАН)
Доказано, что алгебра Ли с автоморфизмом конечного порядка, имеющим конечномерную подалгебру неподвижных точек, обладает разрешимым идеалом конечной коразмерности. (ИМ СО РАН)
Получены предельные распределения длин и числа циклов заданной длины в случайной подстановке с известным числом циклов и найдены условия возникновения гигантского цикла в такой подстановке. (ИПМИ КарНЦ РАН)
Доказано, что сильно регулярных графов Крейна Kr(r) не существуют для r=3 и 4. Ранее было известно о существовании и единственности графов Kr(1) (Клебш) и Kr(2) (Хигмен, Симс). (ИММ УрО РАН)
Предложена новая геометрическая модель дефектов, определяющих большинство физических свойств твердых тел. Упругая среда без дефектов рассматривается, как евклидово пространство, а наличие дефектов приводит к нетривиальной геометрии, когда возникают отличные от нуля кручение и кривизна.
Завершено построение основ теории характеристических классов мультиособенностей. Получена основная формула, выражающая эти классы через классы Ландвебера?Новикова.
Доказано, что ацикличный n-мерный компакт с тривиальными (n+1)-мерными локальными когомологиями с компактным носителем вкладывается в 2n-мерное евклидово пространство. (МИАН)
Доказано , что второй член знаменитой спектральной последовательности Грэйсона совпадает с мотивными когомологиями.
Даны оценки снизу объемной энтропии для граф-поверхностей и трехмерных граф-многообразий, исследовано поведения геодезических на пространствах Адамара и строение их границы на бесконечности. Найдены новые квази-изометрические инварианты метрических пространств. (ПО МИ РАН)
Исследованы квазиизометрические отображения областей в многомерных евклидовых пространствах. Установлено, что с точностью до изометрии пространства, отображение зависит непрерывно в смысле топологии классов Соболева от своего метрического тензора.(ИМ СО РАН)
Установлена структура образующихся за конечное время сингулярностей решений потока Риччи на некоторых трехмерных многообразиях, снабженных произвольной римановой метрикой. Доказано, что в ряде случаев общее число возникающих в процессе эволюции сингулярностей конечно, и за конечное время поток Риччи превращает исходное риманово многообразие в конечный набор новых многообразий, каждое из которых изометрично трехмерной сфере. Достигнут значительный прогресс в решении классических гипотез Терстена и Пуанкаре о геометризации трехмерных многообразий. (ПО МИ РАН)
Описаны группы голоморфных автоморфизмов большого класса 2-мерных гиперболических трубчатых областей. Доказано, что, кроме нескольких, явно описанных исключений, 2-мерные гиперболические трубчатые области голоморфно эквивалентны тогда и только тогда, когда их базы аффинно экивалентны. Для ограниченных 2-мерных областей Ренхардта, у которых границы не являются кусочно Леви-плоскими, показано, что собственные голоморфные отображения таких областей являются композициями элементарных отображений и голоморфных автоморфизмов.(МИАН)
Решена проблема Кнастера о вращении непрерывных функций на поверхности сферы в евклидовом пространстве. Установлено, что при достаточно больших размерностях пространства эта проблема имеет отрицательное решение.(МИАН)
Найдены критерии весовой ограниченности дробных интегралов типа Римана- Лиувилля с переменной областью интегрирования. Решена задача Хайнига-Синнамона о характеризации оператора типа Харди на монотонных функциях. (ВЦ ДВО РАН)
Разработаны основы обобщенного подхода Берлинга-Бьорка к теории ультрадифференцируемых функций и ультрараспределений, который приводит к теории, которая строго шире известных на сегодняшний день теорий ультрараспределений.
Построено квазидифференциальное исчисление в пространствах Канторовича; получены необходимые условия экстремума в многоцелевых оптимизационных задачах с квазидифференцируемыми данными. (ИПМИ ВНЦ РАН)
Предложен и разработан общий подход исследования разрушения решений нелинейных задач всех типов, включая нелинейные многомерные гиперболические уравнения, на основе нелинейной емкости, ассоциированной с нелинейным оператором.(МИАН)
В пространстве решений произвольного дискретного уравнения свертки построено интегральное представление решения со степенным ядром. При этом интеграл берется по нулевому многообразию характеристической функции уравнения.(ИМсВЦ УНЦ РАН)
Получено описание отображений, индуцирующих по правилу суперпозиции ограниченный оператор (или изоморфизм) пространств Соболева с первыми обобщенными производными.
Для произвольного интегрального функционала доказана плотность множества функций, на которых он одновременно устойчив и полунепрерывен снизу. (ИМ СО РАН)
В сепарабельном гильбертовом пространстве исследованы включения с многозначным возмущением и эволюционными операторами, являющимися субдифференциалами выпуклой функции. Показано, что множество достижимости исходного включения является равномерным по времени пределом в метрике Хаусдорфа последовательности множеств достижимости аппроксимирующих включений. В качестве приложений рассмотрены примеры управляемых систем с разрывными нелинейностями. (ИДСТУ СО РАН)
Построены новые квадратурные формулы для вычисления интегралов типа Коши. Даны оценки погрешности при любом приближении к контуру интегрирования.(ИПМИ ВНЦ РАН)
Разработан аналитический метод решения основных краевых задач для широких классов уравнений в частных производных дробного порядка. Впервые найден аналог условия А.Н. Тихонова для нелокального диффузионно-волнового уравнения. (НИИ ПМА КБНЦ РАН )
Для уравнения главного резонанса построена асимптотика двухпараметрического семейства решений с неограниченно растущей амплитудой. Этот результат дает ключ к пониманию авторезонанса, как явления значительного роста вынужденных нелинейных колебаний, инициированных малой внешней накачкой.(ИМсВЦ УНЦ РАН)
Описаны достаточно широкие и значимые с точки зрения экономических постановок классы задач, для которых необходимые условия оптимальности в форме принципа максимума включают информацию об асимптотиках сопряженных переменных и гамильтониана управляемой системы. Указаны ситуации, когда эта информация гарантирует выполнение поточечных условий трансверсальности на бесконечности. (МИАН)
Развита теория разрешимости стационарных и эволюционных неравенств Навье-Стокса. Выяснена структура множества решений, которая гомеоморфна конечномерному компакту. Даны приложения к исследованию нелинейных краевых задач для системы Навье-Стокса и к задачам оптимального управления течениями вязкой несжимаемой жидкости. (ИПМ ДВО РАН)
Детально изучен метод расширенной резольвенты для линейных задач, ассоциированных (2+1)-мерным интегрируемым уравнением. Получена модификация метода обратной задачи, а также свойства решений Йоста и данных рассеяния. Дается формулировка бозон-фермионного соответствия в терминах безмассовых фермионных полей. Описаны свойства получаемых бозонных полей.(МИАН)
Введены и исследованы дискретные операторы Лакса на алгебраических кривых. Построены ассоциированные с этими операторами иерархии уравнений, обобщающих уравнения цепочки Тода. Показано, что эти уравнения линеаризуются с помощью спектрального преобразования и явно решаемы в терминах тэта-функций спектральных кривых. Найден новый тип вполне интегрируемых систем, связанных с дискретными операторами Лакса на семействе алгебраических кривых. (ИТФ РАН)
Найден специальный класс квадратичных гамильтонианов на SO(4) и SO(3,1), обладающих дополнительным интегралом степени не больше четырех. Получены новые интегрируемые случаи с интегралом степени 4.(ИТФ РАН)
Исследованы вопросы корректности задачи Коши для интегрируемых дискретных уравнений на плоских графах с 4-угольными гранями. Показано, что широкий класс дефектов в регулярных решётках не оказывает глобально влияния на распространение солитонов.(ИТФ РАН)
Для гамильтонианов псевдорелятивистких электронов атомов и положительных ионов доказана бесконечность дискретного спектра, отвечающего любому набору квантовых чисел системы и найден главный член асимптотики счетной функции этого спектра при приближении к сплошному спектру. (НИРФИ при ННГУ)
Разработана термодинамически согласованная модель нелинейной упругости, описываемая симметрической гиперболической системой. При этом лишь часть решений, подчинённых дополнительным уравнениям, совместны с системой. Только на этих решениях справедливы законы сохранения, которые обычно рассматриваются в виде уравнений, управляющих упругими процессами. (ИМ СО РАН)

Впервые исследована теоретико-игровая модель конкуренции Хотеллинга на плоскости. Найдено равновесие в игре ценообразования на рынке на плоскости и решена задача оптимального расположения фирм.(ИПМИ КарНЦ РАН)
Уточнены оценки Колмогорова, относящиеся к датчикам случайных чисел и сложностному определению случайности; найдены точные оценки значений параметров, при которых произвольный тест на случайность можно свести к ограниченной совокупности частотных тестов; изучены колмогоровские сложности начал бесконечных последовательностей; предложены способы порождения почти периодических последовательностей. (НСК РАН)
В прикладных исследованиях, связанных с математическим моделированием и вычислительной математикой, получены результаты, имеющие важное значение для техники, промышленности, медицины, социальных наук и пр. Ряд результатов, готовых к практическому применению, включен в т.3 Отчета.
Для широкого класса плотных матриц (дискретных аналогов типичных интегральных операторов) получены эффективные методы нелинейной аппроксимации, позволившие быстро решать линейные системы с числом неизвестных более 1 миллиона.(ИВМ РАН)
С помощью взвешенных графов перечислены общие экстремальные многочлены. Для специальных экстремальных многочленов получены явные формулы для вычисления интегралов с весом и сингулярных интегралов для параметров квадратурных формул типа Гаусса и др. (ИВМ РАН)
Получено математическое обоснование метода построения квазитрехмерных отображений областей произвольной размерности. Построены методы вычисления интегралов Фурье, эффективные при высоких частотах и для функций, аппроксимируемых произведением многочлена и экспоненты.(ИВМ РАН, ВЦ РАН)
Исследован класс обратных задач и задач управления для стационарной системы Стокса, возмущенной линейным кососимметрическим оператором; разработаны итерационные методы решения задач, базирующиеся на теории оптимального управления и теории прямых и сопряженных уравнений. (ИВМ РАН)
Построены и исследованы математические модели иммунной системы и системы поддержания энергетического гомеостаза, описывающие фундаментальные процессы адаптации и старения. Это позволяет лучше понять процессы, влияющие на продолжительность жизни и закономерности адаптации человека к изменениям среды обитания, выбрать эффективные методы коррекции. (ИВМ РАН)
Полностью решена проблема синтеза оптимального по точности на скользящем контроле логического алгоритма, основанного на разделении классов дизъюнктивными нормальными формами или их аналогами в многозначной логике.(ВЦ РАН)
Разработан комплекс методов и программ для решения задач интеллектуального анализа данных, распознавания и прогноза. Созданы алгоритмы синтеза коллективных решений в задачах распознавания и классификации.(ВЦ РАН)
Исследованы уравнения движения в формах уравнений Пуанкаре и уравнений Четаева для голономных и неголономных систем. Изучены особенности лагранжевой структуры дифференциальных уравнений, возникающих из уравнений Гамильтона при выполнении преобразования Лежандра по координатам в конфигурационном пространстве. (ВЦ РАН)
Разработан новый декомпозиционный подход для построения полной иерархической системы инвариантов отображения конечного абстрактного множества в себя.(ВЦ РАН)
Предложен и реализован в системе MATLAB метод Ньютона для нахождения нормального решения систем линейных уравнений с большим числом (несколько миллионов) неотрицательных переменных и средним числом (несколько тысяч) уравнений.(ВЦ РАН)
Разработан программный комплекс GIMM для моделирования широкого класса трехмерных эволюционных задач гидро- и газодинамики. Дальнейшее совершенствование комплекса и созданных в его рамках технологий позволит проводить широкомасштабные вычислительные эксперименты в области моделирования фундаментальных и прикладных задач механики сплошной среды. (ИММ РАН)
Проведен ряд трехмерных вычислительных экспериментов по изучению структуры и характеристик турбулентной зоны перемешивания, возникающей вблизи контактной границы при развитии гидродинамических неустойчивостей. Получено хорошее совпадение с экспериментальными данными по увеличению скорости роста зоны после прохождения ударной волны. (ИММ РАН)
Предложены две модификации известной модели Полтеровича-Хенкина, которая описывает технологическое обновление отрасли производства. Полученные результаты дают исходное микроэкономическое описание технологической структуры отрасли. При исследовании модели получено усиление результатов Ю.Мозера об аттракторе цепочки Ленгмюра-Вольтерра. (ВЦ РАН)
Для одного из наиболее эффективных инструментов решения задач прогнозирования - выявления трендов сложных развивающихся во времени процессов - разработана теория разрешимости и регулярности.(ВЦ РАН)
Проведено численное моделирование аэродинамики аэрокосмических аппаратов сложной формы: моделирование обтекания спускаемых аппаратов в атмосфере Марса на до- и трансзвуковых режимах; исследование течения около спускаемых аппаратов в атмосфере Венеры с учетом физико-химических превращений и с определением радиационных потоков по траектории спуска; расчет сверхзвуковых течений около крыльев с различными профилями. Создана программная инструментальная система для многодисциплинарного расчета авиационных и аэрокосмических изделий.(ИАП РАН)
Проведена модификация численного метода интегральных соотношений Дородницына-Белоцерковского на трехмерные пространственные течения для исследования обтекания затупленных тел. Отличительной особенностью метода является быстрая сходимость итерационного процесса, малый необходимый объем оперативной и внешней памяти. Разработка алгоритма распараллеливания программы и использование вычислительного комплекса параллельной архитектуры PARAM-10000 позволило осуществить расчет движения космического аппарата по траектории спуска в атмосфере планеты Марс.(ИАПр РАН)
Изучены пространственно-временные характеристики слабой сейсмичности в связи с изменением метеопараметров; выявлены закономерности изменения характеристик тонкой структуры слабой сейсмичности перед землетрясениями умеренных магнитуд.(ИАП РАН, ИФЗ РАН, ЦГЭ РАН)
Исследованы детальные механизмы формирования вихрей в следе за сферой при различных режимах ее обтекания однородной несжимаемой вязкой жидкостью в диапазоне умеренных чисел Рейнольдса (200<Re<3000). Проведено прямое численное моделирование пространственных отрывных течений однородной несжимаемой вязкой жидкости около сферы в диапазоне умеренных чисел Рейнольдса.
Разработаны и программно реализованы математические модели работы основных функциональных систем и органов человеческого организма, рассматриваемого как некоторая жидкая среда и твердое деформируемое тело. Создан комплекс вычислительных моделей дыхательной и кровеносной систем с учетом их взаимодействия и влияния внешних факторов. Разработана математическая модель процесса тромбообразования с учетом гипотезы о переключении активности тромбина. При моделировании черепно-мозговых травм получена локализация поражений тканей мозга, обусловленная сложными волновыми процессами. (ИАПр РАН)
Построена физико-математическая модель развития крупномасштабной турбулентности в свободном сдвиговом течении, а также гидродинамической неустойчивости. Показано, что существует прямой и обратный каскад по спектру турбулентности. Полученные результаты найдут применение при построении теории атмосфер Земли, планет и структуры аккреционных дисков (ИПМ РАН, ИАПр РАН)
В трёхмерном приближении проведено численное исследование процесса возникновения и развития конвективного движения в многокомпонентных растворах, которые хорошо согласуются с результатами теоретических и экспериментальных исследований по возникновению и развитию гидродинамической неустойчивости.
Завершен цикл исследований по математическому моделированию особых способов кодировки генетической информации (т.н. перекрывающиеся гены). Впервые показано, что универсальный генетический код не был произвольно " выбран" в ходе эволюции, как это считалось ранее.
Разработаны математические основы для построения семантических языков на основе частичных алгебр и машинной транскрипции фамильно-именных групп, фонетический язык - посредник для задач многоязыковой автоматической кросстранскрипции. Экспериментальная версия многоязыкового машинного транскриптора расширена до 14 основных европейских и азиатских языков.
Разработана математическая модель, описывающая динамику движения навигационных космических аппаратов спутниковой радионавигационной системы и динамику движения аппарата - потребителя.
В рамках задачи четырех тел (Земля, Луна, Солнце и точка) исследована траектория полета к Луне нового, "обходного" типа с гравитационным захватом точки на эллиптическую орбиту спутника Луны. Выполнен анализ устойчивости этих траекторий по отношению к различным возмущающим факторам.
Проведены исследования по проблеме происхождения и эволюции атмосфер планет земной группы, на основе разработанной модели миграции малых тел (комет, астероидов) из пояса Эджеворта-Койпера в зону захвата Юпитером и последующего дрейфа во внутренние области Солнечной системы.(ИПМ РАН)
Изучена актуальная проблема запутывания (маскировки) программ с целью их защиты от обратной инженерии. Предложен новый подход к повышению стойкости программ по отношению к средствам декомпиляции за счет применения специальных запутывающих преобразований.
Разработаны методы оптимизации запросов на основе их перезаписи, методы отображения локальных схем интегрируемых источников данных на глобальную схему. Создана техника декомпозиции запросов глобальной схемы в набор частичных запросов, а также методы слияния частичных результатов глобального запроса с целью формирования окончательного результата запроса на уровне глобальной схемы.
В рамках среды ParJava разработана иерархическая модель программы, параллельной по данным, во время выполнения которой обмен сообщениями между ее частями, выполняемыми на разных узлах распределенной вычислительной системы, организуется с помощью стандартного интерфейса. Иерархическая модель позволяет использовать инструментальный компьютер для моделирования процесса выполнения параллельной программы на высокопроизводительной распределенной вычислительной системе, что позволяет достаточно точно оценить ее производительность и масштабируемость.
Предложен комплексный модельно-ориентированный подход к построению прикладных интегрированных систем, в рамках которого разработаны системная архитектура, методология и определен состав инструментальных и языковых средств, необходимых для его эффективной реализации. (ИСПр РАН)
Создана рабочая версия открытой системы для автоматизации разработки, исследования и тестирования алгоритмов обработки, анализа и распознавания изображений, отработки методов создания и передачи технологий извлечения информации из изображений, отработки стандартных решений для систем анализа и оценивания изображений.(НСК РАН)
Изучены дескриптивные алгебры изображений с одним кольцом. В качестве моделей изображений рассмотрены следующие: параметрическая модель, процедурная модель, порождающая модель и изображение в его натуральной форме.(НСК РАН)
На основе обобщения метода Гельфанда-Левитана-Крейна построен алгоритм численного решения многомерной обратной задачи акустики об определении плотности среды.
Доказано, что всякая центрированная функция, заданная на дискретном пространстве с метрикой Хэмминга, состоящем из всех вершин n-мерного единичного куба, может быть восстановлена внутри произвольной сферы по ее значениям на этой сфере.
Доказана теорема о структуре оптимального решения задач теории расписаний в случае целевых функций вида суммы или максимума конечного числа кусочно-линейных функций, зависящих от моментов завершения операций. Установлены полиномиальные верхние оценки на число прерываний в оптимальном расписании.
Охарактеризованы равномерно рекуррентные бесконечные слова, имеющие линейно растущую арифметическую сложность (ИМ СО РАН)
Получены оценки вероятностных моментов критических значений параметров процесса переноса частиц в среде со случайной плотностью. Результаты используются для исследования временной асимптотики помехи обратного рассеяния и в реакторных системах.
Получены решения системы уравнений упруго-пористых сред для однородного пространства во временной и частотной областях в случае точечного источника, а также лучевые представления волн разного типа в неоднородной упруго-пористой среде. Решен ряд обратных задач определения тензора сейсмического момента.
Для линейных операторных уравнений первого рода построена теория адаптивной оптимизации двухслойных градиентных итерационных методов с экономичными факторизованными переобуславливателями.
Получены точные оценки областей существования корня, условия сходимости итерационного процесса и точности приближения итерационного метода Чебышева в пространствах Банаха. (ИВММГ СО РАН)
Дан полный анализ прямо-двойственной регуляризации для несобственных задач линейного и выпуклого программирования по родам несобственности. В случае приближенного задания информации о функциях задачи установлены оценки, характеризующие сходимость соответствующих процедур.
В обратной задаче наклонного радиозондирования решена проблема волноводов и создана эффективная технология (модель, алгоритмы, численные эксперименты) восстановления меры волновода и электронной плотности вне волновода. (ИММ УрО РАН)
Разработаны эффективные численные методы для класса краевых задач математической физики с неклассическими нелинейными динамическими граничными условиями, условиями сопряжения и подвижной границей (с условием типа Стефана). Такие задачи возникают при моделировании взаимодействия водорода с твердым телом (энергетика, химические технологии, ракетостроение). (ИПМИ Кар НЦ РАН)
Разработан новый обобщенный спектрально-аналитический метод обработки, анализа и распознавания цифровых информационных массивов. Построены адаптивные процедуры выбора способа описания данных. Созданы пакеты программ, реализующих разработанный подход в ряде приложений (магнитная энцефалография, обработка видеоданных).(ИМПБ РАН)




ФИЗИЧЕСКИЕ НАУКИ
?Академик-секретарь Отделения академик А.Ф.Андреев?


ОБЩАЯ ФИЗИКА И АСТРОНОМИЯ

Физика конденсированных сред

Теория конденсированного состояния. В сверхтекучей системе найден добавочный аддитивный интеграл движения, позволивший построить последовательную термодинамику сверхтекучести. Определены условия устойчивости, заменяющие критерий сверхтекучести Ландау при конечных температурах. (ИФП РАН)
Развита теория недавно открытого ферроэлектрического состояния в квазиодномерных органических металлах - соединениях (TMTTF)2X. Новый эффект объединяет такие разные концепции, как ферроэлектричество хороших металлов, структурная неустойчивость по отношению к переходу Мотта?Хаббарда и Вигнеровская кристаллизация в системах с большой плотностью электронов. Показано, что ферроэлектрический переход приводит к образованию трех типов солитонов. Щель, возникающая в спектре фотопроводимости, есть результат образования солитон-антисолитоновых пар.
В широкой области температур найдена амплитуда осцилляций кулоновской блокады для гранулы, связанной с металлом туннельным контактом. Использованы методы инстантонов и ренормгруппы в двухпетлевом приближении. (ИТФ РАН)
Предложен принципиально новый подход к обеспечению секретного распространения ключа по открытым квантовым каналам связи, в котором секретность базируется на пространственно-временной структуре состояний и ограничениях, диктуемых специальной теорией относительности. Это позволяет передавать секретный ключ при помощи практически любых квантовых состояний. (ИФТТ РАН)
Предложен кинетический механизм распада твердого раствора, в рамках которого, в отличие от термодинамического рассмотрения, удалось показать, что упругие деформации способствуют появлению доменных структур. (ФТИ РАН)
Физика низких температур. Экспериментально обнаружен и теоретически объяснен новый тип перехода к турбулентному движению в сверхтекучих жидкостях, контролируемого внутренним параметром - взаимным трением нормальной и сверхтекучей компонент. (ИФП РАН, ИТФ РАН)
В квантово-разупорядоченных спин-щелевых магнетиках обнаружен магнитный резонанс нового типа, который обусловлен переходами между спиновыми подуровнями коллективных возбуждений и возникновением моды антиферромагнитного резонанса в индуцированной магнитным полем упорядоченной фазе спин-щелевого магнетика.
Экспериментально определены энергии элементарных ступеней на гранях (100) кристаллов Не3 при температурах 60-100 мК. Анализ результатов в рамках теории фазовых переходов огранения показывает, что при столкновении элементарных ступеней на поверхности кристаллов гелия, возможны процессы "переброса" ступеней в соседний ряд, а также отражение ступеней друг от друга. (ИФП РАН)
Экспериментально обнаружено аномальное состояние кристалла гелия с быстро растущими гранями, образующееся под воздействием внешнего пересыщения. Исследована кинетика этого явления и решена задача роста кристалла с возбуждением волны первого звука. (РНЦ "КИ")
Сверхпроводимость. Предложена простая физическая картина сверхпроводимости предельно допированных плоскостей СuO2, обладающая наблюдаемыми чертами ВТСП: высокой критической температурой, согласующейся с экспериментом симметрией параметра порядка, сосуществованием одноэлектронной поверхности Ферми и бозе-эйнштейновского конденсата заранее сформированных пар электронов. (ИФП РАН)
Теоретически и экспериментально показано, что основной вклад в диссипативные потери при движении решетки джозефсоновских вихрей в ВТСП материалах обусловлен переменными квазичастичными токами в плоскости слоев, что позволяет по измерению потерь в режиме движения решетки определить величину квазичастичной проводимости. (ИРЭ РАН; Аргонская и Лос-Аламосская национальные лаборатории, США)
Построена последовательная квазиклассическая теория андреевского отражения для гетерогенных структур, содержащих границу ферромагнетик-сверхпроводник, и проанализирован эффект близости для бислоя ферромагнетик-"грязный" сверхпроводник. (КФТИ КазНЦ РАН)
В рамках теории Гинзбурга?Ландау рассчитана зависимость критической температуры Тс от магнитного поля гибридных систем сверхпроводник-ферромагнетик с доменной структурой. Показано, что в них возможно формирование сверхпроводящих каналов и появление особенностей на зависимости Тс (Н) - возвратной сверхпроводимости и осцилляций Тс. (ИФМ РАН)
Предложен новый тип сверхпроводящего квантового бита, состоящего из 6 джозефсоновских контактов между 4 сверхпроводящими островками, помещенных в продольное слабое магнитное поле. Система реализует эквивалент квантового спина 1/2 в нулевом эффективном поле. Предсказано, что система должна обладать необычно высокой устойчивостью по отношению к электромагнитным шумам; предложены методы манипулирования квантовым состоянием и измерения его результата. (ИТФ РАН)
Изготовлены торцевые джозефсоновские переходы Nb/SiNx/Nb с критическим током в диапазоне 10-1000 мкА и рекордно малой емкостью 10-15-10-16 Ф, которые могут быть использованы в СВЧ технике, для исследований субмикронных магнитных структур и в элементах квантовой логики. (ИФМ РАН)
Физика магнитных явлений. Решена задача о стационарной заселенности подуровней основного состояния щелочного атома в условиях магнитного резонанса и оптической накачки. Показано, что в актуальном геомагнитном диапазоне индукций (20-70 ?Т) оптимальным для метрологии является изотоп 39К. Построен макет магнитометра-тандема, опирающийся на 4-квантовый резонанс в калии и имеющий точность измерений 10-10 Гс. Прибор может служить эталонным средством измерения индукции земного поля с беспрецедентно высокой абсолютной точностью. (ФТИ РАН)
Обнаружен новый тип магнетосопротивления, который реализуется в "грязных" одномерных электронных системах. Зависимости проводимости от температуры и электрического поля таких объектов описываются степенными законами, показатели степени которых меняются в магнитном поле, что объясняется нарушением спин-зарядового разделения в магнитном поле. (ИРЭ РАН, ФТИ РАН, Центр сверхнизких температур, Гренобль, Франция)
Обнаружено гигантское магнитосопротвление туннельного магнитного перехода с относительной величиной ˜ 5% и выше, стабильное во времени. Эффект может быть использован в сверхминиатюрных датчиках магнитного поля. (ФИРЭ РАН)
В структурах с чередующимися слоями магнитострикционного и пьезо-электрического материалов обнаружен и объяснен магнитоэлектрический эффект, величина которого при комнатной температуре на 1-2 порядка больше, чем в однофазных объемных магнитоэлектрических материалах. Структуры перспективны для создания датчиков и преобразователей постоянных и переменных низкочастотных магнитных полей. (МИРЭА)
Физика высоких давлений. В алмазах, легированных бором, ситезированных при высоких давлениях, обнаружена объемная сверхпроводимость с критической температурой до 5К и высоким значением верхнего критического поля (более 3.5Т). Полученный материал является первым примером полупроводника-сверхпроводника с алмазной кристаллической решеткой. Вследствие уникальных механических и тепловых свойств алмаза этот результат перспективен для многочисленных практических применений.
Обнаружено, что соединение с тяжелыми фермионами Ce2RhIn8 становится сверхпроводником с Тс=2 К вблизи виртуальной квантовой критической точки, соответствующей антиферромагнитному переходу при давлении 2,5 ГПа, что подтверждает связь сверхпроводимости и квантовых критических флуктуаций.
Обнаружен переход от диффузионной кинетики фазового перехода 1 рода под давлением при высоких температурах к мартенситоподобной при низких температурах для одного и того же вещества ? -GeO2. (ИФВД РАН)
Установлено, что в термически стабильных (до 500°С) соединениях водорода с углеродными нановолокнами и нанотрубками, синтезированных при давлениях водорода до 9 ГПа и содержащих до 7 вес.% Н, часть атомов водорода присоединена к углероду посредством ковалентных связей, а основное количество водорода располагается между углеродными сетками. (ИФТТ РАН, ИПХФ РАН)
Физика полупроводников. Впервые наблюдалось когерентное связывание экситонов в искусственных молекулах, построенных из двух квантовых точек. Результат получен при исследовании в магнитном поле тонкой структуры основного состояния экситона в InGaAs/GaAs-квантовых точках, вертикально связанных в пары. Предложена модель, объясняющая особенности обнаруженных расщеплений. (ИФТТ РАН)
Построена микроскопическая теория резонансного туннелирования носителей тока в сверхрешетках и системах квантовых ям со слабой связью с учетом различных механизмов рассеяния носителей, позволяющая получать данные о плотности состояний в яме при учете процессов внутриямной релаксации с существенно большей точностью, чем в случае использования теории возмущения в обычной форме.(ФИАН)
В условиях сильного обменно-корреляционного взаимодействия двумерной электронной жидкости измерена эффективная масса квазичастиц. Обнаружено ее драматическое возрастание при уменьшении концентрации электронов и показано, что масса не зависит от степени спиновой поляризации электронной системы. (ИФТТ РАН)
Обнаружены необычные свойства стимулированного параметрического рассеяния экситонных поляритонов в микрорезонаторах, качественно отличные от предсказываемых в рамках стандартной стационарной модели четырехволнового смешивания. Найдены условия фотовозбуждения, при которых происходит эффективная релаксация поляритонов на дно нижней поляритонной зоны, характерная для бозе-конденсированного состояния. (ИФТТ РАН, ФИАН, ИОФАН)
В спектре плазменных возбуждений двумерной электронной системы с высокой подвижностью электронов обнаружено проявление эффектов запаздывания. Показано, что в нулевом магнитном поле из-за гибридизации плазменной и световой мод, наблюдается значительное уменьшение резонансной плазменной частоты. В перпендикулярном магнитном поле обнаружена необычная зависимость частоты гибридной циклотрон-плазмонной моды от магнитного поля. (ИФТТ РАН)
Обнаружен и исследован в системе двумерных электронов новый тип периодических по прямому магнитному полю транспортных осцилляций, индуцированных микроволновым излучением, период которых определяется частотой электромагнитного облучения, плотностью электронов и расстоянием между контактами в структуре. Эффект перспективен для создания детекторов, селективно чувствительных и перестраиваемых в диапазоне частот от 100 МГц до нескольких ТГц. (ИФТТ РАН)
Показано, что в асимметричной двойной квантовой яме возникает взаимодействие оптической и межподзонной ветвей 2D-плазменных колебаний, а также бесстолкновительное затухание оптических плазмонов при резонансе с межподзонным континуумом. При инверсии заселенностей подзон в области резонанса с межподзонным континуумом возможно усиление плазменных волн оптической ветви. (ИФП СО РАН)
Разработан способ изготовления МДП-структур на поверхности монокристаллов чистых органических полупроводников, в которых и сам полупроводник, и слой затворного диэлектрика являются органическими. Достигнута подвижность дырок, в десятки раз превышающая полученную ранее в органических структурах. (ФИАН)
Создан квантовый интерферометр с эффективным радиусом 90 нм, имеющий рабочую температуру до 15 К. Освоение масштаба размеров наноструктур 10-100 нм и, как следствие, повышение рабочей температуры интерферометра стало возможным благодаря новой технологии наноструктурирования, основанной на глубоком локальном анодном окислении поверхностей титана, арсенида галлия и кремния.
На основе гетероструктур Ge/Si с квантовыми точками Ge созданы фотоприемные элементы для волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) в диапазоне длин волн ?=1.3-1.55 мкм, способные встраиваться в комплекс фотонных компонентов ВОЛС на едином кремниевом чипе. Максимальная квантовая эффективность достигает значений 21% и 16% на длинах волн 1.3 и 1.55 мкм, соответственно. (ИФП СО РАН)
Впервые создан дислокационный Si-светодиод с энергией кванта 0,75 эВ и внешней эффективностью при комнатной температуре 0,2 %, что находится на уровне лучших из известных Si-светодиодов. Времена отклика при этом на порядок меньше, чем у Si светодиодов, работающих на зон-зонной рекомбинации. (ИФТТ)
Созданы лазеры с квантовыми ямами InGaAsN с непрерывным режимом генерации на длине волны 1.3 мкм, с выходной оптической мощностью более 4 Вт при комнатной температуре и с устойчивой генерацией вплоть до 100°C. Срок службы при температурах 40-65°C и высоких плотностях тока (3-4 кА/см?) составляет несколько тысяч часов. Созданы монолитные вертикально излучающие лазеры.
Предложен новый способ литографии - электростатическая нанолитография, состоящая в локальном изменении электрических свойств поверхностей под зондом атомно-силового микроскопа. Продемонстрирована локальная зарядка слоев окисла SiO2 с внедренными нанокристаллами Si и переполяризация PbZr0.47Ti0.5303 ферроэлектрических пленок. Локальность воздействия характеризуется латеральными размерами участков с измененными свойствами, находящимися на уровне 100 нм.
В GaN обнаружено и исследовано формирование смешанных поляритонных мод. В спектрах фотолюминесценции GaN обнаружено формирование отрицательно заряженных трионов с энергий связи 3? 0,5 мэВ. (ФТИ РАН)
В эпитаксиальных структурах Si:Er обнаружен новый оптически активный центр, люминесцирующий в области 1,54 мкм. Выявлены парамагнитная природа и его кристаллографическая орторомбическая симметрия. Развита технология формирования преимущественно одного оптически активного центра иона Er3+ с предельно узкой линией люминесценции, что делает эпитаксиальные Si:Er структуры перспективными для оптоэлектронных приложений. (ИФМ РАН)
В стеклообразном полупроводнике SbSI обнаружен структурный фазовый переход первого рода при Т=198К в полярное состояние (дипольное стекло). Сложный спектр фотолюминесценции стеклообразного SbSI указывает на существование в нем двух типов структурных единиц и сильное электрон-фононное взаимодействие. (ИФ ДНЦ РАН)

В полуизолирующих полупроводниках обнаружены нелинейные явления, связанные с волнами пространственного заряда (ВПЗ): полное (пространственное и временное) выпрямление ВПЗ, генерация второй гармоники ВПЗ, самодефлекция лазерных лучей, удвоение волнового вектора ВПЗ. Проведен теоретический анализ этих явлений и указаны пути их практического использования. (ФТИ РАН)
Синтезированы трехмерные фотонные кристаллы на основе полупроводниковых композитов опал GаP и опал GaPN, обладающие выраженными фотонно-кристаллическими свойствами и представляющие интерес для практических разработок. (ИФ ДНЦ РАН)
Разработаны основы нового метода создания полупроводниковых гетероструктур с атомарно-гладкими границами прямым сращиванием и водородно-индуцированным скалыванием по массиву копланарных микротрещин в эпитаксиальном дельта-слое. Метод принципиально важен при создании нанотранзисторов с размерами активной области до 10 нм, требующих толщину слоя кремния в несколько нм. (ИФП СО РАН)
Структура и свойства кристаллов. Путем спекания без приложения внешнего давления при микроволновом нагреве излучением (30 ГГц) с контролируемой переменной скоростью получена плотная, более 98% от теоретического значения, наноструктурная алюминооксидная керамика со средним размером зерна порядка 85 нм. (ИПФ РАН)
Доказано наличие радиационно-динамической составляющей воздействия корпускулярного излучения на вещество, связанной с генерацией микроударных волн. Протекание на фронте этих волн фазовых превращений в метастабильных средах на несколько порядков величины увеличивает область воздействия ускоренных частиц на структуру и свойства материалов. (ИЭФ УрО РАН, Институт физики ионных пучков и исследования материалов, Германия)
Физика поверхности. Предложен и реализован невозмущающий метод определения атомной структуры границ раздела, формирующихся при росте металлических или полупроводниковых пленок. Показано, что на границе раздела "пленка СuI2 -Cu" межатомные расстояния определяются с точностью не хуже 0,02 нм. Метод может быть использован в условиях сверхвысокого вакуума в процессе роста полупроводниковых гетероструктур. (ИОФАН)
Разработан рентгеновский метод определения местоположения атомов определенного типа в монослоях органических молекул, находящихся на поверхности жидкости или твердой подложки, позволивший изучить защитное действие лекарственного препарата "ксидифон", препятствующее проникновению атомов свинца через белково-липидные мембраны. (ИКАН)
Установлено, что поверхностная фаза Si(100)4x3-In является упорядоченным массивом магических нанокластеров Si5In6, модифицирование 35% которых в определенных условиях можно рассматривать как легирование магических кластеров. (ИАПУ ДвО РАН)
Развит метод, позволяющий по данным рентгеновской дифрактометрии высокого разрешения выявить структурный механизм формирования низкоразмерных слоев и границ раздела в многослойных системах. (ИКАН)

Оптика. Квантовая электроника

Спектроскопия. Показано, что использование метода когерентного охлаждения атомов в высокодобротном резонаторе, позволяет получить существенное уменьшение минимальных температур при лазерных методах охлаждения атомных пучков. При технически реализуемых параметрах резонатора достигаемые температуры могут быть

в 102 раз меньше температуры доплеровского предела лазерного охлаждения атомов. (ИСпРАН)
Создан комплекс измерительной аппаратуры по управлению и детектированию холодных атомов цезия. Полученное на эксперименте значение температуры облака охлажденных атомов 1-2 мкК согласуется с предсказаниями теории и соответствует мировому уровню. (Институт метрологии времени и пространства ВНИИФТРИ)
Предложен метод и создана установка для спектроскопии молекул с нанометровым пространственным разрешением, основанные на локальном возбуждении флуоресценции пучком электронов, испускаемых нанозондом за счет полевой эмиссии. (ИСпРАН)
Разработана методика измерения в диапазоне температур 1,6-40 К спектров возбуждения флуоресценции одной выбранной хромофорной молекулы, внедренной в неупорядоченную твердотельную матрицу в качестве спектрального микрозонда. В результате удается разделить вклады в формирование спектра одиночной примесной молекулы от двухуровневых систем и квазилокальных низкочастотных мод. (ИСпРАН)
Когерентная и нелинейная оптика. Теоретически предсказано и подтверждено экспериментально образование новых квазичастиц - волноводно-плазмонных поляритонов - в фотонно-кристаллических слоях, содержащих наноструктурированные металлы, что позволяет создавать фотонно-кристаллические слои с большими фотонными запрещенными зонами. (ИОФАН, Институт М.Планка, Германия)
Предложен единый подход к расчету рассеяния волновых полей на поверхностных и объемных диэлектрических структурах типа оптических решеток и фотонных кристаллов, открывающий широкие возможности для расчета оптических элементов и решения задач оптики ближних полей в фотонике. (ИРЭ РАН, ИПТМ РАН)
Разработана система фокусировки выходного излучения полупроводникового лазера с распределенным брэгговским зеркалом за счет искривления штрихов дифракционной решетки (и-РБЗ). Созданы AlGaAs/GaAs одночастотные и-РБЗ лазеры с подавлением боковых мод 35 дБ и фокусировкой излучения на расстоянии 0,2-0,8 мм от выходного зеркала. и-РБЗ лазер является эффективным и простым решением проблемы фокусировки излучения полупроводниковых лазеров с высокой апертурой. (ФТИ РАН)
Методом экструзии получены нанокристаллические оптические световоды из галогенидов серебра, имеющие в 5-10 раз меньший уровень рассеяния в области спектра 2-15 мкм, чем обычные световоды этого типа. Повышенный порог оптического пробоя и более высокая прозрачность в видимой и ближней ИК области делает эти световоды перспективными для медицинских применений, а их уникальная фоточувствительность может быть использована в датчиках облучения. (НЦВО ИОФАН, ИПТМ РАН)
Разработана концепция построения мощных импульсных лазеров со сферическим волновым фронтом для целей ЛТС, позволяющая решить проблемы согласования системы лазер-мишень и достижения высокой однородности облучения. При апертуре пучка 45 мм достигнут уровень выходной энергии 150 Дж и близкое к предельному на сегодня значение плотности потока излучаемой энергии 9,3 Дж/см2. (ФИАН)
В трехкаскадном тераваттном параметрическом усилителе на кристалле DKDP при инжекции сопряженного по частоте излучения достигнут насыщенный коэффициент преобразования кристалла 108. Усиленный сигнал был скомпрессован до 80 фс. Показано, что при масштабировании таких параметрических усилителей, возможно создание источников мультипетаваттной мощности. (ИПФ РАН)
Впервые в лазерном керамическом материале (Y2O3: Yb3+) получена фемтосекундная генерация с непрерывной накачкой излучением полупроводникового лазера. Полученный результат открывает путь создания мощных крупноаппертурных лазеров ультракоротких импульсов. (ИКАН, Токийский университет)
Обнаружено явление активирования биологических систем малыми дозами оптического излучения (светокислородный эффект) и выявлен канал информационного обмена между клетками и растворенными белками (гидроконформационное взаимодействие). Эффект может быть использован для интенсификации биохимических процессов. (ФИАН)
Предложен и реализован эффективный метод разрушения помещенных в жидкость непрозрачных диэлектриков с помощью двухчастотного лазерного воздействия. На его основе создан лазерный литотриптор, фрагментирующий камни любого химического состава и любой локализации в организме человека, независимо от их размера за время действия 10-80с без повреждения окружающих камень тканей. (ИОФАН)
Впервые созданы четырехуголковые отражающие системы на многослойных структурах для фокусировки излучения квазиточечных источников жесткого рентгеновского излучения, светосила которых многократно превосходит светосилу наиболее эффективных из известных на сегодняшний день систем. (ИФМ РАН)
Выявлены нелинейно-оптические свойства J-агрегатов полиметиновых красителей 4950у и 4924у в тонких пленках и реализовано их использование в качестве малоинерционных насыщающихся поглотителей для синхронизации мод твердотельного лазера. В результате на порядок понижена интенсивность насыщения поглотителя, в несколько раз увеличена глубина модуляции потерь резонатора. (ИАиЭ СО РАН)
Разработан гибридный принцип усиления импульсов в тераваттной фемтосекундной лазерной системе оптического диапазона, основанный на применении последовательного нелинейно-оптического и лазерного методов усиления. (ИЛФ СО РАН)

Радиофизика и электроника. Акустика

Нелинейная динамика. Численными методами исследована нелинейная стадия неустойчивости ударной волны в термодинамически неидеальной среде. Расчеты проведены для твердого дейтерия и для модельной среды со специально подобранным уравнением состояния. Впервые изучен случай распада неустойчивой ударной волны на устойчивую и акустически неустойчивую.
Исследована функция распределения уровня ошибок при передаче сигнала по оптоволоконным линиям связи, которые порождаются шумом усилителей и случайным двулучепреломлением, ведущим к дисперсии поляризованных мод. Показано, что вероятность аномально высокого уровня ошибок гораздо больше оценки в рамках гауссовой статистики. Изучено влияние на эту вероятность различных схем компенсации дисперсии поляризованных мод. (ИТФ РАН)
Показана возможность наблюдения в нелинейной среде с аномальной дисперсией обращенного эффекта Доплера. Построена теория распространения видеоимпульса в такой среде с преобразованием энергии видеоимпульсов в ВЧ сигнал, которое может составлять до 60-80%, а электронная перестройка частоты заполнения радиоимпульса - до 20%. Основные выводы теории подтверждены наблюдением обращенного эффекта Доплера в экспериментах в линиях передач с ферритом. (ИФМ РАН)
Обнаружено новое явление - автогенерация нелинейных мод, нарушающих принцип симметрии. Явление имеет фундаментальное значение для физики нелинейных колебаний и обнаружено при исследовании процесса параметрической генерации последовательностей солитонов огибающей спиновых волн в активных кольцах на основе ферромагнитных пленок. (СПб ГЭТИ, ТУ г. Кайзерслаутерн, Германия)
Проанализировано сильно нелинейное движение жидкости, ограниченной свободной поверхностью, в вертикальных, наклонных и горизонтальных трубах. Построена новая теория движения крупных пузырей в трубах. Численным моделированием исследованы течения со свободной границей в наклонных трубах - случай, практически важный для транспорта газа, нефти и воды. (ИТФ РАН)
Распространение радиоволн. Разработан новый метод определения высотных зависимостей амплитуды и фазы внутренних атмосферных гравитационных волн по данным измерений амплитудных мерцаний радионавигационных спутников. Метод будет применяться для глобального наблюдения за такими волнами, что важно для контроля процессов переноса энергии и кинетического момента на высотах от 5 до 100 км. (ИРЭ РАН, совместно с организациями Тайваня, Японии, Германии)
Методом спутниковой радиотомографии в направлении геомагнитного поля обнаружены искусственные квазипериодические крупномасштабные (50-100км) возмущения плотности плазмы, генерируемые мощным радиоизлучением среднеширотного нагревного стенда "Сура", которые занимают интервал высот от уровня отражения волны накачки до 500-600 км. (НИРФИ при ННГУ, ПГИ КНЦ РАН)
Зафиксирован приход внутренних атмосферных гравитационных волн и инфразвука от удаленного взрыва Витимского метеорита 24 сентября 2002 г. Подтверждена гипотеза о волноводном распространении инфразвука на большие расстояния. (ПГИ КНЦ РАН)
В северо-восточном регионе России организована диагностическая сеть для исследования ионосферы и распространения радиоволн, включающая в себя 5 цифровых автоматических ионозондов и трассу наклонного зондирования Норильск?Иркутск. (ИСЗФ СО РАН, ИКФИА СО РАН)
Физическая электроника. При возбуждении сильноточным электронным пучком в релятивистских лампах обратной волны достигнута в миллиметровом диапазоне на гигаваттном уровне 1,5-кратная конверсия мощности электронного пучка в микроволновое излучение. Длительность СВЧ-импульса составляла около десятка периодов колебаний. (ИЭФ УрО РАН, ИСЭ СО РАН)
Предложен новый тип эффективного источника ионов газов без накаливаемого катода. Широкий рабочий диапазон давлений газов, большой ток ионного пучка, минимальное его загрязнение делают этот ионный источник перспективным для использования в промышленных ионно-лучевых технологиях. (ИЭФ УрО РАН)
Предложена и реализована методика анализа скоростного распределения электронов в винтовых пучках мощных релятивистских гирорезонансных приборов, основанная на сепарации различных фракций электронов в адиабатически нарастающем магнитном поле. Методика позволяет получать данные о разбросе поперечных скоростей электронов и питч-факторе в области существенно релятивистских энергий, где традиционный электростатический метод непригоден. (ИПФ РАН)
Созданы планарные автоэлектронные эмиттеры на основе однослойных и многослойных углеродных нанотрубок со свойствами, позволяющими использовать их в вакуумных СВЧ приборах, люминесцентных источниках света и других вакуумных электронных приборах. (ИРЭ РАН, КФТИ КазНЦ РАН, ИПХФ РАН)
При изучении процесса инициирования вакуумного пробоя под действием импульсов напряжения пикосекундной длительности установлено, что при взрыве микроострий на катоде достигается такая величина электрического поля, при которой прозрачность потенциального барьера равна единице для всех электронов, вплоть до дна зоны проводимости. Это позволяет получать максимально возможную плотность тока автоэлектронной эмиссии при данных условиях. (ИОФАН, ИЭФ УрО РАН)
Акустика. Разработан и апробирован метод модуляционно-модовой нелинейной акустической томографии для определения местоположения трещин в твердых телах, основанный на измерении коэффициента модуляции высокочастотной акустической волны низкочастотными осцилляциями для разных собственных мод образца. Он может найти применение в неразрушающей диагностике различных конструкций. (ИПФ РАН)
В исследованиях эффекта обращения волнового фронта (ОВФ) второй гармоники сфокусированной ультразвуковой волны обнаружена эффективная ретрофокусировка обращенного пучка. Проанализированы возможности использования эффекта селективного ОВФ гармоник в акустоскопии и неразрушающем контроле. (ИОФАН)
Создано уникальное техническое средство для исследования акустических полей в морских условиях, которое включает процессорное устройство, встраиваемое непосредственно в гидрофон, и цифровую антенну, работающие в реальном масштабе времени, что позволяет решать задачи акустики мелкого моря с полным перекрытием приемной апертурой глубины волноводаю (ИПФ РАН)
Разработана методика конструирования акустического теплового насоса, обеспечивающая максимальную эффективность электротеплового преобразования за счет оптимального электромеханического и механоакустического согласований. (АКИН)
Сформулирована обратная задача восстановления глубинной температуры объекта при корреляционном приеме теплового и акустического излучения. Предложен вариант восстановления глубинной температуры с помощью линейных фазированных решеток без использования данных о коэффициенте поглощения. (ИРЭ РАН)
В рамках численного и натурного экспериментов исследованы особенности дальнего распространения низкочастотных узкополосных звуковых сигналов в придонном акустическом канале со случайными неоднородностями, обусловленными внутренними волнами и шероховатым дном. Показано, что в придонном канале, типичном для Баренцева моря и обладающем специфическими дисперсионными свойствами, к тому же характеризующимся сильным затуханием звука, возможно выделение составляющих сигналов лишь нескольких нормальных волн. (ИОФАН)
Численными методами выявлен эффект когерентной кластеризации звуковых лучей в случайно-неоднородном океаническом волноводе, позволяющий объяснить особенности временных фронтов в натурных экспериментах по сверхдальнему распространению звука в северо-западной части Тихого океана. (ТОИ ДВО РАН)

Физика плазмы

Показано, что при больших тороидальных магнитных полях происходит структурная перестройка турбулентности, ответственной за аномальный перенос плазмы на периферии токамака. Найден новый вид плазменных возмущений, которые могут быть ответственны за спонтанную генерацию неоклассических тиринг-мод и ограничивать предельное давление плазмы в токамаке. (РНЦ "КИ")
На токамаке ФТ-2 в экспериментах по микроволновому рассеянию назад из области верхнего гибридного резонанса зондирующей волны обнаружен гигантский доплеровский сдвиг рассеянного излучения на 1-2 МГц. Эффект может быть использован для разработки локальной диагностики вращения плазмы в тороидальных ловушках, отличающейся высокой точностью. (ФТИ РАН)
Обнаружен эффект коллективного нагрева ионов на установке ГОЛ-3, возникающий при взаимодействии сильноточного пучка релятивистских электронов с плотной (1021 м-3) плазмой, удерживаемой в многопробочной магнитной ловушке. Достигнута ионная температура свыше 1 кэВ при времени удержания энергии около 0,5 мс. (ИЯФ СО РАН)
На сферическом токамаке "Глобус-М" при дополнительном нагреве плазмы пучком нейтральных частиц - атомов дейтерия с энергией 24 кэВ и мощностью 0,3 МВт - зафиксирован двукратный рост ионной температуры, рост плотности плазмы на 40% и увеличение тока разряда. Не обнаружено деградации энергетического времени жизни, что свидетельствует о хорошей термоизоляции плазмы. (ФТИ РАН)
Изучен турбулентный нагрев основной массы ионов для плазмы с тяжелыми и легкими ионами с учетом влияния динамической поляризуемости плазмы на вероятность индуцированного рассеяния волн на ионах. Показано, что это влияние приводит к более быстрому нагреву тяжелых ионов и несколько более медленному - легких ионов. (ФИАН)
Обнаружено существенное влияние микроструктуры малоплотного материала (пенные среды, пористые материалы с беспорядочным распределением тонких нитей) на параметры и поведение плазмы, образующейся внутри облучаемых лазером образцов, а именно, на размеры образующейся области горячей плазмы, скорость и эффективность энергопереноса в глубь мишени. (ГНЦ РФ ТРИНИТИ)
Предложен и реализован локальный бесконтактный оптический метод измерения величины и направления магнитного поля в плазме, основанный на когерентном пленении населенности в среде возбужденных атомов или ионов. Метод применим для значений магнитного поля от десятков гаусс до нескольких тесла в широком диапазоне параметров плазмы - от термоядерной до газоразрядной низкого давления. (ИПФ РАН)
С помощью меридиональной цепочки из 6 наблюдательных пунктов, в том числе на борту научно-исследовательского судна в акватории Баренцева моря, общей протяженностью 1700 км, выполнена непрерывная и детальная радиотомография распределения электронной плотности ионосферы от субавроральной области до полярной шапки. Выявлена сложная структура ионосферы даже при спокойных геофизических условиях. (ПГИ РАН)

Астрономия. Исследования космического пространства

Строение и эволюция Вселенной. По измерениям на 6-метровом телескопе БТА, космическом телескопе им. Хаббла и на 100-метровом радиотелескопе Института радиоастрономии им. Макса Планка изучено пространственное расположение 450 галактик в пределах до 10 Мегапарсек. В местной Вселенной выявлены большие объемы пространства, полностью свободного от галактик. При этом светимость вещества и плотность водородной массы в наших окрестностях оказались в 1,5-2 раза выше их средних значений во Вселенной, а локальная плотность барионной массы составляет всего 2 % от критической плотности Вселенной. Это значение в 2 раза меньше средней барионной плотности в соответствии с теорией нуклеосинтеза (т.н. "местный парадокс барионной массы"). (САО РАН, Астрономическая обсерватория Киевского национального университета, Украина, Институт радиоастрономии им. Макса Планка, Германия)
В спектрах квазаров различного возраста, соответствующего их пространственному удалению, обнаружено изменение систем линий поглощения различных молекул с квазипериодической временной структурой на масштабе 500±200 млн. лет.
По наблюдениям на 8-метровом телескопе VLT ESO для квазара Q 1232+282 определены лучевые концентрации молекулярного водорода (H2) и изотопного (HD). Исследован процесс рекомбинации первичной водородной плазмы при различных значениях космологических параметров; выполнено теоретическое исследование механизмов образования и разрушения молекул в ранние космологические эпохи. Детально исследована сверхтонкая структура вращательных переходов в молекуле орто-воды, которые соответствуют наиболее мощным космическим мазерам на больших космологических расстояниях. (ФТИ РАН)
В рамках эффективной теории гравитации предложено решение проблемы космологической постоянной, которая зависит от состояния физического квантового вакуума. Если вакуум находится в полном равновесии, она тождественно равна нулю; при отклонении от равновесия космологическая постоянная пропорциональна плотности энергии возмущения. При наличии квазичастиц космологическая постоянная имеет порядок плотности энергии материи. (ИТФ РАН)
По теоретическим исследованиям динамики гравитационно-связанных мелкомасштабных сгустков темной материи на ранних стадиях эволюции Вселенной получена остаточная функция масс таких сгустков в гало нашей Галактики. Показано, что около 0.1 % сгустков для всех диапазонов масс до настоящего времени не подвергаются приливному разрушению, а излучение от их аннигиляции может вносить существенный вклад в наблюдаемый космический фон. (ИЯИ РАН)
Структура галактик. Показано, что для большинства галактик масса темного гало в пределах радиуса галактики сопоставима или превышает массу диска, а отношение массы к светимости связано с показателем цвета звездного населения. Для линзовидных галактик слабое звездообразование в современную эпоху, по-видимому, связано с предшествующим динамическим разогревом диска и быстрым исчерпанием газа в диске. Для галактики NGC 2681 на 6-метровом телескопе БТА получена кривая вращения звездного компонента вплоть до расстояний 0.5 килопарсек от центра и определена ориентация внешнего диска галактики. (ИНАСАН, САО РАН)
Построена теория образования в галактиках спиральных рукавов и звездного эллипсоида в центре (бар), основанная на представлении о звездном диске как системе взаимодействующих звездных орбит и объясняющая одновременное существование спиральной структуры и бара в одной галактике. (ИНАСАН)
Релятивистские астрофизические объекты. На международной астрофизической обсерватории ИНТЕГРАЛ благодаря высокой чувствительности телескопов с кодирующей апертурой открыто 10 новых галактических рентгеновских источников и 9 вспышек транзиентных источников, построена новая рентгеновская карта центра Галактики в диапазоне 15-40 кэВ. Открыт новый класс объектов с аномально сильным фотопоглощением, исключающим их наблюдение ранее в стандартном диапазоне. По наблюдениям объекта IGR J16318-4848 установлено, что он является нейтронной звездой в паре с массивной звездой-спутником, обладающей очень плотным и холодным звездным ветром. (ИКИ РАН)
В результате фотометрических, спектральных и радионаблюдений яркого послесвечения внегалактического гамма-всплеска GRB 030329 получена рекордная по продолжительности кривая изменения оптического блеска; исследованы спектральные особенности и круговая поляризация послесвечения в радиодиапазоне. Сравнение с теоретическими расчетами показывает, что гидродинамическая эволюция головной ударной волны происходит в звездном ветре на стадии перед сверхновой, что является подтверждением гипотезы о взрыве сверхновой звезды в качестве причины явления гамма-всплеска. (ГАО, САО, ИПА РАН, АКЦ ФИАН, ГАИШ МГУ)
Выполнена программа координированных радио, инфракрасных, оптических и рентгеновских наблюдений микроквазара с черной дырой SS 433. На обсерватории ИНТЕГРАЛ зарегистрированы рентгеновские затмения и переменность источника в результате прецессии. Показано, что SS 433 имеет жесткий рентгеновский спектр, несмотря на сверхкритический режим аккреции. Данные наблюдений свидетельствуют о сильной неоднородности релятивисткой струи плазмы в виде серии малых плотных сгущений. (ИКИ, САО, ГАО, ИПА РАН, ГАИШ МГУ, Астрономический институт СПбГУ, Казанский госуниверситет)
Исследована сдвиговая вязкость в коре нейтронной звезды с учетом корреляции ядер; определены p-моды колебаний внешней коры нейтронной звезды высокой мультиполярности. На основе эффектов сверхтекучести барионов выполнено моделирование внутреннего строения и тепловой эволюции аккрецирующих нейтронных звезд в тесных двойных системах. На примере ряда мягких рентгеновских транзиентов (в частности, SAX J1808/4-3658) показано, что ядро нейтронной звезды содержит нуклоны и/или гипероны, но не содержит ни пионных, ни каонных конденсатов, ни кварковой плазмы. (ФТИ РАН)
Строение и эволюция звезд. На основе модели химической и динамической эволюции ядер молекулярных облаков и двумерного метода переноса излучения в линиях молекул исследована динамика коллапсирующих ядер и облаков, удерживаемых от коллапса магнитным полем. Определена геометрическая, химическая и кинематическая структура и эволюционный статус ряда дозвездных объектов и протопланетных дисков. (ИНАСАН)
На 6-метровом телескопе БТА и других телескопах проведены спектральные и поляриметрические исследования более 1000 инфракрасных источников, среди которых выявлена популяция горячих звезд, окруженных плотной пылевой оболочкой. Значительная поляризация излучения молодых переменных звезд объясняется несферической пылевой оболочкой с неоднородной внутренней структурой. (ГАО, САО РАН)
На 6-метровом телескопе БТА для молодой звезды Т Тельца измерено продольное магнитное поле в 150 Гаусс; поскольку для формирования истекающих газовых струй поле самой звезды является слишком слабым, это свидетельствует о значительной роли магнитного поля внешнего аккреционного диска. (САО РАН)
Для ядра планетарной туманности FG Стрелы за 10 лет наблюдалось 11 глубоких минимумов блеска, при которых цвет звезды становится более голубым, что свидетельствует о рассеянии света сгустками пыли в околозвездном пространстве. (ГАИШ МГУ)
На 6-метровом телескопе БТА для звезды R2688 на эволюционной стадии после ветви гигантов измерена поляризация излучения до 52%. Показано, что очень высокая степень поляризации возникает вне атмосферы сверхгиганта в биполярной оболочке туманности. (САО РАН)
На 6-метровом телескопе САО и телескопе АЗТ-24 ГАО выполнены спектрально-поляриметрические и инфракрасные наблюдения магнитных белых карликов. Обнаруженный дефицит ИК излучения и зависимость степени линейной поляризации от длины волны могут быть объяснены как эффекты поляризации вакуума сильным магнитным полем. (ГАО, САО РАН)
Солнце. На орбитальной обсерватории КОРОНАС-Ф во время спада текущего 23-го цикла активности в октябре-ноябре 2003 г. зарегистрированы наиболее крупные солнечные вспышки и геомагнитные бури за период более 12 лет. Наблюдались гамма-излучение до 100 МэВ и потоки нейтронов из атмосферы Солнца; исследованы временные профили рентгеновского излучения вспышек и эволюция их энергетических спектров. В корональных дырах на уровне фотосферы Солнца выявлена мультиполярная структура магнитного поля, состоящая из корональных петель высотой до 30 тыс. км. Показано также, что даже при самых мощных вспышках рост ультрафиолетового излучения в полосе 120 нм не превышает нескольких процентов. Подготовлен массив 300 тыс. изображений и объемных спектров Солнца, каталог спектральных линий в диапазоне 285-335 A. (ИЗМИРАН, ФИАН, ИСЗФ, СО РАН, Крымская астрофизическая обсерватория)
Обнаружен эффект двойного плазменного резонанса в солнечной короне, который служит причиной возникновения тонкой структуры частотного спектра радиоизлучения в виде параллельно дрейфующих квазигармонических полос на фоне континуума (т.н. "зебра-структура"). Совпадение частот наблюдаемых полос с частотами двойного плазменного резонанса, соответствующими изменению магнитного поля вдоль силовых линий, позволяет измерять магнитные поля в активной области. (ИПФ РАН, Астрофизический институт Потсдам, Германия)
В динамических спектрах солнечных вспышек обнаружена низкочастотная модуляция потока радиоизлучения с периодом около 300 с, которая совпадает с 5-минутными осцилляциями токонесущих корональных арок в фотосфере. Обнаруженный эффект указывает на тесную связь структур в цепи "фотосфера - хромосфера - корона" посредством электрических токов. (ИПФ, ГАО РАН, ННГУ, Технический университет Хельсинки, Финляндия).
Создан комплексный информационный ресурс по активности Солнца, включающий базы данных по магнитным полям солнечных пятен и продленные ряды индексов солнечной активности. (ГАО РАН)
Планетные системы. По данным спектральных и радиоинтерферометрических измерений в мазерных и тепловых линиях молекул метанола и CS определены массы центральных звезд в кеплеровских протопланетных дисках. По профилю линий мазерного источника исследовано пространственное расположение метанольных конденсаций - протопланет. (АКЦ ФИАН)
В течение полного марсианского года (687 земных суток) российским детектором нейтронов высоких энергий ХЕНД на борту орбитального КА "Марс Одиссей" измерена сезонная динамика конденсации и сублимации углекислого газа атмосферы Марса в разных точках планеты. В прошедшем марсианском голу масса выпавшего СО2-снега составила около 4?1012 тонн на северной и около 6?1012 тонн на южной полярной шапке. Общая доля атмосферы Марса, выпадающая в виде твердой фазы на поверхность планеты, в максимуме достигает 25 %. (ИКИ РАН совместно с NASA)
Для ряда спутников Юпитера и Сатурна построены модели разбрызгивания их ледяной поверхности под воздействием магнитосферной плазмы и образования приповерхностной кислородной атмосферы. Образующиеся при этом орбитальные торы нейтрального газа недавно были открыты межпланетными миссиями. (ИНАСАН)
На оптическом телескопе обсерватории Скинакас (о. Крит) на основе серии из нескольких тысяч электронных снимков, полученных методом коротких экспозиций, построено изображение ранее неизвестной части поверхности Меркурия с разрешением 100 км, соответствующим дифракционному пределу. На долготе 280оW обнаружено большое кратерное "море", превышающее крупнейшее лунное Море Дождей и имеющее ударное происхождение. (ИКИ РАН)
На основе геометрической близости орбит среди астероидов, сближающихся с Землей, выделены астероидные рои. Показано, что в результате миграции астероидов в сторону Солнца с высокой вероятностью происходит их выпадение на одну из внутренних планет. (ИНАСАН)
Предложен физический механизм и разработана модель сейсмо-гидро-электромагнитных взаимодействий полей в системе "литосфера - гидросфера - атмосфера", начиная с сейсмического возбуждения в верхней мантии и океанической коре, возникновения электромагнитных сигналов на дне океана, его поверхности и в атмосфере, вплоть до ионосферы. Предложены методы электромагнитного мониторинга океанических сейсмических событий. Два оперативных прогноза сильных сейсмических событий на Камчатке подтвердились. (ИЗМИРАН, ИКИР ДВО РАН)
Астрономические инструменты и методы. В рамках программ международного сотрудничества комплексы российской научной аппаратуры установлены на борту миссий "Марс-Экспресс" ЕКА (запущен 02.06.2003 г.) и "Mars Exploration Rover" NASA (запущен 07 и 10.07.2003 г.). (ИКИ РАН)
Введен в строй пункт РСДБ сети LFVN на базе радиотелескопа РТ-64 в Медвежьих Озерах. По наблюдениям на РСДБ сети на длинах волн 18 и 6 см построены изображения квазаров и лацертид, осуществлена РСДБ локация поверхности Марса, для ряда высокоорбитальных космических объектов определены их орбиты, размеры конструкций и параметры собственного вращения. (ГАО РАН, НИРФИ, ННГУ, ОКБ МЭИ)
Разработаны методы глобального детектирования ионосферных возмущений естественного и техногенного происхождения с использованием алгоритмов фазированных антенных решеток в схеме прямой и обратной GPS- радиоинтерферометрии. Проведена калибровка алгоритмов GPS-интерферометрии на Иркутском радаре некогерентного рассеяния. (ИЗФ СО РАН)
Создана широкоугольная (20о) система высокого временного разрешения (0,13 с) для обнаружения в реальном времени быстропеременных астрономических объектов - оптических вспышек гамма-всплесков, вспыхивающих и сверхновых звезд, околоземных тел естественного и искусственного происхождения. (САО, ИКИ РАН)


ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

Физика частиц и полей. Теория

Подтверждены свойства предсказанного в 1997 г. легчайшего члена экзотического антидекуплета барионов - пентакварка ?+ . Резонансы с квантовыми числами ?+ наблюдались в экспериментах SPRING (Япония), DIANA (ИТЭФ, Москва), CLAS (JLAB, США) и др. Масса этого бариона оказалась равной 1539?2 МэВ, а ширина ?<20 МэВ. Свойства пятикварковых состояний изучены в пределе большого числа цветов в квантовой хромодинамике. Показано, что в этом пределе экзотические состояния имеют эквидистантный спектр. (ПИЯФ РАН)
В моделях киральных топологических солитонов рассчитаны спектры экзотических барионных состояний, которые помимо трёх валентных кварков содержат по меньшей мере одну пару кварк?антикварк. Предсказанное состояние со странностью ?2 и изоспином 3/2, принадлежащее антидекуплету барионов, обнаружено в эксперименте NA49 ЦЕРН, причём масса этого состояния оказалась близкой к предсказанному значению. Предсказан ряд других необычных резонансов, в том числе с изоспином 5/2 и странностью 0. (ИЯИ РАН)
Интерес к N=4 суперсимметричной теории Янга-Миллса обусловлен открытием её соответствия с гравитацией. Обобщение уравнений Докшицера?Грибова?Липатова?Альтарелли?Паризи (ДГЛАП) и Балицкого?Фадина?Кураева?Липатова (БФКЛ) на суперсимметричный случай позволяет понять различные аспекты квантовой хромодинамики и возможное появление интегрируемости модели. Вычислены ядро уравнения БФКЛ в следующем после лидирующего порядке в различных суперсимметричных теориях и матрица аномальных размерностей операторов Вильсона твиста 2 для рассеяния вперед. Установлено, что универсальная аномальная размерность может быть получена из собственного значения ядра уравнения БФКЛ. Эта связь служит указанием на интегрируемость уравнения ДГЛАП. (ПИЯФ РАН, ОИЯИ)
Произведено квазиклассическое вычисление экспоненты подавления процессов с изменением топологического числа при столкновении частиц высоких энергий. В Стандартной модели такие процессы сопровождаются нарушением барионного и лептонного чисел. Разработаны численные методы вычисления амплитуд таких процессов. Показано, что процессы нарушения барионного и лептонного чисел остаются экспоненциально подавленными по крайней мере до энергий порядка 250 ТэВ. (ИЯИ РАН)
Проанализированы кварковые распределения, полученные коллаборациями SMC и HERMES. Показано, что в то время как результаты SMC для поляризованных кварковых распределений находятся в хорошем согласии с правилом сумм Бьёркена,

соответствующие результаты коллаборации HERMES находятся в сильном противоречии с этим правилом сумм. Указаны возможные причины этого противоречия и способы улучшения анализа асимметрий, измеренных в полуинклюзивных экспериментах.
Исследован эффект качественного изменения спектра адронов с точки зрения конечных состояний чармония в плотной и горячей материи, показано, что эффект Мотта для D-мезонов приводит к критическому усилению диссоциации J/?. Изучено аномальное подавление J/? в эксперименте NA50 и роль эффекта Мотта в кинетике тяжелых ароматов для будущих экспериментов на LHC. (ОИЯИ)
Показано, что в сильных магнитных полях, превышающих швингеровское критическое значение Гаусс, что характерно для магнетаров, нелинейные эффекты поляризации вакуума становятся существенными не только в жестком гамма-диапазоне с энергией кванта свыше 1 МэB, но и для более мягких фотонов в радио-, оптическом и рентгеновском диапазонах, причем на них распространено действие эффекта захвата фотона магнитным полем. Установлено, что для одной из поляризационных мод показатель преломления неограниченно растет с полем, а для другой выходит на насыщение. (ФИАН)

Физика частиц и полей. Эксперимент

На накопителе ВЭПП-2М с детектором КМД-2 выполнялись прецизионные измерения сечения процесса e+e?????? и e+e??4?, проводимые в рамках совместных международных работ по изучению аномального магнитного момента мюона. Итоговый результат сравнения теории и эксперимента сегодня может быть сформулирован таким образом: измеренное значение аномального магнитного момента мюона весьма мало отличается от предсказания Стандартной Модели (на 2?2.5 стандартных отклонения), что накладывает серьезные ограничения на свойства новых, пока необнаруженных взаимодействий.
В эксперименте с детектором СНД на е+е-коллайдере ВЭПП-2М проводился поиск процесса ???+?-?0. Модели нарушения изоспиновой симметрии предсказывают, что этот переход идет за счет механизма ?-?-смешивания ?????+?-?0. Измеренная вероятность процесса B(??3?=(1,01?0,360,54?0,34)?10-4 согласуется с предсказанием модели ?-? ? смешивания в пределах ошибок измерений. Полученный результат имеет важное значение при изучении изотопической инвариантности сильных взаимодействий. (ИЯФ СО РАН)
На установке ИСТРА+ завершено исследование распада K???-?0?0 на полной статистике (252 тыс. событий). Измерены параметры Вайнберга распада: g,h,k. Результаты эксперимента значительно превосходят по точности все предыдущие и особенно актуальны в свете новых расчётов распадов K>3? в киральной пертурбативной теории. В этом же эксперименте получены результаты по изучению распада K??e-??0 на статистике 550 тыс. событий, что превышает мировую статистику. Измерен наклон векторного формфактора f+?(q2) ?+=0,0286? 0,0008(стат.)?0,0006(сист.), точность измерения является лучшей в мире. (ИФВЭ, ИЯИ РАН)
На установке КМН по поиску зарядовой асимметрии параметров наклона графика Далитца для распадов К±®p?p0p0, установлено, что параметр асимметрии не превышает 2?10-3, что является наиболее сильным ограничением на данную величину. (ИФВЭ)
В исследовании процессов образования экзотических мезонных состояний на установке ВЕС помимо ранее обнаруженного состояния с массой 1,7 ГэВ с экзотическими квантовыми числами, запрещенными для системы кварк-антикварк, наблюдался и изучен новый процесс ?-p>?'?0n с преобладанием состояний с неэкзотическими квантовыми числами JPC=2++. Результат свидетельствует о гибридной природе состояния с массой 1,7 ГэВ. (ИФВЭ)
При анализе снимков ксеноновой пузырьковой камеры ДИАНА и больших пузырьковых камер в спектре эффективных масс системы странного K0_мезона и протона (K0p), образованной в реакции К+ +Xe?K0p и нейтринных и антинейтринных взаимодействиях на ядрах, обнаружены узкие резонансы с массами, соответственно, М=(1539?2) МэВ (ширина Г<9 МэВ со статистической значимостью более 4-х стандартных ошибок) и М=(1533?5)МэВ, что указывает на возможность существования системы из пяти кварков , экзотического пятикваркового ?+-бариона-пентакварка. Существование пентакварка, являющегося представителем нового класса частиц, можно считать установленным. (ИТЭФ)
В эксперименте NA48/1 (ЦЕРН) обнаружен новый распад KS ??0e+e- ,основанный на анализе 4,2?1010 событий. Это измерение позволило оценить параметр |aS|, входящий в феноменологическое выражение для интерференции прямой и непрямой CP-нарушающих компонент в данном распаде. С учетом найденного значения |aS | это подтверждает доминирование нарушающей компоненты в механизме распада KL??0e+e-. (ОИЯИ)
В эксперименте NA50 (ЦЕРН) по поиску эффектов образования кварк-глюонной плазмы, проведено детальное исследование зависимости рождения J/? от величины поперечного импульса в протон-ядерных и ядро-ядерных столкновениях. Найдено, что для центральных столкновений ядер свинца выход J/? подавлен более сильно по сравнению с ожидаемым при всех значениях поперечного импульса, что даёт основание говорить о появлении нового механизма процесса при большом сжатии ядер, возможно связанным с образованием кварк-глюонной плазмы. (ИЯИ РАН)
В эксперименте BELLE на коллайдере KEKB впервые обнаружен редкий радиационный распад B????. Измерение относительной вероятности и исследование адронной динамики в этом распаде важно для построения новых моделей, описывающих распад В-мезонов. (ИТЭФ)
В эксперименте ZEUS (DESY) при изучении инклюзивного рождения ?-мезонов впервые удалось подтвердить наличие морских странных кварков в протоне. (НИИЯФ МГУ)
На установке HERA-B завершен набор данных (около 370 миллионов событий), получаемых при взаимодействии протонов с энергией 920 ГэВ с ядрами. Реконструировано 300 тысяч событий с рождением J/? мезонов. Получены предварительные данные по рождению и различным дифференциальным характеристикам очарованных мезонов, J/? и ?', ? мезонов. Проведен анализ данных по поиску распада D0>?+?-. Полученный верхний предел на вероятность этого распада, нарушающего сохранение аромата в нейтральных токах, в настоящее время является лучшим в мире. (ИТЭФ)
На ускорителе COSY (Юлих, Германия) впервые исследована реакция рождения каон-антикаонной пары на протоне с образованием дейтрона и определено полное сечение этой реакции вблизи порога. Одновременный анализ угловых и массовых распределений для конечных частиц показал, что два каона преимущественно рождаются в s-волне, что соответствует p-волне между дейтроном и каонной системой. Полученные данные интерпретируются как наблюдение скалярного мезона a0+(980). (ИЯИ РАН)
В рамках международного проекта "Борексино" проведены фоновые измерения на прототипе - сцинтилляционном спектрометре CTF, в результате которых получены новые ограничения на эффекты за рамками Стандартной модели: время жизни нуклона -- ?(n?inv)>1.8?1025лет, ?(p?inv)> 1.1?1026 лет; магнитный момент солнечных pp- и 7Be-нейтрино -- (5.5?10-10)µB; время жизни нейтрино относительно распада vН?vL+? -- ?cm/mv?1.5?103 c?эB-1.
Завершен эксперимент по исследованию двойного бета-распада германия-76, проведенный в рамках коллаборации Москва - Гейдельберг. Выполнен полный анализ полученных данных. Получено лучшее ограничение на период безнейтринного двойного бета-распада - T1/2 ?1,55 ?1025 лет (90% C.L.). (РНЦ КИ)

Физика атомного ядра

Продолжались эксперименты по синтезу элементов с Z=115 и Z=113. При облучении мишени из 243Am ионами 48Ca зарегистрировано два типа цепочек распадов, состоявших из четырех и пяти последовательных ?-распадов и завершавшихся спонтанным делением. Определены энергии и периоды полураспадов девяти новых изотопов. Свойства распада этих ядер указывают на последовательные ?-распады нуклидов, являющихся дочерними продуктами распада изотопов элементов 115 и 113.
На реакторе ИБР-2 проведен эксперимент по объяснению природы эффекта нарушения пространственной четности при взаимодействии поляризованных тепловых нейтронов с ядрами свинца. Было показано, что нарушающий пространственную четность эффект вращения спина нейтрона обусловлен наличием p-резонанса у изотопа 207Pb, а не у изотопа 204Pb, как было обнаружено в предшествующих, по-видимому, ошибочных работах. (ОИЯИ)
Завершены измерения основных характеристик мюонного катализа в дейтерий-тритиевых смесях в зависимости: от плотности (?=0.2?0.9 LHD), температуры (T=20?800 K) и концентрации трития (Сt=17?70 %). Получены результаты зависимости скорости цикла ?с от температуры смеси и концентрации трития. (РФЯЦ, ВНИИЭФ, ОИЯИ)
В эксперименте ФЕНИКС на коллайдере RHIC получены первые данные по выходам заряженных частиц и ?0-мезонов c большими поперечными импульсами в столкновениях ядер дейтерия и золота при энергии в системе центра масс 200 ГэВ. Результаты кардинально отличаются от аналогичных данных в Au + Au-столкновениях, что подтверждает гипотезу о том, что подавление выходов частиц с большими поперечными импульсами, обнаруженное ранее по выходу ?0 при Au + Au- взаимодействиях, связано с образованием кварк-глюонной фазы состояния материи. (ИФВЭ, РНЦ КИ)
Выполнен анализ экспериментальных данных по рождению фотонов в столкновениях ядер свинца при энергии пучка 158 ГэВ/нуклон (энергия в системе центра масс =17 ГэВ на пару нуклонов), полученных в международном эксперименте WA98 в ЦЕРН с помощью электромагнитного калориметра LEDA (РНЦ КИ), состоящего из 10080 детекторных каналов. Обнаружено электромагнитное излучение в столкновениях ядер сверхвысоких энергий - выделены прямые фотоны в центральных столкновениях Pb+Pb при энергии пучка 158 ГэВ/нуклон. Измерен энергетический спектр прямых фотонов, что позволило оценить начальную температуру горячего сгустка, которая составила более 250 МэВ. Впервые в мире измерены бозе-эйнштейновские корреляции прямых фотонов - в этих же центральных взаимодействиях. Оценены пространственно-временные размеры горячего сгустка, корреляционный радиус которого составил ? 5.5 фм. По амплитуде корреляционной функции найдены выходы прямых фотонов в области малых поперечных импульсов, недоступной для измерения статистическим методом. (РНЦ КИ)
Измерения, выполненные на поляризованных пучках в синхрофазотроне ОИЯИ с энергией до 9 ГэВ, подтвердили наличие больших D-волновых эффектов при фpaгментации тензорно-поляризованных дейтронов в кумулятивные пионы. Из результатов следует, что спиновая зависимость рождения пионов на скоррелированной нуклонной паре определяется в основном структурой мезонного облака. (ОИЯИ)
На пучке меченых поляризованных фотонов с энергией 650-1500 МэВ в рамках коллаборации ГРААЛЬ (Гренобль, Франция) исследовано двойное фоторождение нейтральных пионов на протоне. Измерены дифференциальные и полные парциальные сечения для этого процесса и асимметрия от пучка с линейной поляризацией фотонов. Впервые установлено существование резонанса в полном сечении этого процесса при энергии выше 1 ГэВ, который интерпретируется как селективное возбуждение Р11 и D13 нуклонных резонансов. (ИЯИ РАН)
В совместном российско-японском эксперименте на синхроциклотроне ПИЯФ РАН исследовалась поляризация вторичных протонов от реакции (p,2p) с протонами S-оболочек ядер 6Li, 12C, и 40Ca, обладающих различной ядерной плотностью в эффективной области pp-взаимодействия в ядре. Исследовалась также зависимость поляризации в реакции (p,2p) с S - протонами ядра 12С от величины переданного ядру импульса. Измеренные значения поляризации в обоих каналах спектрометра оказались меньше значений поляризации в свободном pp-рассеянии. Причем величина этой разницы зависит от ядерной плотности и не зависит от кинематических условий эксперимента, что указывает на модификацию матрицы протон-протонного рассеяния в ядерной среде. (ПИЯФ РАН)
Завершена обработка совместного (Дубна?Карлсруэ) эксперимента по измерению сечения нейтронного захвата при энергиях нейтронов, характерных для звездных условий, на радиоактивном изотопе 147Pm, представляющем важную точку ветвления на пути s-процесса. С использованием новых данных проведен анализ ветвления s-процесса при А=147/148, получена оценка плотности нейтронов на стадии импульсного слоевого горения гелия в красных гигантах малых масс (ОИЯИ).
В эксперименте на ускорителе тяжелых ионов (Дармштадт, Германия) ключевым элементом экспериментальной установки является детектор отдачи протонов "ИКАР", разработанный в ПИЯФ РАН. В эксперименте измерены в инверсной кинематике сечения малоуглового упругого рассеяния протонов с энергией 0.7 ГэВ на ядрах 6Li, 8Li, 9Li, 11Li. Показано, что ядра 6Li, 8Li, и 9Li имеют близкие значения средне-квадратичных радиусов ядерной материи: Rm=2,4?2,5 фм, в то время как радиус ядра 11Li больше: Rm3,4 фм. Это свидетельствует о том, что ядро 11Li состоит из ядерного кора с радиусом Rc=2,5 фм и нейтронного гало с радиусом Rh6,0 фм. (ПИЯФ РАН)
В эксперименте NA50 на ускорителе SPS (ЦЕРН) закончена обработка данных по испусканию одного и двух нейтронов при ультра-периферическом взаимодействии ядер свинца с различными ядрами (Pb, Sn, Cu, Al, C) при энергии 30 ГэВ на нуклон. Измеренные сечения процесса с испусканием одного нейтрона хорошо согласуются с теоретическими расчетами электромагнитной диссоциации ядер, однако для испускания двух нейтронов теория даёт существенно меньшие значения. Проведены измерения на пучке ядер индия при энергии 158 ГэВ на нуклон. Впервые наблюдалось множественное испускание высокоэнергичных квазимонохроматичных нейтронов от одного до четырех в одном акте взаимодействия. (ИЯИ РАН)

Физика космических лучей и нейтринная астрофизика

Анализ совокупности данных, полученных в крупных подземных экспериментах по изучению потока нейтрино от Солнца (Хлор-аргоновый эксперимент, SAGE, GALLEX, SuperKamiokande, SNO) и от реакторов (KamLAND), привел к выводу о существовании эффекта нейтринных осцилляций, что, с учетом влияния вещества Солнца на вероятность перехода электронных нейтрино в нейтрино другого типа (эффект Михеева?Смирнова?Вольфенстейна), решило многолетнюю проблему дефицита солнечных нейтрино. (ИЯИ РАН)
На Байкальском глубоководном нейтринном телескопе НТ-200 получено новое ограничение на интенсивность природного диффузного потока нейтрино, которое в диапазоне энергий от 10-104 ТэВ составляет E2.F(nu)<1.3.10-6 см-2с-1ср-1ГэВ для величины суммарного потока нейтрино всех типов и находится в области теоретически предсказываемых значений. Получено наиболее сильное ограничение на поток электронных антинейтрино в области резонанса с энергией E=6.3.106 ГэВ, которое составляет F(nu)<5.6.10-20 см-2c-1ср-1ГэВ-1. (ИЯИ РАН, НИИЯФ МГУ, НИИПФ ИГУ)
Закончена обработка экспериментальных данных, полученных в первом (2000-2001 гг.) антарктическом стратосферном полете спектрометра АТИК. Построены энергетические спектры семи основных групп ядер первичных космических лучей от протонов до железа в области энергий от 100 ГэВ до 100 ТэВ. (НИИЯФ МГУ)
На установке "Ковер" Баксанской нейтринной обсерватории в эксперименте по изучению влияния электрического поля атмосферы в периоды гроз на интенсивность вторичных космических лучей получены данные, которые могут быть интерпретированы как проявление убегающих электронов, ускоренных в гораздо более сильном поле противоположного знака вблизи облачного слоя. Это первое прямое экспериментальное указание на то, что предсказываемые теорией убегающие электроны реально существуют. (ИЯИ РАН)
Анализ направлений прихода космических лучей, зарегистрированных Якутской установкой ШАЛ, обнаруживает значимую (больше ) анизотропию в интервале энергии (1-2).1019 эВ, характеризуемую избыточным потоком частиц, максимум которого находится в области небесной сферы с координатами 1.7h<?<3.7h; 45?<?<60?. Такой характер анизотропии ожидается, если вклад внегалактических источников в наблюдаемый поток космических лучей возрастает с ростом энергии Е и становится преобладающим при E>1019 эВ над вкладом галактических источников. (ИКФИА СО РАН)
В рамках разработанного сценария двухэтапного коллапса железных ядер массивных звезд предложена интерпретация событий, наблюдавшихся 23 февраля 1987 года в подземном сцинтилляционном детекторе LSD за 4.7 часа до регистрации нейтрино от сверхновой SN1987A детекторами IMB, Kamiokande и БПСТ (Баксанский подземный сцинциляционный телескоп), как эффекта, инициированного потоком электронных нейтрино, испускаемых на первой стадии коллапса. (ИЯИ РАН, ИТЭФ)
Полученный на установке МГУ ШАЛ спектр по числу мюонов с энергией >10 ГэВ совместно со спектром по числу электронов позволил установить ограничения на представленность различных групп ядер в первичных космических лучах до и после излома (при ˜3.1015 эВ) в рамках модели адронных взаимодействий QGSJET. Показано, что диффузионная модель позволяет воспроизвести не только спектры отдельных групп ядер, полученные на установке KASCADE, но и энергетический спектр всех частиц в диапазоне 1014-1018 эВ.
Во время серии крупных вспышек на Солнце в конце октября - ноябре 2003 года на спутнике КОРОНАС-Ф получена уникальная информация о солнечных нейтронах, ?-излучении с энергией до 100 МэВ, электронах с энергией до 12 МэВ, протонах с энергией до 300 МэВ, а также о вариациях потока и спектра частиц в радиационных поясах Земли. (НИИЯФ МГУ)
При исследовании ускорения космических лучей на фронте ударной волны, порожденной взрывом сверхновой, показано, что максимальная энергия ускоренных частиц сильно зависит от скорости ударной волны и может достигать 1017 Z эВ в молодых сверхновых и падать до 1010 Z эВ в конце стадии Седова эволюции остатка сверхновой (Z - заряд ускоряемого иона). Форма усредненного энергетического спектра космических лучей, инжектированных из остатков сверхновых в межзвездную среду, близка к E-2. (ИЗМИРАН)
Показано, что измерения распределения поверхностной яркости по видимому диску остатка сверхновой SN 1006, выполненные в рентгеновском диапазоне (2-10 КэВ) космической обсерваторией Chandra, полностью согласуются с предсказаниями нелинейной теории ускорения космических лучей в остатках сверхновых. (ИКФИА СО РАН)

Физика и техника ускорителей и других ядерно-физических установок

В сотрудничестве с китайскими коллегами были спроектированы и построены установки электронного охлаждения на 35 кВ и 300 кВ (ЭХ-35 и ЭХ-300, соответственно) для комплекса ускорителей тяжелых ионов в Ланчжоу. В 2003 году установка ЭХ-35 была собрана и испытана в Китае, а установка ЭХ-300 прошла испытания в ИЯФ и выслана в Китай. Установка ЭХ3-300, работающая при токе 3 ампера, включила в себя много новых решений, разработанных в ИЯФ СО РАН, и не имеет аналогов в мире.
По контракту с Центром СИ BESSY-2 спроектирован, изготовлен и успешно испытан сверхпроводящий поворотный магнит с максимальным полем 9.35 Тесла и радиусом поворота порядка метра. Поворотный магнит с такими параметрами изготовлен впервые в мире и является крупным шагом вперёд на пути создания компактных магнитов с предельно высокими полями для источников синхротронного излучения. (ИЯФ СО РАН)
Впервые суммарная продолжительность работы базовых установок (нуклотрона, циклотронов У-400 и У-400М, фазотрона и реактора ИБР-2) превысила 14 000 часов. На нуклотроне впервые с помощью модернизированного криогенного ионизатора "Крион-2" обеспечена инжекция и ускорение пучков высокозарядных ионов (Ar16+ и Fe24+) с высокой интенсивностью. Стабильная и эффективная работа ионных источников с пучком ионов 48Са при рекордно низком расходе этого дорогостоящего изотопа (0.8 мг/час) обеспечила 5250 часов работы циклотрона У-400 для успешного синтеза 115 элемента. Около 30% работы фазотрона было направлено на лечение онкологических больных (98 чел. за год). (ОИЯИ)
Плановое время работы ускорителя У-70 в двух сеансах составило 2024 часа с интенсивность до 1,65·1013 прот/цикл. Впервые в рабочем режиме реализован медленный вывод высокоинтенсивного пучка на установку ФОДС-2, что позволило создать уникальный пучок поляризованных протонов с энергией 40 ГэВ. Смонтировано "теплое" электрофизическое оборудование на канале сепарированных К-мезонов и пусковые работы на канале запланированы на 2004 год. Осуществлен физический пуск элементов нового линейного ускорителя - инжектора бустера на энергию 30 МэВ (УРАЛ-30М) и получен коэффициент прохождения пучка близкий к 100% в цепочке: ионная пушка-согласующий канал-секция С1-секция С2. (ИФВЭ)
Ускорительный комплекс ТВН ИТЭФ отработал 4050 час. В бустерном синхротроне УК увеличена энергия ускоренных ионов С4+ до 370 МэВ/а.е.м. В накопительном кольце У-10 достигнута интенсивность накопленного пучка ядер углерода >1010 частиц, превышающая интенсивность инжектируемого пучка более чем в 40 раз. В Центре ПЛТ 91 онкологический больной получил курс лучевой терапии. На сегодняшний день в Центре прошли облучение 3642 больных. (ИТЭФ)
Общая продолжительность работы ускорителя Московской мезонной фабрики составила 2400 часов для обеспечения физической программы, комплекса протонной терапии и производства радиоизотопов для медицины. Достигнута эффективность работы ускорителя свыше 95% за рабочую смену при интенсивности пучка 100 мкА. На стенде получена рекордная интенсивность пучка поляризованных ионов Н- 3.8 мА в импульсе при длительности 180 мкс и частоте следования 5 Гц. Выполнены первые измерения на нейтронном времяпролётном спектрометре РАДЭКС: измерены потоки быстрых и промежуточных нейтронов в интервале энергии от 1 кэВ до 2 МэВ на 50-метровой пролетной базе и спектры гамма-излучения с энергией до 1.5 МэВ. (ИЯИ РАН)


Новая аппаратура и методики, использование методов
ядерной физики в других областях науки и технологий

Обнаружено явление задержки мартенситных превращений в сплаве Cu-Al-Ni в процессе его облучения нейтронами реактора, а также устойчивое уменьшение температур мартенситных переходов с нарастанием флюенса нейтронов. Данные свидетельствуют о разупорядочении кристаллической структуры сплава и нарушении когерентности межфазных границ при облучении. Данные могут быть использованы для прогнозирования работы устройств из материалов с памятью формы в нейтронных полях. (ПИЯФ РАН)
На модернизированной установке ГОЛ-3 достигнут существенный прогресс в увеличении времени удержания плазмы при высокой ионной температуре. При плотности плазмы (1-3)1021м-3 найдены условия, при которых плазма оставалась макроскопически устойчивой, а полученное время жизни плазмы (порядка 1 мс) соответствовало расчетному для многопробочной ловушки в условиях эксперимента. Высокая ионная температура (больше 1 кэВ) является следствием быстрого коллективного нагрева ионов при инжекции мощного электронного пучка в гофрированную ловушку (ИЯФ СО РАН).
Проведены эксперименты по исследованию одной из физических схем газодинамического термоядерного синтеза, в котором обжатие и нагрев термоядерной мишени осуществляется с помощью заряда химического взрывчатого вещества. В экспериментах 2.5 мг дейтериево-тритиевой смеси (DТ) сжималось до плотности ??100г/см3 и было нагрето до температуры Т?0.35 кэв. Полная энергия, переданная (DТ) газу от заряда химической взрывчатки, составила ˜ 100 кдж, а достигнутый нейтронный выход ?2?1013 н. Для такой массы (DТ) смеси полученные параметры инерциального синтеза в настоящее время являются рекордными. (РФЯЦ ВНИИЭФ)
В рамках проблемы "Физика очага землетрясений и физика разрушения горных пород" на экспериментальном комплексе СКАТ-ТКОС реактора ИБР-2 проведены измерения структуры, текстуры, а также упругих, деформационных и тепловых свойств поликристаллического кварцита при одновременном воздействии деформирующего усилия и температуры до 620?С. Впервые проведено комплексное исследование пород с разных глубин литосферы. Установлено, что основным фактором, контролирующим анизотропию упругих свойств оливиносодержащих мантийных пород при высоких всесторонних давлениях (выше 200 МПа), является кристаллографическая текстура оливина (ОИЯИ)
Пространственно-когерентные свойства Х-пинча как источника рентгеновского излучения в области длин волн 2-5+A применены для получения рентгеновских изображений слабопоглощающих биологических объектов с использованием методов фазового контраста. Получены изображения ряда биологических объектов. Выполнены первые эксперименты по радиографии объектов с использованием излучения в жесткой области спектра (с длинами волн короче 1 A). (ФИАН)
Расширен диапазон исследованных термодинамических и кинематических свойств ударно-сжатого жидких аргона и ксенона в мегабарной области давлений с применением полусферического криогенного устройства. На прямой ударной волне измерены плотность жидкого аргона ? 4.4 г/см3 и температура 23200 К при давлении ударного сжатия 126 ГПа. В отраженной ударной волне достигнута плотность сжатого жидкого аргона 6,4 г/см3 при давлении ? 300 ГПа. Измерена плотность жидкого ксенона 11 г/см3 и температура 32000 К при давлении ударного сжатия 175 ГПа. Измерена температура ударного сжатия жидкого ксенона в области давлений до 95 ГПа на длине волны 430 нм, а в двух экспериментах при давлениях ˜ 95 ГПа и 175 ГПа с помощью высокоскоростного 4-х канального пирометра на длинах волн 406, 498, 550 и 600 нм. В отраженной ударной волне достигнута плотность ксенона 13.4 г/см3 при давлении ударного сжатия Р=340 Гпа. (РФЯЦ ВНИИЭФ)



ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

?Академик-секретарь Отделения академик Е.П.Велихов?

Теория информации,
научные основы информационно-вычислительных систем и сетей,
системный анализ

Подготовлена промышленная версия компилятора языка С, обеспечивающего генерацию эффективного кода для цифрового процессора обработки сигналов с широким командным словом. В составе компилятора реализован оптимизирующий постпроцессор, который обеспечивает распараллеливание ассемблерного кода при помощи перебора планов выполнения по методу динамического программирования. (НИИСИ РАН)
Разработана системная методика построения математических моделей оптимизации развития мультимодальных транспортных сетей, учитывающая поведенческие, организационные, экономические и технологические факторы. На ее основе построена экспериментальная модель для анализа и прогнозирования развития сети межгородских автомобильных магистралей РФ, использованная при оценке эффективности инвестиционных проектов реконструкции автомобильных магистралей. (ИСА РАН)
Исследованы с общих позиций оптимальные необратимые процессы в термодинамических и микроэкономических системах. Найдены оценки минимальных затрат энергии для процессов разделения заданной производительности, обобщены на микроэкономические системы соотношения термодинамики необратимых процессов: условия взаимности Онзагера и принцип минимальной диссипации Пригожина для стационарного состояния открытых систем. (ИПС РАН)
Получена асимптотическая верхняя граница для скорости кодов, свободных от перекрытий. Эта граница улучшает известные оценки скорости таких кодов. Для защиты от несанкционированного копирования построены коды с простым алгоритмом идентификации. Метод построения таких кодов позволил существенно улучшить известные результаты для кодов с "цифровыми водяными знаками". (ИППИ РАН)
Проведена разработка экспериментального программного комплекса обнаружения лиц на изображениях с целью включения ЦПТ РАН в состав участников проекта компании Хьюлетт?Паккард по созданию систем организации, хранения и поиска фотоизображений в фотоколлекциях. (ЦПТ РАН)
Предложен новый класс статистических критериев, эффективность которых при тестировании генераторов случайных чисел на несколько порядков выше, чем у лучших известных алгоритмов. Результат сравним с мировым. (ИВТ СО РАН).

Искусственный интеллект, системы распознавания образов,
системы принятия решений при многих критериях

Разработаны методы и алгоритмы оценивания параметров нелинейных моделей систем формирования изображений по малому числу наблюдений. Задача решается на основе сформулированного в ИСОИ РАН принципа согласованности оценок. Предложены методы решения ряда задач оптимизации, основанные на использовании генетических алгоритмов. Разработаны параллельные алгоритмы, ориентированные на использование высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных систем. (ИСОИ РАН)


Разработана методика сравнительной оценки алгоритмов выделения границ, реализованная в системе PICASSO и основанная на использовании специального набора искусственно синтезированных тестовых изображений. Предложена 2D-классификация основных типов границ, которые представлены в наборе тестов, сгенерированных с помощью специального редактора изображений, являющегося частью системы PICASSO. Протестировано 6 детекторов границ. Исследованы глобальные методы обработки изображений. (НИИСИ РАН)
Разработан комплекс моделей для имитации атак, объединенных в многоуровневой формальной модели представительного множества атак. Описание проведено в терминах семейства взаимодействующих грамматик, связанных операцией подстановки в грамматиках. Модель позволяет описывать формально большое разнообразие распределенных атак на различных уровнях детальности. Реализован программный прототип системы и проведено его исследование. (СПИИ РАН)
Разработаны основные положения теории метрических пространств множеств и мультимножеств с мерой. Предложены новые виды метрик между измеримыми множествами и мультимножествами, исследованы их особенности и свойства. Введены новые понятия сходимости последовательностей измеримых множеств и мультимножеств почти всюду, по мере, по метрике на пространствах с полной мерой. Рассмотрены метрические и топологические свойства этих пространств. Предложены методы решения задач классификации и упорядочения объектов, которые могут существовать в нескольких "копиях" с отличающимися значениями количественных и качественных признаков. (ИСА РАН)
Создан исследовательский прототип системы, предназначенный для изучения возможностей преодоления проблемы смысловой неадекватности на основе введения в интеллектуальные компьютерные системы Базы понятий, соотносящей слова как имена понятий с содержанием или сущностью этих понятий. (ИППИ РАН)
Разработаны логические и алгоритмические средства для анализа данных посредством интеллектуальных систем, реализующих машинное обучение в базах фактов позитивных и негативных прецедентов изучаемых эффектов. Логические средства реализованы в решателях задач посредством автоматизированных правдоподобных рассуждений, образованных комбинированием индукции, аналогии и абдукции (принятие гипотез о причинах изучаемых эффектов посредством объяснения начального состояния базы фактов). (ВИНИТИ)
Получено теоретическое описание формирования недавно обнаруженных регулярных структур в локально нагреваемой стекающей жидкой пленке. Использовался оригинальный метод частиц для несжимаемой жидкости, распространенный на случай вязкой теплопроводной жидкости с переменным поверхностным натяжением. Проведено численное моделирование конкретного эксперимента. Сравнение результатов показало хорошее качественное и количественное согласие. (ИВМ СО РАН)
На основе анализа целей решаемых задач построены деревья решений, позволяющие осуществлять выбор как конкретной парадигмы нейронной сети (персептрона, RBF-сети, сети метода динамических ядер, самоорганизующихся карт Кохонена), так и ее архитектуры (входных, выходных и промежуточных слоев, методов нормировки, кодирования и т.д.). (ЦИТП РАН)
Разработаны и исследованы качественно новые экономико-математические модели макроэкономической динамики национального дохода региона на основе учета взаимодействия спроса и предложения в рамках уравнения состояния непрерывной модели "вход-выход": модели, содержащие обратные связи в виде карлемановского сдвига временного аргумента; модели, содержащие обратные связи в виде функций Вольтерра; нелинейные математические модели динамики национального дохода. (ИИПРУ КБНЦ РАН)

Системы автоматизации, математические методы исследования сложных управляющих систем и процессов. CALS-технологии

Разработан адаптивный алгоритм поиска оптимального управления дискретной системой с новым типом регулятора в виде временного интервала. За счет этого регулятора достигается большая гибкость в настройке на решаемую задачу. Доказано свойство релаксационности алгоритма и предложен ряд его модификаций. С использованием разработанного алгоритма проведены расчеты оптимальной стратегии развития на модели региона. (ИПС РАН)
Разработаны теоретические и методологические основы информационной безопасности компьютерных систем общего назначения. Формализована модель этой системы, сформулирован критерий защищенности, разработаны модели целостности и конфиденциальности компьютерной системы. Выполнена оценка методов реализации на основе инфраструктуры операционных систем общего назначения. Модель защищенности, включающая в себя драйвер ядра и установочный модуль, реализована на базе операционной системы Windows NT. (ННГУ)
Разработано математическое и программное обеспечение для прогнозирования функционирования транспортных систем крупных городов, включающее модели оценки межрайонных корреспонденций, модального расщепления передвижений по видам транспорта, распределения корреспонденций по транспортному графу. Проведена калибровка модели по реальным данным для транспортной сети Московской агломерации (г. Москвы и ближайших пригородов). (ИСА РАН)
Предложен и разработан принципиально новый и эффективный метод ввода информации в мобильные устройства с помощью пространственных жестов руки, удерживающей мобильное устройство. Жесты "улавливаются" с помощью полупроводниковых инерциальных сенсоров, встроенных в мобильное устройство, и затем выделяются с помощью специальных алгоритмов обработки. Предлагаемый подход естественно дополняет традиционные методы ввода информации в мобильные вычислительные устройства (функциональные клавиши, перьевой - stylus - и голосовой ввод), значительно расширяет их функциональные возможности и является универсальным средством ввода информации. (ИППМ РАН)

Нейроинформатика и биоинформатика

Разработан метод перекодировки бинарных образов в представление в виде векторных нейронов, позволяющий преодолеть негативное влияние корреляций между исходными образами на объем нейросетевой памяти. Переход к векторно-нейронному представлению бинарных образов и использование разработанной ранее параметрической нейронной сети устраняют корреляции и дают экспоненциальное (по параметру перекодировки) увеличение объема ассоциативной памяти.
Разработан фазово-независимый вариант параметрической нейронной сети (ПНС). По объему памяти и помехоустойчивости фазово-независимая ПНС незначительно уступает наилучшим показателям, достигнутым для ПНС-архитектуры в общем случае, зато наиболее предпочтительна с точки зрения реализации ПНС в виде устройства.
Разработаны схемы и модели многоагентных Интернет-систем. Модели предполагают, что многоагентная система состоит из нескольких эволюционирующих подпопуляций агентов, распределенных на узлах Интернета. Разработаны схемы индивидуального обучения Интернет-агентов на основе нейронных сетей (обучение методом обратного распространения ошибки) и метод обучения с подкреплением (с использованием gradient-descent Sarsa-метода). Модели реализованы в виде компьютерных программ. (ИОНТ РАН)

Разработаны методики построения по результатам томографических исследований компьютерных биомоделей в STF формате для различных областей медицины и создана минерал-полимерная композиция для изготовления методом лазерной стереолитографии биосовместимых и биоактивных имплантантов со структурой, подобной структуре костной ткани. (ИПЛИТ РАН)
Найдены новые сигналы регуляции у бактерий и архей. С помощью разработанного алгоритма на суперкомпьютере МВС-1000М (в МСЦ РАН) впервые в мировой генетической науке найдены сигналы аттенюаторной регуляции у альфа- и бета-протеобактерий и даже у грам-положительных бактерий; предсказаны совершенно новые регуляторные системы, основанные на прямом взаимодействии малых молекул с регуляторными структурами РНК в бактериях и археях, которые подтверждены экспериментально.
Получены прямые данные о том, что паннексины действительно формируют щелевые контакты, являющиеся одним из наиболее распространенных механизмов межклеточных взаимодействий у человека и у других позвоночных. Впервые показано, что изолированные нейроны сохраняют способность к избирательному образованию электрических связей, подробно изучены условия, при которых такая избирательность поддерживается или пропадает. Выяснено, что внутринейронные инъекции синтетической мРНК, кодирующей один из паннексинов, специфично влияют на селективность образования электрических связей в нервной системе моллюска, что прямо подтверждает избирательность формирования электрических связей в зависимости от набора белков щелевых контактов. (ИППИ РАН)

Глобальные и интегрированные информационно-телекоммуникационные
системы и сети

Разработано и внедрено программное обеспечение городских (гражданских) компьютерных систем, включающее: систему мониторинга технического состояния городской компьютерной сети; подсистему предоставления услуг IP-телефонии; расчетно-статистическую и биллинговую систему Nadmin; подсистему управления Абонентом своими услугами; специализированную ГИС для компьютерной сети; подсистему поддержки хостинга сайтов абонентов системы телекоммуникаций "Ботик". (ИПС РАН)
Разработана архитектура распределенной системы организации научных расчетов на основе новой модели использования распределенных информационно-алгоритмических ресурсов (ИАР) посредством специальных агентов доступа к ИАР. (ИСА РАН)
Построены два новых алгоритма множественного доступа, не имеющие недостатков, свойственных ранее известным алгоритмам. Новые алгоритмы являются стабильными и отличными от алгоритма ALOHA. Пропускная способность первого из этих алгоритмов ограничена сверху величиной 0,256 пакетов на окно. Второй алгоритм более мощный, чем первый, может работать в канале с захватами и множественным приемом и имеет пропускную способность 0,2891 пакета при тех же условиях, что и первый алгоритм. Все результаты получены для случая пуассоновского входного трафика. (ИППИ РАН)
Создана модель полиномиальной нейронной сети с трёхслойной архитектурой, самонастраивающейся по обучающей базе данных, благодаря чему минимизируется число синаптических связей, необходимых для экономного описания и запоминания понятий и оптимальной классификации генетических данных. Предложенные сети эффективны в задачах распознавания речевых команд и морских объектов, а также прогнозирования градоопасности облаков по отраженным радиолокационным сигналам. (СПИИ РАН)


Архитектура, системные решения и программное обеспечение информационно-вычислительных комплексов новых поколений

Разработан комплекс инструментальных программных средств и методик создания интегрированных медицинских информационных систем ТЕХНОЛОГИЯ ИНТЕРИН, на базе которых реализован и успешно эксплуатируется ряд медицинских информационных систем крупных учреждений здравоохранения. (ИПС РАН)
Разработаны и апробированы новые методы оптимизаций двоичного кода для целевой архитектуры широкого командного слова, что позволяет реализовать новые идеи в области высокопроизводительных архитектур, обеспечивая полную совместимость с созданным программным обеспечением. При проведении цикла этих работ впервые в мировой практике были применены методы аппаратной поддержки технологии двоичной компиляции. (ИМВС РАН)
Предложены варианты реализации супер-ЭВМ на отечественной элементной базе, ориентированные на инженерные расчеты и моделирование трехмерных физических процессов. Выявлен представительный набор задач с регулярным распределением данных в памяти. В этих задачах проанализированы структуры потоков данных между компонентами иерархии памяти вычислительного узла и между вычислительными узлами. Предложена конструкция вычислительного узла на базе арифметического сопроцессора; параметры вычислительного узла оптимизированы на классе рассматриваемых задач при заданных технологических ограничениях. Оценена эффективность супер-ЭВМ на представительном наборе задач. (НИИСИ РАН)
Разработана компьютерная система, позволяющая пользователю создавать ситуативные базы данных для конкретной прикладной области и осуществляющая обработку ситуативной информации, создание ситуативной базы данных, автоматическую генерацию лексического словаря и первичной семантико-синтаксической информации. В ходе работ создана ситуативная база данных для голосового управления летательным объектом. (СПИИ РАН)
Разработана архитектура и система команд масштабируемого векторного процессора, входящего в состав мультиархитектурной вычислительной суперсистемы. Предложенная архитектура векторного процессора не имеет аналогов в мировой практике и позволяет достичь высокой эффективности при решении хорошо векторизуемых задач с большим удельным весом сложных векторных функций. В мультиархитектурной суперсистеме невекторизуемые или плохо векторизуемые задачи, или соответствующие фрагменты задач решаются в скалярной многопроцессорной подсистеме, тесно связанной с векторным процессором через общую полупроводниковую память. Масштабирование векторного процессора и скалярной подсистемы, иерархическое построение памяти обеспечивают, во-первых, хорошее согласование с алгоритмами широкого круга научно-технических задач, а во-вторых, эффективное использование высокочастотных современных и перспективных СБИС. (ИСА РАН)
Разработана архитектура высокопроизводительной информационно-вычислительной системы на новых принципах организации высокопараллельных вычислительных процессов. Представленная архитектура не имеет аналогов в мире и защищена патентом РФ. Создан макет данной архитектуры на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) фирмы АЛЬТЕРА, подтвердивший основные отличительные качества новой архитектуры. (ИПИ РАН)
Разработан, теоретически обоснован и экспериментально проверен метод структурно-процедурных вычислений в многопроцессорных вычислительных системах с массовым параллелизмом и программируемой архитектурой. (НИИ МВС ТРТУ)

Разработан и создан образец базового многопроцессорного модуля универсального суперкомпьютера с массовым параллелизмом. Базовый модуль является многопроцессорной вычислительной системой, аппаратно и программно совместимой с другими аналогичными базовыми модулями и с современными компьютерами. Это позволяет получить производительность разработанного суперкомпьютера на самом высоком современном мировом уровне в десятки и сотни терафлопс. Базовый модуль содержит 16 макропроцессоров, 64 элементарных процессора, имеет производительность 2,5?1010 опер/с при тактовой частоте 50 МГц, размещен на плате размером 250х330 мм2 и потребляет 30 Вт. Для создания модуля разработана и создана на основе ПЛИС-технологии макропроцессорная элементная база: макропроцессор, контроллер распределенной памяти и макрокоммутатор. (НИИ МВС ТРТУ)

Элементная база микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров. Материалы для микро- и наноэлектроники. Микросистемная техника. Твердотельная электроника

Исследована новая схемотехника на основе динамической КМОП-логики с восстановлением исходного состояния после прохождения волны обработки данных. В процессе исследований разработаны правила проектирования устройств микропроцессоров с применением новой схемотехники. (ИМВС РАН)
На основе метода молекулярно-лучевой эпитаксии GaAs на подложках с ориентацией {111}А решена проблема формирования планарных p-n переходов с использованием лишь одной легирующей примеси кремния (без использования второй электрически активной примеси). (ИСВЧПЭ РАН)
Исследованы фазовые переходы в системе кремний - имплантированный кислород. Предложен подход к решению задачи моделирования процесса ионного синтеза захороненных оксидных слоёв. Полученные результаты позволят оптимизировать технологические режимы SIMOX- процесса.
На основе открытых "сэндвич"-структур Si-SiO2-W с толщиной оксида порядка десятков нанометров, изготовлены макеты элементов матрицы энергонезависимой электрически перепрограммируемой памяти на самоформирующихся проводящих наноструктурах. Выявлено принципиальное различие в форме вольт-амперных характеристик для приборных структур на кремнии различного типа проводимости Полученные данные позволяют улучшить конструкцию элементов памяти данного типа. (ИМИ РАН)
Разработаны новые методы диагностики многокомпонентных газовых сред. На примере спектроскопической диагностики выхлопов авиационных двигателей продемонстрировано, что широкодиапазонный CO-лазер обладает существенно лучшими возможностями.
Разработаны новые методы модификации пористых материалов с применением сверхкритических сред и формирования и очистки пористых минерал-полимерных композитов с целью создания материалов для направленной регенерации костных тканей и имплантантов нового поколения. (ИПЛИТ РАН)
Впервые в отечественной практике созданы полностью автоматизированные установки плазмо-иммерсионной имплантации бора и фосфора для формирования сверхмелких р-п переходов с глубиной залегания от 100 до 10 нм и установка для плазмо-стимулированного осаждения сложных диэлектрических покрытий с эллипсометрическим контролем параметров осаждаемых слоев in situ и одновременным контролем состава плазмы методом оптической эмиссионной спектроскопии в диапазоне длин волн 400 - 820 нм.
Разработан томограф плазмы на основе эмиссионной спектроскопии, позволяющий проводить измерения 2D-распределения концентрации активных радикалов и ионов в плазмохимических реакторах микроэлектроники.
Впервые создан автономный источник ионов с радиально расходящимся пучком и распыляемой мишенью для осаждения пленок диэлектрических и композиционных материалов, включая магнитные. (ФТехнолИ РАН)

Опто-, радио- и акустоэлектроника, оптическая и СВЧ-связь

Разработана модель эффективного решения задач энергетики с использованием беспроводной передачи энергии на основе современных инфотелекоммуникационных систем. Работа направлена на комплексное исследование инженерных проблем создания энергетических систем, основанных на передаче энергии с помощью сфокусированных пучков электромагнитного излучения. (ЦИТП РАН)
Для мощных СВЧ-транзисторов на двухбарьерных двусторонне легированных Р-НЕМТ гетероструктурах разработаны: новая технология селективного травления гетероструктуры, позволившая почти на порядок увеличить однородность характеристик; операции формирования двойного заглубления затвора, позволяющие достичь рекордно высоких пробивных напряжений транзистора (до 30 В), что обеспечило реализацию с применением этой технологии высоких удельных мощностей (более 1 Вт/мм). (ИСВЧПЭ РАН)
Исследованы возможности создания плазмонных структур для формирования межслойных связей в нейропроцессорах, что позволило начать разработку и изготовление специальной измерительной аппаратуры - автоматизированной установки для исследования спектров поверхностного плазмонного резонанса, поляризационных и эллипсометрических характеристик наноструктур. (ИОНТ РАН)
Разработаны тонкопленочные лазеры с распределенной обратной связью. Изготовлен брэгговский резонатор с решеткой первого порядка на гетероструктурах InP/InGaAsP и GaAs/GaAlAs. Собран и тестирован одночастотный лазер, излучающий в диапазоне 1,5 мкм. (ИПЛИТ РАН)
Показано, что в асимметричной двойной квантовой яме возникает взаимодействие оптической и межподзонной ветвей 2D- плазменных колебаний, а также бесстолкновительное затухание оптических плазмонов при резонансе с межподзонным континуумом. При инверсии заселенностей подзон в области резонанса с межподзонным континуумом возможно усиление плазменных волн оптической ветви в диапазоне частот, определяемом плотностью 2D- электронного газа. Оценки проведены для 2D- газа на основе структуры AlGaAs/GaAs. (ИФП СО РАН)








ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ,
МАШИНОСТРОЕНИЯ, МЕХАНИКИ
И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ

?Академик-секретарь Отделения академик В.Е. Фортов?

Теплофизика

Развит новый статистический метод моделирования бинарной дисперсии и кластеризации инерционных частиц в однородной изотропной турбулентности. Метод основан на получении кинетического уравнения для двухточечной функции плотности вероятности (ФПВ) относительной скорости пары частиц. Он описывает аккумулирование частиц в результате их взаимодействия с турбулентными вихрями. На основе полученного кинетического уравнения для двухточечной ФПВ предложена статистическая модель столкновений и коагуляции частиц. Модель учитывает дополнительное увеличение ядра столкновений (коагуляции) за счет эффекта кластеризации.
Экспериментально исследована интенсификация теплообмена в закризисной зоне работы парогенерирующих труб путем нанесения на их поверхность сферических углублений. Опыты проведены при высоких (18 - 22 МПа) давлениях в условиях подъемного течения кипящей воды и пароводяной смеси. Впервые получено существенное повышение критических тепловых потоков (до 50%) и коэффициентов теплоотдачи (до 4-х кратного) при малом изменении гидравлического сопротивления. Данные по теплообмену обобщены единой расчетной формулой. Результаты представляют большой интерес для прямоточных котлов ТЭС и парогенераторов АЭС с позиций повышения их эксплуатационной надежности. (ИВТ РАН)
Создан электронный справочник ЭКСТРЕМТЕРМО по термодинамическим свойствам веществ при высоких плотностях энергии. Справочник интегрирует расчетные алгоритмы и численные данные разнообразных моделей среды вместе с большими объемами надежной экспериментальной информации. ЭКСТРЕМТЕРМО в равной степени обладает характеристиками банка данных и развитого пакета прикладных программ. (ИТЭС ОИВТ РАН)
Проведены исследования нестационарных режимов горения водородно-воздушных смесей в кумулирующих объёмах. На основе экспериментальных и расчетных данных изучена динамика зарождения и развития процесса взрыва в вершине конуса, приводящего к возникновению экстремально высоких давлений. Исследованы возможности химического подавления взрыва в условиях кумуляции в коническом объёме. Показано, что с помощью ингибитора, представляющего собой смесь пропана, бутана и пропилена, можно в 10 - 20 раз уменьшить максимальную величину давления. (ИТЭС ОИВТ РАН, ИСМАН)
Проведен параметрический численный анализ устойчивости ударной волны в термодинамически неидеальных средах с использованием модельных и реального уравнений состояния. Обнаружено, что при распаде ударной волны с образованием двухволновой структуры (ударная адиабата с изломом) или полной комбинированной волны (ударная адиабата с плавным перегибом) на замыкающей ударной волне может развиваться акустическая неустойчивость. Впервые получен и проанализирован распад ударной волны в области ее неоднозначного представления, перекрывающий на ударной адиабате участок абсолютной неустойчивости L > 1+2M. Показано, что возникающая распадная конфигурация состоит из ударной волны, волны разрежения и разделяющего их контактного разрыва. (ИТЭС ОИВТ РАН, ИАПр РАН)
Разработаны методики и программы расчета схем конверсионных ГТУ по газопаровым циклам с учетом специфики условий работы основного оборудования (турбокомпрессорной группы с "влажным" сжатием и регенеративного теплообменника с впрыском воды). Проведен параметрический анализ схем конверсионных ГТУ в характерном диапазоне параметров (?к = 6?25, То = 1000?1600 К, Nэ = 1?25 МВТ-э). Выбрана оптимальная схема газопаровой ГТУ на базе двигателя ТВЗ-117. Разработаны экспериментальные участки для проведения исследований газопаровых циклов на энергокомплексе ГТЭ-1500. (НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН)
Продолжены исследования гидродинамических и теплофизических процессов, лежащих в основе эффектов возбуждения колебаний давления в потоках несжимаемой жидкости и формирования волновых полей в продуктивных пластах, а также изучение механизма влияния различных факторов на процесс фильтрации в них при совмещении волнового, теплового и физико-химического воздействия. В результате установлена возможность достижения синергетического эффекта при совмещении различных методов воздействия и, что особенно важно - при совмещении с методами заводнения, с помощью которых добывается свыше 80 % нефти. Исследован механизм и определены условия максимального проявления синергетического эффекта. Тем самым открыта возможность коренного повышения нефтеотдачи пластов и энергосбережения.
Получены новые экспериментальные данные по пространственно-временной взаимосвязи гидродинамических и тепловых параметров в турбулентном потоке. Выполнены измерения и систематизированы экспериментальные данные по характеристикам турбулентности во внутренних дозвуковых течениях со стационарным и периодически изменяющимся градиентом давления. Выявлены закономерности корреляций локальных мгновенных гидродинамических и тепловых параметров в градиентных потоках. Полученные данные способствуют совершенствованию методов моделирования процессов в энергоустановках. (ОЭ КазНЦ РАН)

Атомная энергетика

Совместно с организациями Минатома России (Отраслевой центр по расчетным кодам, СПб Атомэнергопроект), федеральными научными центрами (ВНИИЭФ и РНЦ "Курчатовский Институт") при головной роли ИБРАЭ РАН разработан интегральный российский код РАТЕГ-СВЕЧА по анализу безопасности АЭС. Основу интегрального кода составляют программа РАТЕГ, разработанная во ВНИИЭФ и моделирующая теплогидравлические процессы, и программа СВЕЧА, разработанная в ИБРАЭ РАН, моделирующая раннюю стадию разрушения активной зоны реактора. Программа СВЕЧА включает комплекс моделей физико-химического взаимодействия материалов при разогреве активной зоны, вызванной потерей теплоносителя, модели стекания жидких компонентов и механического поведения оболочки ТВЭЛов, выхода продуктов деления. РАТЕГ-СВЕЧА используется для анализа безопасности Тяньваньской АЭС с реактором ВВЭР-1000. (ИБРАЭ РАН)
Разработан новый подход для численного моделирования процессов тепломассопереноса для анализа тяжелых аварий на АЭС, на основе которого созданы гидродинамические коды CONV2D и CONV3D, позволяющие анализировать процессы диффузии/конвекции с учетом плавления, в том числе бинарных смесей. Коды верифицированы на широкой базе экспериментальных данных. Разработаны модели формирования твердых структур на границе расплава реакторных материалов с учетом реальных фазовых диаграмм состояний, а также проведены численные расчеты по моделированию крупномасштабных экспериментов, проводимых в рамках международного проекта ОЭСР РАСПЛАВ-МАСКА по исследованию поведения прототипных материалов активной зоны на днище корпуса реактора и их
взаимодействий. Головным исполнителем проекта является ИПБЯЭ РНЦ "Курчатовский институт". Расчетно-теоретическое сопровождение экспериментальных исследований в проекте возложено на ИБРАЭ РАН.
Проведены исследования физических процессов, происходящих при повторном заливе реактора водой в условиях тяжелой аварии, разработана модель и компьютерные программы, включающие самосогласованное описание различных физических явлений. Работа проведена в тесном сотрудничестве с Исследовательским центром Карлсруэ (ФРГ, FZK, Karlsruhe). Развитая модель прошла тестирование на мелкомасштабных (один топливный стержень) экспериментах FZK. Экспериментальный цикл состоял из 28 модельных экспериментов, которые позволили всесторонне верифицировать модель и показали адекватность описания физических процессов. Дополнительно модель тестирована на крупномасштабных экспериментах FZK посредством описания физико-химического поведения центрального стержня в 20-твэльной сборке.
Для анализа безопасности захоронений долгоживущих радионуклидов в геологических формациях и, в частности, процессов их миграции в сильно неоднородных средах с полным и неполным влагонасыщением разработана новая математическая модель процессов переноса примесей в сильно неупорядоченных средах, обладающих фрактальными свойствами. Модель основана на новых эффективных численных методах решения одномерных и многомерных прямых задач дробной диффузии с дробными дисперсионными потоками и дробной производной по времени, а также использовании искусственных нейронных сетей для решения обратной задачи дробной диффузии при определении неизвестных параметров оператора дробной диффузии, характеризующих фундаментальные свойства среды захоронения, по данным натурных измерений, получаемых из трассерных экспериментов. (ИБРАЭ РАН)
Проведены исследования и конструкторские разработки по созданию перспективных блоков АЭС мощностью 1500 Мвт с числом оборотов ротора 3000 об./ мин. Определены возможности значительного увеличения размеров лопаток последних ступеней цилиндра низкого давления из титанового сплава, а также использование совмещенного цилиндра высокого и среднего давления с промежуточной сепарацией пара. Работа направлена на создание высокоэкономичной и надежной турбины большой мощности. (ВНИИАМ, ЛМЗ)
Предложена конструкция реакторной установки и технические решения по энергоблоку, обеспечивающие возможность создания конкурентоспособного быстрого натриевого реактора-размножителя для крупномасштабной ядерной энергетики, отвечающего требованиям высокой безопасности. Определены работы по совершенствованию активной зоны реактора типа БН-1800 и по созданию корпусного парогенератора с закритическими параметрами пара. (ФГУП ОКБ Машиностроения)
Разработаны критерии оценки эффективности, повышения безопасности АЭС на основе учёта удельной стоимости снижения риска. При этом учтены следующие виды риска: материальный, экономический, социальный и политический риск, а также снижение полного системного риска АЭС с ВВЭР. Разработаны методики для обоснования повышения безопасности и структурной надёжности АЭС с ВВЭР. Получена методика, позволяющая определять оптимальные параметры системы теплоснабжения от АЭС. Проведены исследования различных схем теплоснабжения с учетом удаленности теплоисточника, надежности и экологической безопасности теплоснабжения от АЭС. Выполнена оценка системной и социальной эффективности теплоснабжения от АЭС. (ОЭП СНЦ РАН)




Электрофизика

Получены новые данные по свойствам криогенной плазмы. Выполнено пионерское экспериментальное исследование неидеальной "пылевой" плазмы с температурой 5-10 K и обнаружены плазменно-пылевые объекты макроскопических размеров со свободной границей, характерные для фазовых переходов с образованием конденсированной фазы. Впервые для криогенной плазмы получены данные о зависимости частоты ионизации и скорости дрейфа электронов от поля в молекулярной жидкости в сильном электрическом поле. (ИВТ РАН)
Выполнено комплексное экспериментальное исследование динамики макрочастиц в плазме высокочастотного емкостного разряда и тлеющего разряда постоянного тока. Эксперименты в пылевой плазме тлеющего разряда проводились на земле и в условиях микрогравитации (орбитальный комплекс "Мир" и Международная космическая станция). Измерены парные корреляционные функции, температуры и коэффициенты диффузии макрочастиц в широком диапазоне параметров пылевой плазмы.
Выполнен комплекс расчетно-теоретических и экспериментальных исследований с целью моделирования воздействия внешних электромагнитных полей, создаваемых естественными (молнии) и искусственными (диверсионные устройства) источниками сильных нестационарных токов. На основе взрывомагнитного генератора создан мобильный имитатор токов молнии, испытанный на заземляющих опорах линий электропередач (ЛЭП) и молниеотводах. С помощью малогабаритного наносекундного генератора импульсных напряжений смоделированы условия несанкционированного внешнего воздействия на высоковольтные изоляторы мощной ЛЭП, исследована деградация изоляторов и их разрушение. (ИТЭС ОИВТ РАН)
Проведены исследования особых свойств электродинамических систем из материалов с отрицательными значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей. Исследованы эффекты отрицательного преломления, прохождения потоков энергии и особенности фокусировки. Рассмотрены источники в виде нитей электрического тока, расположенных вблизи фокусирующей пластины. Впервые экспериментально и теоретически получено изображение источников, расстояние между которыми существенно меньше длины волны. Таким образом, удалось на практике преодолеть ограничение на степень детализации изображения, известное как "дифракционный предел". Это в перспективе может стать основой технологического прорыва в микроэлектронике и в технологии производства фокусирующих систем, антенн, специальных материалов. (ИТПЭ ОИВТ РАН)
В совместной работе с японскими учёными (Университет г. Осака) в 2002-2003 годах изучен механизм действия допирующих добавок фуллерена, приводящий к тушению люминесценции и значительному увеличению квантового выхода образования свободных носителей заряда и являющийся важным, в частности для фотовольтаических преобразователей солнечной энергии в электрическую. Использование нового двухимпульсного лазерного метода, предложенного в ИНЭПХФ РАН, позволило разрешить во времени процесс образования свободных носителей заряда, измерить времена жизни предшествующих стадий в области пикосекунд и показать высокую эффективность разделения зарядов в допированных полимерах. Получены экспериментальные доказательства проявления поляронных пар в кинетике фотопроводимости в области пикосекунд, регистрируемой двухимпульсным лазерным методом.
В рамках диффузионной модели возбуждения одноатомного газа электронным ударом в электрическом поле большой напряженности удалось объяснить связь между дрейфовой скоростью избыточных электронов, скоростью возбуждения атомов и напряженностью электрического поля для инертных газов. Показано, что при напряженности электрического поля выше порога люминесценции неупругие соударения с атомами инертного газа становятся основным механизмом потерь энергии для электронов. Полученные закономерности хорошо описывают особенности электролюминесценции и электронного дрейфа в сильном электрическом поле в газообразном ксеноне. (ИНЭПХФ РАН)
Впервые выполнен комплекс широкомасштабных исследований свойств импульсных дуг мегаамперного диапазона в сверхплотных газовых средах (в водороде и воздухе). В результате измерений электрических и оптических характеристик дуг определены основные параметры плазмы в канале разряда и обнаружены новые физические явления, характерные для импульсных разрядов в водороде при начальной концентрации выше 1022 см -3. Главными из них являются: рост напряженности поля в канале разряда при увеличении начальной плотности газа и амплитуды разрядного тока, уменьшение диаметра канала дуги по мере роста давления окружающего газа, повышение температуры столба дуги ( до 30 эВ при амплитуде разрядного тока 250 - 300 кА). Результаты исследований излучательных характеристик дуги позволят создать источники ультрафиолетового и рентгеновского излучения с большим энергетическим выходом.
На основе исследований импульсных дуг мегаамперного диапазона создана конструкция гиперскоросного ускорителя сочетающего адиабатическое сжатие водорода с последующим дуговым нагревом, имеющая значительные преимущества по сравнению с другими типами ускорителей. Результаты исследований являются основой для создания новых типов мощных плазмотронов и на их базе новых технологий. (ИПЭФ РАН)
Впервые реализован сверхбыстрый механизм коммутации тока в полупроводниках на основе туннельно-ударного ионизационного фронта. При подаче на прибор, содержащий 20 последовательно соединенных кремниевых структур, обратного напряжения величиной 200 кВ за время 1 нс происходит заполнение структур плазмой и коммутация тока в нагрузку за время около 200 пс. Фронт импульса напряжения лежит в диапазоне 200-250 пс, а максимальные скорости роста тока и напряжения составляют 10 кА/нс и 500 кВ/нс соответственно. (ИЭФ УрО РАН)

Экология энергетики

Проведен комплекс исследований по сравнительной оценке экологических рисков. Сравнительный анализ последствий техногенного воздействия, обусловленного поступлением загрязняющих веществ (радиоактивных и химических) в окружающую среду с выбросами и сбросами предприятий ядерного топливного цикла и других отраслей экономики, позволил определить вклад предприятий атомной энергетики и промышленности в обострение экологической ситуации в районах их размещения. Выполнены оценки рисков для здоровья населения, как в региональном масштабе, так и в целом по России. Показано, что роль радиационного фактора среди других техногенных рисков пренебрежимо мала, а по ряду химических загрязнителей и по содержанию в атмосферном воздухе взвешенных частиц риски находятся на неприемлемо высоком уровне.
Для исследования аварийных выбросов на АЭС при высокоскоростном истечении газов с большим потоком плавучести разработан компьютерный код HeavyGas по анализу рассеивания газов с отличной от воздуха плотностью. В основу кода положена лагранжева стохастическая модель переноса, модифицированная с целью учета эффектов плавучести. При этом каждая пробная точка или элементарное облако получает свою плавучесть, которая вместе с турбулентной диффузией определяет ее траекторию. Модель позволяет в рамках единого алгоритма описать как начальную стадию, включающую любую нестационарную конвекцию при отличной от воздуха плотности выброса, так и дальнейшие фазы распространения в атмосфере. В России подобная модель создана впервые. (ИБРАЭ РАН)
Разработан метод генерации анион- и катион-радикалов неполярных молекул в электроспрейном ионном источнике (ИИ) масс-спектрометра и предложена оригинальная конструкция ИИ, которая позволяет эффективно анализировать фуллерены, эндометаллофуллерены и их производные, а также молекулярные комплексы с минимальной степенью фрагментации, реализуя процесс "мягкой" ионизации при масс-спектрометрическом изучении объектов.
Выявлена природа окисления диоксида серы в капельной фазе конвективного облака в нижней атмосфере. Найдено, что в дневное время течение этого процесса в фоновой атмосфере, т.е. в отсутствии в капельной влаге ионов переходных металлов, определяют в основном жидкофазные реакции. Впервые выявлен факт существования размерных эффектов в жидкофазных реакциях окисления естественных и антропогенных выбросов диоксида серы в облачных каплях. Наибольшая скорость этого процесса достигается в самых мелких каплях (?1 мкм). Способность таких капель ускорять процесс обусловлена захватом из газа радикалов ОН и НО2, инициирующих цепное окисление SO2 > H2SO4. В каплях бoльших размеров цепная реакция вырождается из-за уменьшения потоков этих радикалов в объем капли, а динамика самоочищения атмосферы резко замедляется. (ИНЭПХФ РАН)

Общая энергетика

Завершен цикл исследований эффективных направлений энергетической политики России. Скоординированными усилиями институтов ОЭММПУ, ООН и ОНЗ создано методическое обеспечение и научное обоснование основных положений "Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2020 года", утвержденной Правительством РФ (постановление от 28 августа 2003 г.)
В рамках разработки Энергетической стратегии и для конкретизации ее положений выполнен ряд исследований по перспективам развития основных отраслей ТЭК России. Разработана "Стратегия развития ОАО "Газпром" в рамках Энергетической стратегии на период до 2020г. Научное обоснование концепции реформирования рынка газа". В рамках этого исследования сформирована производственно-инвестиционная стратегия развития газовой отрасли, обеспечивающая покрытие спроса на газ с оптимальным распределением инвестиционной нагрузки между основными производителями газа обоснован рациональный вариант реформирования рынка газа с учетом влияния изменения цены газа на темпы социально-экономического развития России, отраслей ? газопроизводителей и жизненный уровень населения.
Разработаны "Сценарные условия функционирования электроэнергетики на 5 лет". Работа содержит методические рекомендации и численные оценки сценарных условий функционирования энергетики на период 2004-2008 гг.: планируемые темпы экономического развития страны, экспортно-импортные отношения с другими странами, ожидаемые структурные изменения и темпы реализации экономических реформ, требования Энергетической стратегии по структурным преобразованиям электроэнергетики и ТЭК и т.д. Сценарные условия развития электроэнергетики и Холдинга РАО "ЕЭС России" определены для двух вариантов экономического развития страны с учетом разных темпов роста внутреннего электропотребления и теплопотребления, разных цен топлива и предельных цен электроэнергии, приемлемых для обеспечения конкурентоспособности основных отраслей народного хозяйства. С учетом рекомендованных решений Правлением РАО "ЕЭС России" была выбрана наиболее предпочтительная инвестиционная стратегия Холдинга на 2004-2008 гг. (ИНЭИ РАН)

Развит методический инструментарий для оценки макроэкономических последствий изменения цен на энергоносители. Разработана и реализована на ПК имитационная модель (ИНТАР), позволяющая определять требуемую динамику тарифов, необходимую для обеспечения финансовыми ресурсами заданного развития электроэнергетики страны и отдельных энергетических компаний. При этом учитываются изменения условий эксплуатации (цены на топливо, нормы амортизации), технико-экономических показателей рассматриваемых типов электростанций (ТЭС на угле и газе, ПГУ, АЭС, ГЭС), налогов, условий кредитования, сроков строительства, имеющихся строительных заделов, возможностей модернизации существующих станций и других факторов. (ИСЭ СО РАН)
Установлена высокая эффективность технологических систем для бинарных ГеоЭС на основе сверхкритических термодинамических циклов. Показано что, наиболее эффективным является приближенный к "треугольному" сверхкритический цикл, при котором мощность энергоустановки возрастает до 30% по сравнению с докритическим циклом. (ИПГ ДНЦ РАН)
Проведены исследования и на их основе разработана концепция создания нового типа высокоэффективных станций для децентрализованной (локальной) энергетики. Обоснована целесообразность и эффективность создания систем и оборудования малой (локальной) децентрализованной энергетики для обеспечения энергетической безопасности путем устойчивого снабжения энергией потребителей различного назначения. (ОЭЭП РАН)
Проблемы машиностроения

Разработан и прошел квалификационные испытания электроракетный двигатель (ЭРД) холловского типа малой мощности КМ-45. Двигатель предназначен для использования в составе двигательных установок малых геостационарных космических аппаратов и расчитан на работу в диапазоне мощности 200- 400 Вт. Создан и введен в эксплуатацию стенд для испытаний мощных ЭРД. Вакуумная камера объемом 90 м3 имеет диаметр 3,8 м и длину 8 м. Данный стенд, являясь одним из крупнейших специализированных стендов в Европе, существенно расширяет возможности по созданию и отработке мощных ЭРД для перспективных космических аппаратов. (ФГУП Центр им. Келдыша)
Разработан экспериментальный образец мощного стационарного двигателя (СПД-140) для решения транспортных задач в дальнем космосе. Разработана методика и проведены его ускоренные ресурсные испытания, показавшие возможность достижения ресурса до 10 тысяч часов. (НИИПМЭ МАИ)
Предложена методика оценки (нормирования) безопасности космической техники и космических полетов, а также разработаны основы методологии формирования космических экипажей МКС с позиции минимизации риска. Результаты решения этих задач найдут непосредственное применение при разработке Технических регламентов. (ЦНИИМАШ)
Сформулирован технический облик целевой аппаратуры автоматической межпланетной станции, предназначенной для исследования естественных спутников дальних планет Солнечной системы. Предложены и обоснованы пути решения технических проблем реализации проекта "Автоматическая межпланетная станция". (ЦНИИМАШ, ФГУП Центр им. Келдыша)
Разработана установка для испытаний подшипников на холодном газообразном азоте и жидком водороде. Выполняемые работы позволят создать типовую конструкцию высокоскоростных шарикоподшипников для турбонасосных агрегатов перспективных ЖРД, в том числе кислородно-водородных ЖРД верхних ступеней и разгонных блоков, ЯРД и энергетических установок КА многоразового применения и длительного ресурса. (ФГУП КБ Химавтоматики)
Разработана компьютерная модель ЖРД, предназначенная для анализа вибраций и динамической прочности элементов конструкции двигателей при различных видах транспортирования (автомобильный транспорт, железная дорога) и эксплуатации. Проведен анализ вынужденных колебаний элементов двигателя, определены их динамическая напряженность и долговечность при воздействии вибрации. (ФГУП КБ Химавтоматики, ИМАШ РАН)
Разработаны методы и средства дистанционного оптико-электронного контроля чистоты сжатого воздуха, используемого в стартовых ракетно-космических комплексах, обеспечивающего повышение надежности и безопасности функционирования бортовой аппаратуры космических аппаратов. Полученные технические характеристики средств контроля значительно превосходят данные отечественных и зарубежных аналогов, защищены патентом РФ и готовы к практическому использованию на стартовых комплексах. (ФГУП КБОМ)
Создан автономный необитаемый подводный аппарат для поиска и обследования полей сульфидных корок в районах с глубинами до 6000 метров. Разработаны программные средства системы управления аппаратом для работы в условиях сложного рельефа дна. (ИПМТ ДВО РАН, Институт автоматики КНР)
Разработан и испытан морской акустический томограф, позволяющий визуализировать горизонтальный разрез морского дна на заданной глубине. (ИПМТ ДВО РАН)
Разработан метод исследования релейных автоколебательных воздушно-динамических рулевых приводов, включающий определение условий возникновения автоколебаний, их параметров и критерий устойчивости. Исследованы особенности динамики приводов с цифровым управлением. (ГУП "КБ приборостроения", ТГУ)
Экспериментально и теоретически обоснована возможность использования явления вибрационной инжекции газа в жидкость, открытое в ИПМАШ РАН и НПК "Механобр-техника" в 2000 г., для создания новых высокоэффективных вибрационных грохотов и флотационных машин. Это явление, состоит в интенсивном засасывании воздуха в вибрирующий сосуд с жидкостью через отверстия в его нижней части. (ИПМАШ РАН, НПК "Механобр-техника")
Создан экспериментальный образец технологического СО2 - лазера диффузионного типа с ВЧ - накачкой мощностью 300 Вт. Разработана технология использования катализатора в высокочастотном разряде с целью получения большего КПД. Работа направлена на создание надежных, экономичных и компактных технологических лазеров для резки неметаллических материалов и тонких листовых металлов. (ИПМех РАН)
В результате экспериментальных исследований и компьютерного моделирования предложен способ движения пушпульных микросхем с электромагнитными движителями, состоящий в формировании частотно-управляемого движения в ограниченных пространствах (трубках, щелях), поверхности которых обладают минимальным трением. Экспериментально установлена возможность движения таких систем внутри наклонно и вертикально расположенных трубок малых диаметров с различными радиусами кривизны. (ИПМех РАН)
Разработана, изготовлена и испытана опытная партия композитных охладителей силовых полупроводниковых приборов (СПП) с надежным эффективным термоэластичным контактом на границе металл-керамика. Испытания подтвердили их надежность и высокую эффективность на всех режимах эксплуатации СПП. На основе разработок могут быть созданы керамические молекулярные мембраны для разделения высокотемпературных смесей СО и Н2 в топливных системах с использованием топливных элементов на основе твердо полимерных электролитов, микроГТД и гибридных двигателях. (НИЦ "Тепловые керамические двигатели")

Исследовано формирование электроизоляционных керамических покрытий детонационным способом. За счет оптимизации напыления улучшена электрическая прочность "тонких" покрытий на 20-30%, а "толстых" в несколько раз. Разработана программа компьютерного управления процессом детонационной обработки. Выполнена надежная электроизоляция элементов электрофизических установок, работающих при напряжениях до 5 кВ в условиях повышенной радиации. (ИГиЛ СО РАН)
Рассмотрены процессы воздействия интенсивного морского волнения на заякоренные объекты. Исследованы нелинейные колебания и качка терминалов и хранилищ, обеспечивающих работу морских комплексов на нефтедобыче. Получены теоретические зависимости, необходимые для проектирования и выбора для таких объектов оптимальных обводов, которые обеспечивают резкое уменьшение амплитуд колебаний и ускорений при качке. Разработан программный комплекс расчета нелинейных колебаний и качки плавучих объектов на интенсивном морском волнении. Результаты работы позволяют обеспечить эксплуатацию морских терминалов и хранилищ при высоте волн 20 и более метров. Разработка выполнена в рамках совместного проекта с фирмой "Moss Meritime a.s." (Норвегия) и предложена на мировой рынок. (ФГУП ГНЦ "ЦНИИ им. А.Н.Крылова")
Разработаны технологические режимы равноканального углового прессования магниевых сплавов, обеспечивающие формирование субмикрокристаллической структуры и высокие прочностные характеристики сплавов. Определены оптимальные температурно-скоростные режимы деформации указанных сплавов в условиях низкотемпературной сверхпластичности. Максимальное удлинение для сплава системы Mg-Zn достигает 800%. Указанные характеристики значительно превосходят зарубежные аналоги. Полученные результаты могут найти применение в авиационной и автомобильной промышленности при изготовлении высокопрочных изделий из магниевых сплавов. (НФ ИМАШ РАН)
Показано, что применение структурно-неоднородных заготовок из токопроводящих материалов с поверхностным слоем, модифицированным электроимпульсной обработкой, обеспечивает снижение максимальных значений силы деформирования и параметра поврежденности до 40%, что позволяет существенно снизить трудоемкость получения полуфабрикатов для машиностроения с субмикро- и нанокристаллической структурами, методами интенсивной пластической деформации, в частности, равноканальным угловым прессованием и осадкой с кручением. (ИПСМ РАН)
Выявлено, что создание наноструктурных состояний в тонких поверхностных слоях и нанесение на рабочие поверхности тонких наноструктурных покрытий позволяет повысить пластические характеристики конструкционных материалов. Разработаны, не имеющие аналогов, технологии создания наноструктур в поверхностных слоях конструкций и нанесения на них наноструктурных покрытий. (ИФПМ СО РАН, ИМАШ РАН, ИМЕТ РАН)
Сформулированы основные положения гетерогенного плазмохимического синтеза нитридных покрытий в условиях ионной бомбардировки при ионно-плазменном вакуумном напылении. Разработана математическая модель и программное обеспечение плазмохимического синтеза в условиях ионной бомбардировки, которое дает возможность по заданным параметрам напыления и физико-химическим параметрам взаимодействующих частиц и частиц поверхностного слоя твердого тела, рассчитать скорость роста, показатель стехиометрии полученных нитридных покрытий, эффективность использования напыляемых материалов и предсказать преобладающий механизм роста и вид структуры кристаллитов покрытия. (НИИ технологий и проблем качества при СГАУ)

Предложен метод построения уточненных моделей слоистых оболочечных элементов конструкций из композиционных материалов. Получены аппроксимации для деформаций и перемещений, с помощью которых можно моделировать быстроизменяющиеся поля краевого эффекта и достигать приемлемой точности численного решения на более крупной сетке, чем требует традиционная сплайн-аппроксимация. (ИПРИМ РАН)
Выполнен анализ влияния факторов технологической наследственности в сочетании с эксплуатационной нагруженностью. Показано, что высокоэффективные с экономической точки зрения взрывные технологии запрессовки теплообменных труб и специальные виды сварки создают повышенные уровни остаточных усилий и напряжений, приводят к исчерпанию локальной пластичности и росту местных напряжений в зоне концентрации. Эти повреждающие технологические и эксплуатационные факторы, а также сопутствующие воздействия коррозионной среды, потоки теплоносителя и газовые потоки с высокими и низкими скоростями деформирования являются одной из причин многократного (до 3-10 раз) снижения ресурса. Установлены ограничения в использовании взрывных технологий и сварки. Предложены методы для оценки ресурса и безопасности атомных реакторов и стартовых комплексов для ракетно-космических систем. (ИМАШ РАН, ФГУП ОКБМ, ОКБ "Гидропресс", ЦНИИТМАШ, ВНИИАЭС, ЦНИИ КМ "Прометей")
Предложены и обоснованы критерии работоспособности магистральных трубопроводов - прочности, долговечности и трещиностойкости, основанные на дефектоскопическом анализе технического состояния, на данных лабораторных и стендовых испытаний образцов и моделей, на основании механизмов деградации и повреждений. (ИМАШ РАН)
Разработаны расчетные модели, описывающие появления повреждений и разрушение зданий под действием сейсмических и ударных нагрузок. Предложены расчетные схемы, основанные на представлении конструкции в виде сочетания повреждаемых элементов и абсолютно жестких блоков. Показано, что такие схемы позволяют значительно упростить анализ динамического поведения многоэтажных зданий при сейсмических и внешних взрывных воздействиях, а также сократить объем вычислений, особенно при переходе к вероятностно-статистическим моделям. Полученные результаты могут быть использованы при создании новых строительных норм расчета сооружений на сейсмические воздействия. (МЭИ, ИМАШ РАН)
Разработаны теория и метод выбора оптимальной формы поверхностей тел качения для роликовых подшипников и прямозубых зубчатых передач из условия снижения пиков концентрации контактных давлений по краям линии контакта, вызываемые краевыми эффектами и перекосами валов. (ИМАШ РАН)
Поставлена и решена контактная задача о скольжении вязкоупругих тел с учетом их адгезионного взаимодействия. В результате получены аналитические выражения для контактного давления и перемещений границы вязкоупругого тела вне области контакта, а также система алгебраических уравнений для определения границ области контакта и области адгезионного взаимодействия поверхностей, которая решалась численно. Исследовано совместное влияние адгезии и несовершенной упругости на контактные характеристики и деформационную составляющую силы трения. Показано, что вязкоупругие тела, не находящиеся в контакте, но взаимодействующие посредством сил адгезионного притяжения, могут вступить в контакт при увеличении скорости относительного скольжения. (ИПМех РАН)
На основе исследований трибохимических процессов в сверхвысокомолекулярном полиэтилене (СВМПЭ) применяемом в качестве полимерных вкладышей тазобедренного сустава человека, разработан материал, обладающий высокой трибоокислительной стабильностью на основе СВМПЭ, импрегнированного комплексом серебра в среде сверхкритической двуокиси углерода. (ИНЭОС РАН, ИПЛИТ РАН).

Разработан метод повышения смазочной способности масел путем предварительного нанесения на поверхности трения монокристаллического углеродного покрытия-ориентанта, применение которого обеспечивает расширение температурного диапазона эффективного действия смазочных масел, снижение коэффициента трения и повышение противоизносных свойств сопряжений. (ИМАШ РАН, МГУ)
Разработана технология неразрушающего контроля узлов деталей из неметаллических композиционных материалов, в том числе изделий из сферопластиков, монолитных и интегральных сотовых конструкций с использованием малогабаритной рентгенотелевизионной установки. Технология позволяет обнаруживать дефекты, связанные с геометрическими нарушениями сот и их соединений, а также выявлять инородные включения и существенно сокращает время проведения контроля и экспресс-диагностики при производстве, ремонте и эксплуатации авиационной техники. (ВИАМ)
Создан непрерывный СО2 - лазер мощностью 8 кВт с дифракционным качеством пучка при использовании резонатора с пространственной фильтрацией излучения и оптимизацией параметров системы накачки и резонатора. Мощность повышена вдвое по сравнению с промышленными лазерами. ( ИТПМ СО РАН)

Механика

Теоретически и экспериментально показано, что неустойчивость метаемых взрывом пластин и оболочек может быть использована как новый механизм кумуляции их энергии и импульса. В ряде приложений этот вид кумуляции может быть более эффективным, чем классическая кумуляция в струях. (ИМех МГУ)
Разработана компьютерная радиационно-газодинамическая модель спускаемых космических аппаратов, предназначенных для посадки на поверхность Марса с последующим возращением на Землю. Разработана трехмерная модель переноса селективного теплового излучения во всей области возмущенного течения, от головной ударной волны до дальнего следа. Выполнены траекторные расчеты спуска в атмосфере Марса космических аппаратов (КА) разной формы (российский сегментально-конический КА, Pathfinder, космический аппарат европейского космического агенства - MSRO). Получены оценки интенсивности конвективного и радиационного нагрева спускаемых аппаратов и скорости уноса массы рассмотренных аблирующих ТЗП. (ИПМех РАН, ЦАГИ, ИМех МГУ)
Исследована динамика коллапсирующих пузырьков и пузырьковых кластеров. Уточнен расчет температур, давлений и плотностей внутри парового пузырька в момент его интенсивного сжатия в акустическом поле. Разработаны широкодиапазонные уравнения состояния дейтерированных ацетона и бензола с выделением области критической точки. (ИМ УНЦ РАН)
Установлено ассимптотическое соответствие моделей описания неизотермического движения жидкости в замкнутой полости: уравнения Навье?Стокса, уравнения конвекции слабосжимаемой жидкости, уравнения микроконвекции и уравнения Обербека?Буссинеска, каждая последующая получается из предыдущей предельным переходом по соответствующим малым. (ИГиЛ СО РАН)
Разработаны теории неупругого деформирования сред с учетом их структуры (в том числе изменяемой) и развития повреждаемости. Теории позволяют описать процессы локализации деформаций, структуро-образования и фазовых превращений. (ИПМАШ РАН, ИПМех РАН)
Разработан метод построения определяющих уравнений нелинейных вязкоупругих материалов и вязкоупругих жидкостей, работающих в условиях конечных деформаций. Установлена связь структурных составляющих удельной работы внутренних сил с механическими характеристиками наполненных полимерных материалов при их нагружении, разгрузке и накоплении повреждений. (ИМСС УрО РАН, ЦНИИМАШ)
Экспериментально и теоретически показано, что в механике структурно-неоднородных сред поверхностные слои и внутренние границы раздела следует рассматривать как самостоятельные мезомасштабные структурные уровни деформации. Они играют важную функциональную роль в формировании концентраторов напряжений различных масштабов, которые обеспечивают зарождение и распространение пластических сдвигов и разрушения в деформируемом твердом теле как многоуровневой системе. (ИФПМ СО РАН)

Методами механики деформируемого твердого тела и молекулярной динамики выполнено моделирование перспективной технологии изготовления нанотрубок сворачиванием напряженной двухслойной пленки при травлении буферного слоя, разработанной в Институте физики полупроводников СО. (ИПМАШ РАН, ИТПМ СО РАН)
Разработаны модели, описывающие трансформации зернограничных дислокаций в тройных стыках границ зерен при сверхпластической деформации нанокристаллических материалов. Исследовано влияние дефектных структур на процессы зернограничной диффузии в нанокристаллических материалах. (ИПМАШ РАН)
Предложена стохастическая модель микро- и макромеханики разрушения структурно-неоднородных металлических материалов, имеющих микродефекты и включения. Показана существенная вариация характеристик живучести и ресурса при варьировании геометрических параметров и неоднородности свойств структурных составляющих технических жаропрочных турбинных материалов. (ИМАШ РАН)
Осуществлено имитационное моделирование гидромеханического ударного выдавливания композитной заготовки из некомпактного металлического сырья; определена динамика падающей, отраженной и преломленной волн в заготовке; вычислена скорость ударника при заданном соотношении масс композитной заготовки инструмента. (ИМАШ УрО РАН)
Для разработки защиты космических аппаратов от воздействия метеорных и орбитальных техногенных частиц на базе оригинального пакета программ методом молекулярной динамики получено описание вязкого разрушения и фрагментации соударяющихся тел с учетом вторичных взаимодействий фрагментов и дезинтеграции системы ударник - преграда. Сформулированы предложения по использованию экранов сетчатой структуры вместо традиционных алюминиевых пластин в качестве защиты модулей Международной космической станции. (ИПРИМ РАН)
Предложена методика расчета несимметричных ледовых воздействий на ледостойкую глубоководную платформу с натяжными опорами. Выделен новый расчетный случай ледовых нагрузок, приводящих к повороту платформы. Определены характерные диапазоны изменения крутящего момента, вызванного взаимодействием платформы с ледовым полем.
Разработаны новые способы перемещения механических систем по плоскости. Рассматриваемые системы лишены колес или ног и состоят из нескольких тел, соединенных друг с другом цилиндрическими или призматическими шарнирами, в которых помещены актюаторы. Исследованы различные варианты движения многозвенных систем по плоскости при наличии трения, найдены оптимальные параметры и режимы перемещения. Получен патент на транспортное средство нового типа.
Одномерная модель трения Кулона обобщена на двумерный случай посредством интегрирования по круговой площадке контакта. Предложено в качестве двумерной модели трения брать первое приближение Паде-разложения точного интегрального представления для силы и момента трения. Показана ограниченность неголономных постановок задач при рассмотрении качения твердых тел по шероховатому основанию. (ИПМех РАН)
Разработан новый метод инструментального исследования слухового анализатора, основанный на измерении погрешности решения испытуемым задачи управления высотой тональных звуков, которая определяется пространственным положением груза, удерживаемого рукой испытуемого. Данные о средних значениях и флуктуациях частоты тональных звуков позволяют построить сенсорную шкалу их восприятия в диапазоне до 6 октав. (ИПФ РАН)
Исследованы структурные изменения в одиночных клетках скелетных мышц методом рентгеновской дифракции. Рост напряжения, развиваемого клеткой в ответ на скачок температуры, сопровождается ростом числа миозиновых головок, стереоспецифически связанных с актином. Связывание миозиновых головок с актином ведет к растяжению и кручению актиновой спирали. Построена математическая модель процесса. (ИМех МГУ, ИГЭГМ УрО РАН, Имперский колледж Лондонского университета)
Разработаны сетчатые композитные спицы крупногабаритной космической антенны для нового космического телескопа (ЦНИИ СМ, НПО ПМ им. М.Ф. Решетнёва)
Разработана технология изготовления из композитных материалов основных элементов подвижного состава монорельсовой транспортной системы на участке от станции метро "ВДНХ" до станции "Тимирязевская", а также всех основных конструктивных элементов автономного мобильного ветроэнергетического комплекса "Жаворонок" мощностью 30кВт. (ФГУП "МИТ", ЦНИИ СМ)

Проблемы управления

Исследован новый класс задач оптимального управления для систем, подверженных неконтролируемым ограниченным возмущениям. Предполагается, что возмущения обусловлены погрешностью реализации управляющих воздействий, а их интенсивность возрастает с увеличением интенсивности управления. Получено точное решение минимаксной задачи оптимального управления. Найденное решение может применяться для аппроксимации других минимаксных задач и используется для тестирования вычислительных методов. (ИПМех РАН)
Завершен цикл поисковых исследований по созданию микромеханического гироскопа для систем управления движением. Показаны преимущества гироскопа ротационного типа, разработаны его математическая модель и конструкция. Испытания экспериментальных образцов дали хорошее совпадение параметров резонансных характеристик гироскопа и модели. Разработана и освоена технология изготовления микроэлектромеханической части прибора. Выполненные исследования открывают возможность разработки и производства микромеханических гироскопов различного назначения. (ГНЦ ЦНИИ "Электроприбор", ИПМех РАН)
Получен ряд важных результатов по общей теории систем управления: разработаны качественные методы изучения систем с распределенными параметрами, позволяющие определить класс нелинейных обратных связей, гарантирующих причинность и устойчивость замкнутой системы управления; предложен новый подход к анализу и синтезу линейных регуляторов, основанный на достаточных условиях устойчивости; исследованы вопросы подавления ограниченных внешних возмущений и оптимального оценивания состояний; построены эффективные алгоритмы управления, минимизирующие анизотропную норму замкнутой системы, которые занимают промежуточное место между калмановскими и алгоритмами H?-теории робастного управления.
Разработаны качественные методы изучения причинности и устойчивости систем с распределенными параметрами. Получены достаточные условия причинности и устойчивости, позволяющее определить класс нелинейных обратных связей, для которых гарантирована причинность и устойчивость замкнутой системы управления; для раздельного управления получена классификация видов обратной связи, для которых может быть обеспечена причинность и устойчивость замкнутой системы.
Предложена каноническая модель системы многоэкспертного наблюдения, позволяющая проводить операции формального описания, моделирования и

макетирования интеллектуализированных информационно-управляющих комплексов разной прикладной ориентации с использованием фундаментальных принципов системного анализа, декомпозиции и привлечением методов информатики, поддерживающих эмпирическое исследование управляемых объектов на базе организации хранения и обработки больших объемов фактической информации. (ИПУ РАН)
Разработаны методы и алгоритмы обнаружения человека и его персональной идентификации по его биотермическим данным. Разработана подсистема обнаружения человека и его головы в заданном контролируемом пространстве на основе метода дифференциальных ортофотоизображений. Разработана методика выделения лица и определения его пространственной ориентации. Разработаны и реализованы методы распознавания человека по изображению лица. Созданы программный комплекс и текстовый процессор как инструментарий для разработки методов и алгоритмов идентификации личности по речи. Реализованы технологии спектрального и вейвлет-анализа для получения индивидуального отпечатка головы.
Разработана оригинальная методика использования генетических алгоритмов для автоматизированного конструирования модульных процедур обнаружения и идентификации объектов на изображениях. Предложенная методика отличается тем, что элементарные решающие процедуры основываются на выбранных признаках и реализуют комбинации заданных базовых алгоритмов, признаки автоматически конструируются по наборам эталонных изображений, процесс выбора признаков основывается на применении теории генетических алгоритмов, а критерии отбора объединяют точностные, вероятностные и временные показатели решающей процедуры. (ГНЦ ГосНИИАС)
Разработаны основы теории и инструментарий для решения проблемы междисциплинарной интеграции знаний при исследовании сложных объектов на компьютерных моделях, открывающих новые возможности сокращения времени конструирования компьютерных моделей и повышения степени их адекватности. Использование онтологического анализа в качестве единой методологической основы обработки информации позволило осуществить эффективную поддержку всех логически обусловленных фаз процесса моделирования, включая свойственные каждой фазе механизмы интеграции знаний, предложить средства ведения альтернативных и эволюционных исследований на моделях. (ИПУСС РАН)
Разработаны теоретические основы и инструментальные средства для построения открытых мультиагентных систем с применением концепции, обеспечивающей автоматическую идентификацию и реконфигурацию при изменениях во внешней среде. Применение разработанных методов и средств в промышленной логистике, коммерции и других приложениях позволило существенно повысить оперативность обработки информации в процессе принятия решений.
Для систем с широтно-импульсным управлением на основе метода векторных функций Ляпунова получены конструктивные условия диссипативности, явно выраженные через параметры системы. Разработаны алгоритмы вычисления строгих количественных оценок предельного множества, области притяжения и времени достижения требуемого уровня точности, доведенные до формул, применимых в инженерной практике, и кроме того учитывающие нелинейности и погрешности измерителей, исполнительных органов, модуляционной характеристики, формы импульсов и неопределенности внешних воздействий. Выполнены приложения к исследованию режимов реактивного успокоения космических аппаратов (типа спутников связи). (ИДСТУ СО РАН)
Для некоторых классов систем, описываемых векторными обыкновенными дифференциальными уравнениями, была исследована задача "компенсации" возмущений с помощью законов управления по принципу обратной связи. В отличие

от ранее известных методов решения подобных задач была создана принципиально новая методика. В её основе лежит разработанный в рамках теории позиционных дифференциальных игр принцип экстремального прицеливания Н.Н. Красовского и теория динамической реконструкции, восходящая к работам Ю.С. Осипова. Идеи последней теории использовались для того, чтобы идентифицировать в "реальном времени" (с небольшим запаздыванием) вход, а затем, выбором управления, компенсировать его воздействие. Таким образом, были построены регуляторы с обратной связью, способные по ходу функционирования системы адаптироваться к действительному входу. (ИММ УрО РАН)
Разработаны дистанционные методы и геоинформационная технология экологического мониторинга водоохранных зон водохранилищ питьевого водоснабжения и выявления структурно-тектонических факторов при геологических изысканиях по материалам космической съемки. (НГИЦ РАН).
На основе вновь разработанных моделей акустических трехмерных полей для малоапертурных высокочастотных и низкочастотных преобразователей создана томографическая аппаратура для контроля сварных швов. Разработка полностью закончена и готова к практическому использованию (МНПО "Спектр").


























ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ И НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ
?Академик-секретарь Отделения академик Кабанов В.А.?

Химическое строение.
Кинетика и механизм химических реакций

Методом спектроскопии двойного электрон-ядерного резонанса (ДЭЯР) обнаружен новый эффект, наблюдаемый в спектрах переходных состояний донор-акцепторных радикальных пар со спиновой корреляцией в фотосинтетических реакционных центрах, который проявляется при регистрации ДЭЯР в сверхвысоких полях с высоким спектральным разрешением и ориентационной селективностью и состоит в усилении отдельных линий, регистрируемых в специфической форме производной. Таким образом, спектроскопия ДЭЯР дает уникальную возможность изучения путей электронного транспорта в природных и искусственных фотосинтетических ансамблях. ( ИХФ РАН)
Впервые зарегистрирована хемилюминесценция в реакциях ионов металлов первого ряда переходных элементов в растворе. Измерены важнейшие характеристики хемилюминесценции - кинетика, квантовый выход, спектры. Выделен люминесцирующий продукт реакции, анализ которого методом оптической эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой показывает, что в его составе на два атома меди приходится один атом йода, и это, по-видимому, кластерное соединение. (ИБХФ РАН)
Предложена методика определения скоростей мономолекулярных процессов в рекомбинирующих ион-радикальных парах. Показано, что трансформация одного из партнеров пары эффективно "переключает" спиновую динамику системы, регистрируемую по спектрам MARY. Результаты важны для измерения скоростей быстрых превращений ион-радикалов в растворах. (ИХКГ СО РАН, МТЦ СО РАН)
Обнаружена способность ионов циклопропилдиазония проявлять свойства как алифатических, так и ароматических диазосоединений: вступать в реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения с непредельными соединениями и реакции азосочетания с ароматическими соединениями и активированными СН-кислотами. При этом впервые осуществлен перехват нестабильных диазоциклопропана и циклопропилдиазония в условиях прямого нитрозирования циклопропиламина алкилнитритами. На основе проведенных исследований разработаны методы получения трудно синтезируемых другими способами циклопропилазоаренов и функциональнозамещенных N-циклопропилгидразонов. (ИОХ РАН)
Найдено необычное направление реакции циклоприсоединения азидопиримидинов к фуллерену С60, приводящее в образованию нового класса органофуллеренов - фуллереноимидазопиримидинам, являющихся более сильными электроноакцепторами, чем фуллерен. Синтез этих соединений открывает путь к донорно-акцепторным диадам, перспективным для создания фотогальванических ячеек, систем искусственного фотосинтеза и других молекулярных приборов, в основе которых лежат переносы электронов. (ИОФХ КазНЦ)
Впервые найдены условия для многофотонной ионизации ферроцена, никелоцена и бис(бензол)хрома, охлажденных в сверхзвуковой струе, наносекундными лазерными импульсами перестраиваемой частоты, что открывает возможность применения методов современной лазерной спектроскопии для исследования сэндвичевых металлоорганических соединений. (ИМХ РАН)

Впервые установлена связь между колебательными процессами в камере сгорания химического реактора на базе жидкостного ракетного двигателя и эффективностью протекающих в реакторе химических процессов. Показано, что при неизменных средних значениях давления и температуры в случае реализации колебательных процессов, приводящих к крупномасштабной турбулентности, конверсия не превышает 0,99999, тогда как при мелкомасштабной турбулентности конверсия достигает 0,999999. Установленная закономерность, имеющая важное фундаментальное значение, использована для разработки технологии уничтожения токсичных соединений и проверена на имитаторах фосфорорганических ОВ. (ИНХС РАН)
Горение и взрыв

В условиях многократного ударно-волнового нагружения до давлений ˜160 ГПа впервые проведены измерения электропроводности водородно-гелиевой смеси, соответствующей составу внешних слоев атмосферы Юпитера. Показано, что переход в проводящее состояние атмосферы Юпитера происходит при давлениях 25-50 ГПа, что в несколько раз ниже ранее предполагавшихся значений давления. При этом значение проводимости при максимальном сжатии оказалось равным 300 (0м ? см)-1, что существенно ниже проводимости чистого водорода при тех же условиях. Полученные данные послужат основой создания новой модели атмосферы Юпитера. (ИПХФ РАН)
С целью замены запрещенных Монреальской конвенцией фреонов проведен систематический поиск эффективных пламегасителей на основе фосфорсодержащих соединений. Установлено, что органические фосфаты, фосфонаты, фосфиты, в том числе их фторированные производные, а также некоторые неорганические фосфорсодержащие соединения имеют мольную тушащую эффективность в 3-5 раз выше по сравнению с CF3Br. выбраны и рекомендованы для дальнейших крупномасштабных испытаний наиболее перспективные пламегасители. (ИХКГ СО РАН)
Предложен новый подход к генерации мощных ударных и акустических волн путем закономерно распределенных в пространстве изделий из высокоэнергетических материалов. Разработана физико-математическая модель процесса, а также программа расчета поля давления внутри и вне зоны распределения изделий. Показано, что воздействие распределенных изделий на поверхность в 4-6 раз эффективнее унитарных. (ИПХЭТ СО РАН)
Разработан метод синтеза новых пластификаторов для композиционных материалов на основе 2-замещенных М-нитроксазолидинов. Показано, что они являются более эффективными пластификаторами нитроцеллюлозы, чем нитроглицерин, и могут быть использованы для создания высокоэнергетических композиций, температуры горения которых ниже на 100-200° К, чем у штатных составов. (ИОХ РАН совместно с РХТУ)
Выполнены исследования в области разработки новых связующих для энергетических композитов. Осуществлен синтез новых полиуретановых термоэластопластов. (ИПХФ РАН)

Катализ

Разработан новый метод синтеза наноразмерных цеолитных кристаллов, основанный на использовании остаточной химической активности алюмооксидных носителей. Метод резко сокращает время синтеза и позволяет получать катализаторы на основе наращенных на внешнюю поверхность наноразмерных цеолитных и цеолитоподобных пористых кристаллических материалов различного химического состава и морфологии. Синтезированные наносистемы проявляют на порядок большую активность и селективность по сравнению с цеолитами, имеющими микронные размеры. Созданные катализаторы испытаны в тестовых реакциях конверсии метанола в углеводороды. (ОИК СО РАН)
Разработаны эффективные каталитические системы металл/цеолит для одностадийного синтеза из ацетона и водорода метилизобутилкетона (МИБК), производимого в настоящее время в три стадии. В результате подбора соответствующих цеолитных компонентов и переходных металлов. оптимизированы кислотно-основные и гидрирующие свойства созданных катализаторов, что обеспечивает высокий выход МИБК и селективность его образования в мягких условиях, предотвращает образование продуктов уплотнения и приводит к высокой стабильности металл-цеолитных катализаторов. (ИОХ РАН)
На основе цвиттер-ионных и неионных каликс[4]резорцинаренов с аминометильными, фосфонатными или трис(гидроксиметил)- метиламидными функциональными группами, поверхностно-активных веществ и лантана (III), созданы новые супрамолекулярные каталитические системы, в которых самопроизвольно формируются наноразмерные агрегаты (2-33 нм), проявляющие уникальную связывающую способность по отношению к эфирам кислот фосфора и эффективно катализирующие их гидролиз в мягких условиях и при низких концентрациях компонентов, обнаруживая субстратную селективность. (ИОФХ КазНЦ РАН)
Использование методов ВЭЖХ и изотопной масс-спектрометрии в сочетании с рутинными энзимологическими методиками привело к обнаружению магнитного изотопного эффекта в реакции фермента с ингибитором. Различия в поведении ферментов, содержащих магнитные и немагнитные соединения ртути, являются следствием быстрой конверсии спина в ион-радикальной паре в результате взаимодействия магнитного момента ядра с магнитным моментом электрона. Обнаруженный феномен послужил основой для стратегии дальнейшей работы с целью выявления субмолекулярных механизмов спин-селективности ферментативного катализа. (ИХФ РАН)
С целью поиска новых подходов к получению важного сырья для органического и нефтехимического синтеза разрабатывается способ окислительной конверсии метана в синтез-газ и легкие углеводороды с использованием мембранно-каталитического модуля. Обнаружено, что селективность окислительной конверсии метана резко возрастает при осуществлении процесса в фильтрационном режиме. (ИНХС РАН)

Фото- и электрохимия

Исследованы оптические и магнитные свойства супрамолекулярных комплексов полиметиновых и краун-содержащих красителей, циклодекстринов с парамагнитными органическим стабильными радикалами и ароматическими соединениями. Из супрамолекулярных комплексов созданы супрамолекулярные наноразмерные кристаллы и изучены их линейные и нелинейные оптические и магнитные свойства. Эти материалы могут быть использованы для преобразования фемтосекундного лазерного излучения в континуум (белый свет) и создания электролюминесцентных светодиодов. Для супрамолекулярных комплексов циклодекстринов с люминесцирующими и парамагнитными зондами обнаружена способность к инициированной химическими соединениями кристаллизации комплексов в нанокристаллы, причем оптические и магнитные свойства комплексов и нанокристаллов отличаются друг от друга. Это явление будет использовано для создания высокочувствительных сенсоров на соединения, инициирующие кристаллизацию. (ЦФ РАН)


Исследован электрохимический импеданс никель-кадмиевых аккумуляторов, характерной особенностью которых является практическое отсутствие наклона разрядной кривой, что существенно осложняет проведение неразрушающего контроля их состояния традиционным методом. Установлена корреляция между значением мнимой части импеданса при низкой частоте (10 -3 Гц) и степенью заряженности никель-кадмиевых аккумуляторов. При этом изменение заряда аккумуляторов от 0 до 100% приводит к увеличению информационного параметра в 2 раза.
С помощью флуктуационно-диссипативного анализа показано, что шумовая температура, характеризующая флуктуации заряда в двойном электрическом слое, существенно зависит от величины постоянного тока. Тем самым поставлено под сомнение одно из основных положений современной теории электрохимических реакций о том, что прохождение постоянного электрического тока не нарушает равновесного характера флуктуаций в двойном электрическом слое. В итоге поставлен принципиальной важности вопрос о создании флуктуационно-согласованной теории скоростей электрохимических реакций. (ИЭЛ РАН)

Высокомолекулярные соединения

На основе фундаментальных представлений о механизме контролируемой анионной полимеризации при использовании разработанных способов модификации активных центров нетрадиционными электронодонорными и электроноакцепторными комплексантами разработан новый подход к направленному синтезу амфифильных диблок-сополимеров с варьируемой природой гидрофильного и гидрофобного компонентов и гибридных полимеров сложного строения, включающих фуллерен С60 в качестве высокосимметричного архитектурного элемента. (ИВС РАН)
Показано, что по мере увеличения степени наполнения пластичного полимера частицами резины, дважды происходит изменение механизма деформирования наполненного композита: сначала от распространения шейки к хрупкому разрушению и далее - к макрооднородному пластическому течению. Охрупчивание композита при повышенных степенях наполнения отсутствует, если в полимере не образуется шейка. Однородность пластического течения при деформировании для таких степеней наполнения наблюдается лишь на макроуровне, в то время как на микроуровне пластическое течение локализовано в полосах, инициированных полосами сдвига в матрице. Результаты работы являются основой для создания нового типа композиционных полимерных материалов. (ИСПМ РАН)
Систематические исследования по синтезу кремнийсодержащих полинорборненов как мембранных материалов с целью определения оптимального дизайна их структуры позволили получить новый полимер с повышенной газопроницаемостью и селективностью. Впервые синтезирован мономер - 5,6-бис(триметилсилил)норборнен, и проведена его полимеризация по схеме метатезиса. Полученный полимер сочетает рекордно высокую проницаемость и селективность газоразделения и является редким примером благоприятного сочетания высоких значений этих параметров, необходимых для эффективного газоразделения. (ИНХС РАН)
Синтезированы полигидроксильные производные карбосилановых дендримеров - молекулярные дифильные структуры типа "ядро-оболочка". Большой интерес, проявляемый к подобным системам, связан с возможностью их использования в качестве "молекулярных контейнеров". Разработанные системы обладают всеми необходимыми элементами для адресной доставки действующего начала в заданную область исследуемого объекта и являются хорошей основой для создания новых сенсорных устройств, каталитических составов и биомедицинских препаратов. (ИСПМ РАН)

Разработан простой способ получения силикон-гидрогелевых бифазных полимерных материалов и реализована технология реакционного формования, основанные на синтезе последовательных взаимопроникающих молекулярных сеток. Созданный материал обладает уникальным набором свойств, необходимых для получения мягких контактных линз длительного ношения. Проведены успешные медико-биологические исследования материала и изделий. (ОИК СО РАН, СПбФ ИК СО РАН)
Разработан метод получения нанокомпозитов на базе полиэтилена и слоистых силикатов, основанный на интеркаляционной полимеризации этилена. Расслоение частиц силиката на единичные слои нанотолщины происходит непосредственно в синтезируемой полимерной матрице. Для активации слоистых силикатов применены катализаторы циглеровского типа и металлоценовые катализаторы. Полученные наноматериалы характеризуются резким улучшением барьерных свойств по сравнению с чистой полиэтиленовой матрицей. (ИХФ РАН)
Радиационной матричной газофазной сополимеризацией на вытянутых полиамидных пленках получены полимерные полупроводники принципиально новой структуры. В их проводящих цепях фрагменты с сопряженными связями в заданном подложкой порядке чередуются с металлическими кластерами. Электропроводность образцов составляет величину порядка 10-2 (ом.см)-1 и возрастает при нагревании, их прочность соответствует прочности полиамидной пленки. Новые материалы найдут широкое применение в различных областях современной техники, в частности для создания дешевых солнечных батарей больших размеров. (ИНЭОС РАН, ИЭЛ РАН)

Синтетическая органическая и элементоорганическая химия

Разработаны оригинальные методы конструирования азабициклодекадиенов и азаспироалкенов, основанные на двух последовательных процессах: восстановительном аллилборировании пиридинов, изохинолинов и лактамов, приводящем к диаллилированным азотным гетероциклам, и внутримолекулярном метатезисе, катализируемом рутениевым катализатором типа Граббса. Полученные би- и трициклические системы представляют собой основной структурный элемент ряда важных алкалоидов, в частности цефалотаксина, обладающего выраженной антилейкемийной активностью. (ИНЭОС РАН)
Открыт новый метод получения дибензолванадия реакцией дииодида диспрозия и ванадоцена в бензоле, принципиальной особенностью которого является проведение реакции в отсутствие сольватирующих растворителей или добавок, что открывает возможности для получения комплексов лантаноидов, свободных от координационно связанных молекул растворителя. Показана возможность применения указанных дииодидов для синтеза бис(ареновых) комплексов d-переходных металлов. (ИМХ РАН)
Создана новая серия бидентатных и монодентатных лигандов с хиральным атомом фосфора и(или) хиральными центрами в аминных фрагментах, комплексы которых с палладием катализируют ряд превращений дифенилпропенилацетата с высокими химическими выходами и энантиоселективностью (до 95-97%). (ИНЭОС РАН)
Впервые реализовано высокоэффективное присоединение первичных и вторичных фосфинов к цианацетиленам, протекающее в мягких условиях со 100-процентной стереоселективностью и полной утилизацией исходных реагентов (количественных выход). Экспериментально (ЭПР УФ) доказан одноэлектронный канал в реакции первичных фосфинов с фенилцианацетилентом. Реакция открывает простой путь к новым семействам функциональных винилфосфинов с различными реакционноспособными группами и широким диапазоном гидрофобного и

гидрофильного баланса - соединениям, необходимым для направленного синтеза металлокомплексных катализаторов и материалов, используемых в технологиях. (ИрИХ СО РАН)
Разработан новый синтетический путь к производным порфирина. Предложена методика одностадийной функционализации порфирина гетероциклами по арильным заместителям, находящимся в мезо-положениях. Получены порфирины, содержащие один или четыре гетероциклических фрагмента, которые представляют интерес как реагенты для фотодинамической терапии онкологических заболеваний, катализаторы или молекулярные сенсоры. (ИОС УрО РАН)
Открыт новый способ восстановления нитронилнитроксилов в мягких условиях, позволяющий получать ранее недоступные иминонитроксильные радикалы, а также продукты их более глубокого восстановления. Разработаны методы синтеза широкого круга азолов и спин-меченых амидов на основе 2-имидазолинового нитроксила. Продемонстрирована перспективность этих соединений в качестве предшественников для синтеза более сложных нитроксильных радикалов. Результаты важны для создания молекулярных магнетиков. (МТЦ СО РАН)
Разработан новый синтез трифторметилкарбоната и трифторпропилен-
гликоля, исходя из промышленно доступной окиси гексафторпропилена. Полученные соединения представляют собой ценные вещества для полимерной химии и производства литиевых аккумуляторов нового поколения. Метод может быть масштабирован для промышленного применения. (ИФАВ РАН)
Впервые осуществлена реструктуризация скелета С7-С8-секопродуктов дитерпеновых алкалоидов путем восстановительного сочетания дикарбонильного производного с использованием в качестве восстановительного агента йодистого самария, что имеет важное значение для целенаправленного изменения функционального состава дитерпеновых алкалоидов без разрушения основного скелета молекулы. (ИОХ УНЦ РАН)
Впервые осуществлена прямая N-гетероциклизация краун-эфиров, что может иметь значение как для получения новых биологически активных соединений, так и для проведения исследований в области супрамолекулярной химии. (ИТХ УрО РАН)
В продолжение компьютерного моделирования ADMET (absorption, distribution, metabolism, excretion, toxicity) свойств изучена взаимосвязь биодоступности лекарств как глобального параметра с их молекулярной структурой. Для ЭВМ "БИОДОСТ" разработана программа для расчета биодоступности (например, лекарств) на уровне категорий (хорошая, средняя или слабая) на основе данных по биодоступности родственных веществ. Получено свидетельство о регистрации программы. (ИФАВ РАН)

Коллоидная химия и физико-химическая механика

Развита современная теория течения структурированных дисперсных систем, на основе которой впервые установлен неоднородный характер разрушения структуры в потоке. В отличие от общепринятых представлений показано, что реализуемая псевдотекучесть отличается на несколько порядков от истинной текучести, достигаемой при полном изотропном разрушении структуры. Показано, что это является результатом проявления физико-химической неоднородности поверхности частиц и эффекта специфической "динамической памяти" частиц. (ИФХ РАН)
Разработан новый подход к теории уравнения состояния монослоя, основанный на рассмотрении исключенной площади, которую создает в монослое локализованная молекула, как зону, недоступную для центров подвижных молекул. Предложенный подход позволяет генерировать уравнения состояния, удовлетворяющие любым наложенным условиям. (СПбГУ)

Разработан метод получения дисперсий наночастиц серебра в растворах полимеров, при котором в процессе старения дисперсий реализуется антиоствальдовский механизм их созревания. Из синтезированных дисперсий сформированы металлполимерные нанокомпозиты, которые обладают необычными электронными свойствами и могут быть использованы в качестве различного рода датчиков и сенсоров. (ИФХ РАН)
Разработаны методы получения и изучены свойства новых форм криогелей из растворов полимеров с верхней критической температурой растворения на основе поливинилового спирта с добавками электролитов. Разработанные криогели перспективны для создания противофильтрационных завес в гидротехнических сооружениях, расположенных в районах Севера и вечной мерзлоты. (ИХН СО РАН)
Предложены новые методы диагностики неупругого деформирования, основанные на сжатии расходящимися сферическими ударными волнами и на предварительном боковом сжатии образцов. Впервые показано, что существуют высокотвердые хрупкие керамические материалы, ударное сжатие которых происходит пластическим образом, а не растрескиванием, как считалось ранее. Проведенные эксперименты позволили впервые определить условия перехода от хрупкого к пластическому деформированию для керамической окиси алюминия. Результаты исследований могут иметь значение для проектирования и оптимизации керамической брони. (ИПХФ РАН)

Радиохимия

Показано, что трибутилфосфат (ТБФ), насыщенный HNO3, растворяет твёрдый диоксид урана - основу облучённого ядерного топлива (ОЯТ). Это позволяет заменить стадии растворения ОЯТ в азотной кислоте и последующей экстракции U и Pu, на одну операцию - растворение ОЯТ в TБФ-HNO3, что уменьшит количество водных и органических токсичных высокорадиоактивных отходов. (ГЕОХИ РАН)
Разработаны методы синтеза неизвестных ранее кристаллических соединений актинидов с различными лигандами. Выделено более 40 соединений нептуния, плутония, америция, изучены их структура и спектроскопические характеристики. Полученные данные существенно расширяют научные представления о свойствах радиоактивных элементов конца Периодической системы Д.И.Менделеева. (ИФХ РАН)
Разработан новый эффективный способ разделения америция и кюрия с использованием центробежной хроматографии. Изучено влияние гидродинамических и конструктивных параметров планетарной центрифуги на эффективность разделения Am(III) и Cm(III) и показано, что увеличение длины колонки и уменьшение скорости прокачивания подвижной фазы приводит к повышению фактора удерживания неподвижной фазы в колонке и улучшает разрешение кривых элюирования Am(III) и Cm(III). Выбраны оптимальные условия разделения Am(III) и Cm(III) методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой в системе раствор диамида в тетрапропане - HNO3 .
Для отверждения высокосолевых радиоактивных жидких отходов, накопленных на радиохимических предприятиях, перерабатывающих облученное ядерное топливо, предложена связанная магнийфосфатная керамика MgKPO4 · 6H2O. Определены оптимальные параметры формирования керамики в зависимости от качества и соотношения реагентов, составляющих ее основу, и дополнительных компонентов, повышающих качество образующейся керамики. (ГЕОХИ РАН)



Биохимическая физика. Медицинская химия

Создана установка, в которой используются принципы ближнепольной оптической микроскопии и фемтосекундные лазерные импульсы света, что позволяет получать оптические изображения с пространственным разрешением 50 нм. С помощью этой установки получены первые изображения липофусциновой гранулы из пигментного эпителия глаза человека. Исследования показали, что сама гранула является неоднородной с точки зрения материала, рельефа поверхности и флуоресцирующих и поглощающих центров. Полученные данные открывают путь к пониманию механизмов фотоповреждения зрительных клеток сетчатки. В перспективе возможно будет проводить идентифицикацию различных флуорофоров в грануле и разрушать токсичные флуорофоры с нанометровым пространственным разрешением фемтосекундными импульсами. (ИХФ РАН, ИБХФ РАН)
Синтезированы и исследованы новые перспективные противоопухолевые агенты - доноры монооксида азота. Выявлена их способность замедлять развитие лекарственной резистентности опухолей и повышать чувствительность злокачественных опухолей к традиционным противоопухолевым препаратам, что позволяет уменьшать концентрации последних и снижать вероятность побочных эффектов. Установлена значительная антиметастатическая активность новых доноров монооксида азота. Показана зависимость этого эффекта от изменений активного транспорта ионов Ca2+ в клетках, что может рассматриваться как один из механизмов антиметастатической активности NO-доноров. (ИПХФ РАН)
Синтезированы полиядерные нитроксильные радикалы, имеющие планарное строение и положительный заряд в алифатической цепи. Экспериментально доказано, что новые полиядерные нитроксилы (производные бензоиндолпирролина) являются интеркаляторами ДНК. Методом ЭПР определены константы связывания с ДНК новых противоопухолевых препаратов. В лабораторных условиях наработаны партии стабильных нитроксильных радикалов, которые с успехом применяются в производстве магнитометров с динамической поляризацией ядер, широко используемых в геологоразведке. (ИБХФ РАН)
С целью поиска новых противовирусных веществ и средств диагностики вирусных инфекций осуществлен синтез водорастворимых функциональных полимеров различного химического строения, а также их комплексов с поверхностно-активными веществами (ПАВ) и исследовано взаимодействие с различными вирусами. Электронномикроскопическое исследование позволило выявить сильное вирулицидное действие полимерных комплексов катионных ПАВ, обусловленное разрушением наружной оболочки вирусов. Обнаружено повышенное сродство вирусных частиц к положительно заряженным полимерам, что позволило усовершенствовать электронномикроскопическую диагностику вирусных гастроэнтеритов и повысить ее эффективность в 3 раза. (ИВС РАН, НИИ гриппа РАМН)
Cинтезированы новые производные бетулоновой кислоты, содержащие у атома С-28 фрагменты аминокислот или их метиловых эфиров, а также C-30-аминопроизводные. Установлено, что пептиды бетулоновой кислоты являются активными ингибиторами ВИЧ-инфекции, обеспечивающими 90-процентное ингибирование вируса в наномолярных концентрациях, что на порядок ниже, чем азидотимидином. Синтезированные соединения эффективно защищают клетки от вирус-индуцированного цитопатического действия. Ряд амидов и пептидов бетулоновой кислоты обладают также антигерпетической (на уровне ацикловира) и иммуностимулирующей активностью. Новые амиды бетулоновой кислоты перспективны для использования в полихимиотерапии онкологических заболеваний (НИОХ СО РАН, ГНЦ ВБ "Вектор")
Установлена полная структура липополисахарида возбудителя бубонной чумы - бактерии Yersinia pestis. Выявлены особенности строения олигосахарида кора и липидного компонента - липида А, связанные с биологическими свойствами липополисахарида, позволяющими микроорганизму преодолевать защитные механизмы как холоднокровных животных (насекомых - переносчиков инфекции), так и теплокровных млекопитающих (грызунов и человека). (ИОХ РАН совместно с ГНЦ прикладной микробиологии, Исследовательским центром Борстеля, Германия, Гарвардской медицинской школой, США)
С целью выяснения механизма действия препарата Димебон (для лечения болезни Альцгеймера) проведено детальное исследование его влияния на ряд ключевых мишеней в центральной нервной системе и проницаемость особых митохондриальных пор. Установлено, что механизм действия нового нейропротекторного препарата Димебон заключается в ингибировании: Са2+-каналов, токсического действия ?-амилоидного пептида, ацетилхолин- и бутирилхолинэстераз, особых митохондриальных пор, а также в блокировании АМРА-рецептора и полиаминного сайта NMDA-рецептора. (ИФАВ РАН)
Закончен важный этап в изучении механизмов, лежащих в основе развития болезни Альцгеймера. Выявлены нарушения в регуляторных клеточных системах, которые могут быть ответственны за гибель нейронов, дефицит холинергической системы и накопление ?-амилоида. Показано, что гибридные молекулы антиоксидантов, содержащие фрагменты, ответственные как за антиоксидантные свойства, так и за антихолинэстеразное действие и структурные изменения в мембранах, являются перспективными биологически активными веществами для лечения болезни Альцгеймера. (ИБХФ РАН)
С помощью световой микроскопии подтверждено, что успешная пересадка кожного лоскута возможна только у мышей с одинаковым метаболическим статусом, оцениваемым по разработанному в Центре универсальному критерию. Установлено, что степень поражения печени и липидного обмена у крыс при химически индуцированном циррозе находится в прямой зависимости от фенотипа NAT2. Животные с фенотипом быстрого NAT2 имеют более глубокие и специфические нарушения биохимических и гистологических показателей крови и печени.Выявлена высокая эффективность производных адамантана при облитерирующем эндартериите и химически индуцированном гепатите. (ЦТПФХФ РАН)


Аналитическая химия

Созданы новые методы определения металлов платиновой группы. Разработаны методики потенциостатического кулонометрического определения иридия и рутения в технологических материалах, включающие синтез электрохимически активной формы под действием микроволнового излучения. Предложен высокопроизводительный метод совместного определения микроколичеств платины и палладия в водных средах, основанный на использовании проточно-инжекционного анализа. Получены тест-средства для экспрессного определения палладия в различных объектах. Разработан сорбционно-рентгено-флуоресцентный метод определения концентраций золота и платины в растворах сложного состава. (ИОНХ РАН, МГУ)
Предложен новый подход к фракционированию различных по подвижности и биологической доступности форм элементов в почвах. Твердый измельченный образец удерживается во вращающейся спиральной колонке под действием центробежных сил при прокачивании через нее водных растворов солей и комплексообразующих реагентов, необходимых для последовательного выщелачивания различных форм элементов. Степень извлечения тяжелых металлов и мышьяка выше, чем в случае обычно применяемого экстрагирования в статическом режиме. (ГЕОХИ РАН)
Получены реагенты и разработаны методики иммунохимического определения пестицидов разных классов в концентрациях до 0,1 нг/мл, что соответствует международным нормам экологического мониторинга. Методы эффективны для контроля загрязнения пестицидами питьевой воды и природных водоемов. (ИНБИ РАН)
Разработана система аналитического обеспечения производства монокристаллов ортогерманата висмута (BGO), обладающих рекордными оптическими и сцинтилляционными характеристиками. Система включает определение до 50 элементов-примесей в диапазоне концентраций 10-4 - 10-6 % масс. методами атомно-эмиссионной спектрометрии и лазерной масс-спектрометрии в исходных, промежуточных и конечных продуктах и прецизионное определение германия и висмута в отходах. (ИНХ СО РАН)
Предложена методика определения кислорода и углерода в широком классе твердых высокочистых веществ, в том числе в стеклах систем AsSe, AsS и изотопнообогащенном кремнии на тандемном лазерном масс-рефлектроне. Методика включает предварительную и в ходе анализа очистку поверхности пробы излучением лазера с модулированной добротностью. Предел обнаружения кислорода и углерода составил 7-10-7% масс., что соответствует лучшим результатам активационных методов анализа. (ИХВВ РАН)

Неорганическая химия

Разработаны методы синтеза борсодержащих биологически-активных соединений на основе замещенных производных клозоборатных анионов и липидоподобных транспортных групп, таких как диалкилглицерины и высшие жирные спирты, для целей нейтроно-захватной терапии. Показано, что нуклеофильное замещение водорода в анионе В10Н102- имеет ярко выраженный региоселективный характер, присущий пространственно-ароматическим системам. (ИОНХ РАН)
Изучена структура, термические свойства, тепловое расширение и электрическая проводимость твердых растворов La1/3Sr2/3Fe1-y/3Cry/3O3-? (y = 0, 0.3, 0.6, 1.0) при температурах 750-950?C в интервале давлений кислорода от 10-22 до 0.5 атм. Обнаружено наличие инвариантного состава (y=1), сохраняющего орторомбическую Pbnm симметрию элементарной ячейки при изменении содержания кислорода и имеющего повышенную проводимость по ионам кислорода (?0.2 S/см при 950?C). (ИХТТ УрО РАН)
Установлено существование и определены энтальпии образования в газовой фазе молибдатов и вольфраматов хрома CrXO4 (X=Mo,W;n=3-5), марганца MnXO4 (X= Mo,W; n=3,4), ниобатов, фосфатов и титаната марганца MnXO4 (X= Nb, P;n=2,3), MnTiO3, ниобата, танталата CrNbO3, CrTaO3 и фосфатов хрома (CrPO4, CrPO3), хроматов бария (BaCrО2, BaCrO3), а также солей железа: молибдата FeMoO4,вольфрамата FeWO4 и фосфатов (FePO, FePO3). (ИХС РАН)
Изучено извлечение радионуклидов и РЗЭ из растворов переработки перовскитового концентрата с использованием трибутилфосфата (ТБФ), октанола и ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты (Д2ЭГФК). Экстракционная очистка от тория протекает удовлетворительно с применением ТБФ, насыщенного HCl, и наиболее полно - с Д2ЭГФК. Для извлечения железа предпочтительно использовать октанол, более устойчивый в кислых средах, чем ТБФ. Достигнуто высокое извлечение Th и РЗЭ в осадки - более 99,4 и 99,9% соответственно. Содержание ThО2 в фильтрате ?1 мг/л, что удовлетворяет требованиям санитарных норм на сброс производственных стоков в канализацию. (ИХТРЭМС КНЦ РАН)
В гидротермальных условиях синтезированы нанотубулярные гидросиликаты изоморфного ряда Mg2Si2O5(OH)4- NiSi2O5(OH)4 имеющие структуру хризотила. Показано, что даже небольшое количество никеля в структуре нанотрубок существенно меняет их диаметр и длину. (ИХС РАН)

Совместно с Университетом Версаля (Франция) разработана методика направленного синтеза кластерных соединений нанометровых размеров, содержащих десятки атомов металла. Осуществлен синтез поли-оксотиометаллатного комплекса состава [{Mo3S4(H2O)5}4(?-SiW10O36)4]16-. Методами рентгеноструктурного анализа установлено, что анионный кластер в диметиламмонийной соли имеет размеры 3,0 нм и уникальную циклическую порфириноподобную структуру. Синтезированные соединения перспективны для создания селективных нанореакторов. (ИНХ СО РАН)
Изучены внутренние движения, фазовые переходы и ионная проводимость ряда комплексных фторидов циркония, гафния и сурьмы (III) с гомо- и гетероатомными катионами. Показано, что полиморфные превращения в большинстве соединений сопровождаются переходом кристалла в суперионное состояние, а высокая ионная (суперионная) проводимость обусловлена трансляционной диффузией ионов фтора и катионов аммония, таллия и, возможно, щелочных металлов. (ИХ ДВО РАН)

Химическая термодинамика и термохимия

Определена абсолютная энтропия и другие термодинамические характеристики аморфных металлических сплавов, сформулированы новые термодинамические условия перехода жидких сплавов в аморфное состояние. Установлено, что остаточная при 0 К энтропия аморфных сплавов находится в пределах от 0 до 2,7 Дж/моль.К и следовательно по уровню упорядоченности аморфное состояние сопоставимо с кристаллическим и что к нему применимо третье начало термодинамики. Условия, определяющие переход жидких металлических сплавов в аморфное состояние контролируются двумя термодинамическими функциями - конфигурационными энтропией и теплоемкостью расплава, которые в свою очередь зависят от ковалентной составляющей химической связи. (ИОНХ РАН, ИМЕТ РАН, ФГУП ЦНИИЧЕРМЕТ, МГИСиС)
Методами прецизионной адиабатической вакуумной и динамической калориметрии, а также калориметрии сжигания получен комплекс фундаментальных термодинамических характеристик сложных классов органических, металлоорганических и полимерных соединений, фуллеренов и фуллеренсодержащих материалов. Полученные результаты вошли в банки данных по термодинамическим свойствам и термодинамическим параметрам. (ИПФХ РАН, ИНЭОС РАН, ИСПМ РАН, ИМХ РАН, МГУ, РХТУ, ННГУ)
Проведены экспериментальные и теоретические исследования термодинамических свойств, супрамолекулярной структуры и физико-химических свойств растворов, флюидных систем, растворов ПАВ, жидких кристаллов, неоднородных полимерных гелей, магнитных жидкостей; разработан метод построения атомных моделей ионных жидкостей. Развит молекулярно-статистический подход для описания жидких кристаллов. Разработан новый подход к уравнению состояния и сформулирована общая теория уравнения состояния трехмерных и двумерных систем. Предложена схема разложения свободной энергии ассоциации протеинов. (ИХР РАН, СПб. ГУ, МГУ, МГИСиС)
Развиты методы неравновесной термодинамики для описания течения газа в наноразмерных капиллярах, исследованы особенности нестационарного и стационарного массопереноса через первапорационные мембраны, макрокинетики экзо- и эндотермических процессов. В приближении идеальных газов выведены уравнения согласованного изменения температуры и давления в равновесном адиабатическом процессе, в котором обратимая газофазная химическая реакция протекает в сопряжении с механической работой расширения газов. (ИФХ РАН, МИФИ, МГУ)
Проведены масс-спектральные и термохимически исследования термодинамики диссоциации и испарения сложных оксидных и солевых систем, образования природных

минералов: мусковита, поллуцита и брюстерита. Развиты методы построения Р-Т-х диаграмм. (ИОНХ РАН, ГЕОХИ РАН, ИМЕТ РАН, МГУ)

Физико-химические основы металлургических процессов
На основании анализа дифракционных данных и результатов компьютерного моделирования впервые выявлен универсальный характер некристаллической симметрии преимущественно пятого порядка в металлических расплавах и метастабильных аморфных и наноразмерных фазах, что развивает представления о строении неупорядоченных металлических систем и позволяет управлять структурой новых металлических материалов при их создании. (ИМЕТ УрО РАН).
В рамках модели ассоциированного раствора рассчитаны термодинамические свойства тройных расплавов Fe-Si-Al по данным о граничных бинарных системах. Наблюдающиеся закономерности изменения свойств объяснены конкуренцией атомов кремния и алюминия за атомы железа в процессе образования кластеров FexSiy и FexAly. Показано, что в расплавах Fe-Si-Al всего концентрационного диапазона наблюдаются отрицательные отклонения от закона Рауля, усиливающиеся при приближении к расплавам граничной системы Fe-Si. (ИМЕТ РАН)
Разработаны новые методики, алгоритмы и компьютерные программы численного термодинамического моделирования процессов охлаждения и кристаллизации сплавов на основе железа. Программы учитывают теплофизические, диффузионные и химические процессы, позволяют рассматривать различные геометрические образы объектов и учитывать разные граничные условия. Моделирование процессов охлаждения и затвердевания проведено для отливок, слитков в изложнице, непрерывнолитых плоских заготовок в тонких сечениях и каплеобразных объектов. (ИМЕТ УрО РАН)
Впервые экспериментально обнаружены структурные переходы в расплавах меди (1170°С) и кобальта (1595°С), сопровождаемые изменением их кристаллизационной способности и аномальным поведением вязкости. По данным спектрально-корреляционного анализа показано, что временная зависимость вязкости в области структурных превращений имеет колебательный характер, обусловленный осциллирующими релаксационными процессами в неравновесных расплавах и проявлением шумоиндуцированных переходов в метастабильной области вблизи критических температур. (ФТИ УрО РАН)
Выполнены расчеты кинетики рекомбинации атомов кислорода в термической кислородной плазме и кислородной плазме с примесью атомов водорода при снижении температуры с различной скоростью на основе механизма,
включающего в себя 45 реакций между компонентами. Определена оптимальная скорость охлаждения, позволяющая достигнуть значительных отклонений от равновесного содержания атомарного кислорода. Оценены условия образования заметных количеств озона и пероксида. (ИМЕТ РАН)

Конструкционные материалы для термоядерных реакторов

Разработана сталь Cr-W-V базовой композиции бейнитового класса для корпусов энергетических, водяных реакторов, характеризующаяся минимально возможным содержанием высокоактивируемых примесных элементов (Ni, Mo, Nb, Co, Cu ) и вредных примесей ( P, S). Сталь обеспечивает в 100 раз более низкий уровень наведенной активности при 40-летней выдержке после вывода из эксплуатации реактора по сравнению с используемой в настоящее время. (ФГУП ЦНИИ "Прометей")
Впервые в мировой практике проведена выплавка крупнотоннажного слитка массой 52 т, изготовление обечаек с толщиной стенок 170 и 375 мм, предварительная (противо-флакетная), основная и дополнительная термические обработки малоактивируемой стали 15 Х2В2ФА-А. (ФГУП ЦНИИ "Прометей", ОАО "Ижорские заводы")

Проведены исследования ферритно-мартенситной хромистой жаропрочной стали с быстрым спадом наведенной активности типа ЭК-181, ЭК-182 для изготовления тест-модуля международного реактора ИТЭР. Сталь ЭК-182 испытана на длительную прочность и ползучесть (до 20000 час) при 650 и 700оС. Проведены реакторные (в БОР-60) испытания образцов стали ЭК-181 при температуре 320-345оС и повреждающей дозе 6 - 8,2 сна. Предложен режим термической обработки, который в 1,5 - 2 раза увеличивает сопротивление низкотемпературному радиационному облучению изделий из данной стали. (ФГУП ВНИИНМ)
Новые конструкционные материалы
Проведены исследования по оптимизации химического состава и технологических регламентов производства массовых видов проката из конструкционных низко-легированных сталей. Установлено, что повышенная и высокая прочность (?Т = 225-700 МПа) и хладостойкость (до -60°С) и улучшенная свариваемость проката из этих сталей достигается выплавкой с применением ковшевой металлургии в комплексных агрегатах с рафинированием и модифицированием жидкого металла, что обеспечивает высокую чистоту стали по вредным примесям (S, Р и др.). Последующие нормализация, термическое улучшение и термомеханическая обработка по разным режимам, способствуют измельчению зерна. (ИМЕТ РАН, ФГУП ЦНИИ "Прометей", ФГУП "ЦНИИЧЕРМЕТ", ОАО "Уральский институт металлов", ГУП "ЦНИИСК")
С помощью дифференциального баротермического и других методов физико-химического анализа исследовано влияние давления на характеристические температуры и структурные составляющие ряда жаропрочных сплавов. В частности, определены параметры барометрической обработки материала турбинных лопаток, что позволило увеличить срок службы этих изделий более чем в три раза, не менее 12000 часов. ( ИПК РАН)
Путем механической обработки в планетарных мельницах-активаторах получены пересыщенные твердые растворы в несмешиваемых металлических системах. В системе Fe-Bi механохимически созданы структурно новые композиты, представляющие собой нанокристаллиты железа с поверхностной фазой в виде тонкого эпитаксиального слоя легкоплавкого компонента. Разработанные нанокомпозиты перспективны для создания и стабилизации чрезвычайно больших поверхностей у активных металлов и могут использоваться в разработке металлических цементов, скелетных катализаторов, а также в водородной энергетике. (ИХТТМ СО РАН)
Предложена модель атомно-кристаллической структуры бета-тантала, обнаруженной при нанесении покрытий электролитическим осаждением и магнетронным распылением. Установлено, что бета-тантал принадлежит к классу структур Франк-Касперовского типа, но отличается наличием кластеров с более короткими расстояниями между атомами тантала по сравнению с обычными кристаллами. Модель применена при разработке технологии нанесения покрытий нанометровой толщины на подложки из тантала. (ИМЕТ РАН)
Методом силового СВС-компактирования синтезированы однородные и градиентные высокоплотные жаро- и коррозионностойкие композиты нового типа на основе интерметаллида Nb3Al с металлическими добавками. Метод позволяет получать материалы с заданными электрофизическими свойствами и высокой механической прочностью. ( ИСМАН)




Керамические и другие неметаллические материалы

Исследованы основные закономерности и механизмы формирования пространственных структур керамических материалов. На примере рутила впервые обнаружено и исследовано влияние кривизны поверхности окисляемой преформы и ее массы на скорость и количество образующегося продукта, что открывает возможности управления процессами окислительного конструирования тонкостенной керамики. (ИПК РАН)
Методом пирогидролитического синтеза из растворов нитратов получены наноструктурированные оксидные пленки системы SnO2-In2O3-CdO на керамических подложках из Al2O3, ZrO2, CеO2.. Показано, что резистивные сенсоры на основе SnO2 чувствительны к парциальному давлению кислорода и могут использоваться для экологической экспертизы различных производств. Оксидные пленки на основе CdO обладают низким электрическим сопротивлением и могут быть предложены в качестве электродов для твердых электролитов на основе ZrO2 и HfО2.(ИХС РАН)
Методом СВС синтезированы термо- и коррозионностойкие керамические материалы на основе системы AlN-TiB2, электрофизические свойства которых меняются в зависимости от формы частиц TiB2 и их расположения в матрице AlN от высокоэлектропроводящих до диэлектрических. Теоретическое рассмотрение структуры керамики допускает образование фрактальных структур, в которых даже небольшое количество электропроводящей фазы TiB2, сформированной в виде игл, обеспечивает высокую электропроводность всего материала. (ИСМПМ РАН)
Золь-гель методом получены наноразмерные смешанные ортофосфаты LaxLu1-xPO4. Показано, что изоморфная емкость наноразмерного материала значительно превышает емкость поликристаллических образцов микронного размера.
Методом обратного осаждения при 0оС получены аморфные твердые растворы состава Zr0,965Ce0,035O2 и Hf0,90Ce0,10O2, в ходе термообработки которых до 1200 оС образуются частично стабилизированные нанокристаллические (до 30 нм) порошки. Из нанопорошков твердых растворов Zr(1-x-y)HfxYyO2 (0,05?x?0,15; y=0,08) получены электропроводящие керамические материалы кубической структуры с плотностью близкой к теоретической и размером кристаллов 50-60 нм. (ИХС РАН)

Химия высокочистых веществ

Получены образцы высокочистого поликристаллического кремния-30 с содержанием основного изотопа 99,73%, содержанием газообразующих и электроактивных примесей <1017 и 8·1015 см-3, соответственно. Из полученного поликристаллического кремния впервые выращен бездислокационный монокристалл кремния-30. (ИХВВ РАН, НТЦ "Центробежные технологии" С-Пб., Институт роста кристаллов, Берлин, фирма "Виткон", Йена, Германия)
В интервале 5-300 К измерена теплопроводность высокочистого моноизотопного кремния 28Si (99,98%), которая, в исследованном диапазоне температур, оказалась выше, чем образца природного изотопного состава. При комнатной температуре эффект составляет 10±2%, что согласуется с теоретическими оценками, а в области максимума (26 К) теплопроводность 28Si (99,98%) выше в 7,7 раза теплопроводности природного кремния. (ИХВВ РАН, РНЦ "Курчатовский институт", фирма "Виткон",, Йена, Германия).
На основе высокочистых редкоземельных металлов синтезированы соединения R2Fе14B (R=Y, Gd, Lu). Получены гидриды с содержанием водорода до 2,5 атомов на формульную единицу. Изучено влияние гидрирования на магнитные свойства R2Fе14B. Обнаружено увеличение намагниченности насыщения и магнитного момента при гидрировании. Поле магнитной анизотропии этих соединений при гидрировании уменьшается, а температура Кюри - увеличивается на ?30°С. (ИМЕТ РАН)
Разработана технология очистки исходных солей и получения одно- и двухслойных световодов для волоконной техники на основе высокочистых монокристаллов галогенидов серебра с поглощением n.10-4 см-1. Исследования позволили применять при изготовлении двухслойных волокон разные сочетания кристаллов и получать сердцевину и оболочку с заданной разницей показателей преломления. (ГНЦ Гиредмет).
Выращены кристаллы высокочистых хлорида и бромида серебра (материалов для волоконных световодов), легированных ионами иода и тербия (3+). Методом СВЧ- фотопроводимости изучена кинетика фотохимических процессов, приводящих к формированию кластеров серебра. (ИПТМ РАН, ИПХФ РАН)

Физико-химические основы полупроводникового материаловедения

С целью воссоздания крупномасштабного производства кремния в России проведено изучение реальной структуры монокристаллов, выращенных различными способами, для оптимизации процессов получения и усовершенствования технологии. Методами оптической и просвечивающей микроскопии изучены закономерности дефектообразования в бездислокационных пластинах кремния диаметром 150 мм с разным содержанием кислорода в процессах многоступечатых термообработок, в режиме создания внутреннего геттера. Выявлено влияние легирования азотом на особенности дефектообразования, обусловленного распадом пересыщенного твердого раствора кислорода. (ГНЦ Гиредмет)
Исследование монокристаллов кремния диаметром 160 мм, выращенных методом Чохральского с ориентацией (100) показало, что примесные неоднородсти, проявляющиеся в виде фигур травления с геометрией ориентации шайбы (001) являются источником дислокаций. Микронеоднородности представляют собой частицы As2О5. После термообработки появлялись дефекты, обусловленные распадом пересыщенного твердого раствора кислорода в кремнии (SiO2). Ближе к периферии шайб концентрация дефектов существенно уменьшается, что следует учитывать при создании приборных структур. (ФТИ РАН)
Эксперименты по безтигельной зонной плавке монокристалла антимонида индия, легированного теллуром, в условиях полета искусственного спутника земли типа "Фотон" показали, что процессы тепло- и массопереноса в расплавах при выращивании монокристаллов методами направленной кристаллизации и соответственно микро- и макронеоднородности состава чувствительны к воздействию на расплав постоянных и квазипостоянных сил малой величины, гравитационной или инерциальной природы. Результаты дают основание для постановки работ по изучению влияния малых сил указанной природы на процессы выращивания монокристалов в земных условиях. ( ИМЕТ РАН)
Исследована диаграмма квазибинарного разреза ZnTe - CdTe при изменении состава по металлу. Показано, что граница максимальной растворимости металлов с увеличением содержания цинка сдвигается в сторону теллура. Экспериментально построены р-Т;Т-х;р-х проекции солидуса твердого раствора в области температур 1100 - 1350 К для процесса квазикопгруентной сублимации металл : теллур = 1:1; оценен состав пара. Показано, отсутствие азеотропов в данной системе. Полученные данные дают возможность управлять составом монокристаллов данных твердых растворов, представляющих практический интерес для медицинской томографии. (ИОНХ РАН)





Теоретические основы химической технологии

Неравновесная плазма пониженного давления использована для модифицирования поверхности различных полимерных материалов и изделий. Показано, что гетерогенные реакции, обеспечивающие модифицирование, влияют на состав газовой фазы и возникает обратная связь между химическим составом плазмы и ее физическими свойствами. Исследована динамика процессов установления тока разряда и светимости плазмы в процессах десорбции газа с граничной поверхности. Установлено, что динамическое поведение плазменной системы можно описать с использованием зависимости ее параметров от площади обрабатываемого материала. (ИХР РАН)
Выполнен цикл исследований по математическому моделированию и оптимизации процессов газоразделения методом короткоцикловой адсорбции с периодическим изменением давления. Метод имеет значительные перспективы промышленного использования, в частности, для получения чистого кислорода разделением воздуха или чистого водорода из продуктов каталитической конверсии природного газа. (МГУ)
Разработан метод управления кинетическими и макрокинетическими характеристиками процессов газофазного горения, взрыва и детонации, включая их интенсивность и критические условия возбуждения, с помощью высокоэффективных, коррозионно-безопасных и недорогих ингибиторов и промоторов. Их эффективность регулируется подбором соответствующей функциональной группы в молекуле. Метод апробирован во всех режимах горения и взрыва водородо-воздушных смесей, в том числе в условиях кумуляции. (ИСМАН)
Разработаны научные основы новой технологии ванадиевых катализаторов конверсии сернистого газа на основе экспериментальных данных об элементарных актах образования наноформ поливанадатов щелочных металлов. Исследование процессов зарождения, созревания и роста частиц поливанадатов и их топохимических превращений при термообработке позволили выбрать условия получения катализатора с активностью, намного превышающей современные аналоги того же состава. Это обеспечило повышение конверсии сернистого газа до 70 % при 420оС против 45% у лучших аналогов. (МГУ)

Химические технологии природных и сточных вод

Разработаны новые технологии биологической очистки сточных вод и типы очистных сооружений, способные помимо основных, легкоокисляемых видов загрязнений, эффективно удалять соединения азота и фосфора, нефтепродукты, синтетические ПАВ, хлорорганические, фосфорорганические и другие трудноокисляемые и даже токсичные вещества.
Разработаны методы очистки поверхностного стока, вносящего до 80% в общий баланс загрязнений водоисточников, от органических веществ и соединений азота биосорбцией. Обоснованы приоритетные показатели загрязнений и метод расчета концентраций загрязняющих веществ при определении поверхностного стока на очистку и в водоемы. (ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО)









БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
?Академик-секретарь Отделения академик А.И.Григорьев?


ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

Проблемы экологии биологических систем.
Проведена комплексная оценка биологического разнообразия Курильского архипелага. Показано, что курильской островной биоте свойственно очень высокое таксономическое разнообразие при невысоком уровне эндемизма, что свидетельствует об относительно недолгом периоде изоляции. (БПИ ДВО РАН, Университет штата Вашингтон, США, Хоккайдский университет, Япония). Создание системы экспертно-прогнозных карт (динамика растительности, параметры биологического круговорота, почвенного покрова) позволило разработать основные положения концепции охраны и рационального использования природных комплексов северо-восточного региона России. (ИБПС ДВО РАН)
На примере крупного региона - Волжского бассейна и его окружения - разработана региональная прогнозная концепция, позволяющая оценить экологические последствия глобального антропогенного потепления. Рассмотрены прогнозные ландшафтно-экологические сценарии ближайшего будущего биосферы, На модельной территории выявлены механизмы предполагаемых изменений в мозаике растительности, почв и самих ландшафтов при различных сценариях климатических изменений за период до середины ХХ1 века. (ИЭВБ РАН)
Установлены закономерности антропогенной трансформации биотических компонентов географических ландшафтов запада таежной зоны России и разработаны основы минимизации ее негативных экологических последствий. (ИЛ КарНЦ РАН)
Для Полярного Урала определены скорости смещения верхней границы леса и изменения площадей различных типов лесотундровых экосистем в связи с изменениями климата за последние 1150 лет.
В монографии "Реализация морфологического разнообразия" изложены итоги многолетних исследований проблемы устойчивого воспроизводства биоразнообразия на популяционном уровне. (ИЭРиЖ УрО РАН)
Для территории Сибири установлена зависимость влагооборота от структуры лесного покрова, его снегоаккумулирующей способности. С учетом зонально-климатических особенностей определены количественные параметры трансформации водного баланса лесных территорий, в том числе динамики стока рек в результате нарушения пространственной структуры лесного покрова. (ИЛ СО РАН)
Прослежена динамика состояния бентосных сообществ Карского, Баренцова и Белого морей на протяжении ХХ столетия. Полученная информация интерпретируется как естественное состояние природной среды, существующее до начала добычи и транспортировки нефти на арктическом шельфе, что в дальнейшем позволит оценить негативные экологические последствия этой деятельности в Арктике. (ММБИ КНЦ РАН)
Проведен анализ изменений в экосистеме Каспийского моря, происходящих в результате усиления антропогенной нагрузки, включая активизацию эксплуатации




морских и прибрежных месторождений углеводородов и появление новых транспортных коридоров. (ПИБР ДагНЦ РАН)
Подведены итоги 10-летнего мониторинга восстановления растительного покрова и почв на нарушенных территориях Усинского месторождения нефти (бассейн нижнего течения р. Колва). Экспериментально установлено положительное значение внесения торфа, который улучшает свойства песчаного субстрата и привносит зачатки растений, впоследствии закрепляющих субстрат. Эффективен посев многолетних трав. (ИБ КомиНЦ УрО РАН).
Изучено влияние ионов тяжелых металлов (меди, кадмия, свинца) на рост, морфогенез и биохимический состав водных растений в диапазоне концентраций 1-1000 мкМ. Выявлено наличие многоуровневой защиты в клетках от токсического воздействия металлов, что имеет большое значение для выживания водных растений при загрязнении водоемов. (ИЭВБ РАН)
В горных тундрах Кольской Субарктики проведено комплексное изучение роли видового состава и структуры растительных сообществ на продукционно-деструкционные и почвообразовательные процессы; разработана схема круговорота углерода во внутригодичных и годичных циклах. (ПАБСИ КНЦ РАН)
Проведен скрининг микрофлоры образцов почвы и стоков промышленных предприятий, загрязненных продуктами химического синтеза. Исследовано разнообразие бактерий, конвертирующих нитрилы карбоновых кислот. В результате селекции получены новые штаммы бактерий - процуцентов нитрилгидратазы и нитрилазы. (ИЭГМ УрО РАН)
Подготовлена и опубликована "Красная книга Мурманской области". (ИППЭС КНЦ РАН)

Изучение, охрана и рациональное использование животного мира.

С использованием микродатчиков проведено крупномасштабное исследование пространственного поведения птиц на миграционных остановках. Показано, что пространственно-временное распределение предпочитаемых кормов является основным фактором, определяющим тип подвижности разных видов воробьиных в пределах района миграционной остановки. Разработана модель, предсказывающая стратегию миграции воробьиных птиц. (ЗИН РАН)
Сформулированы представления о палеогидрографических и эволюционных факторах, обусловивших разнообразие и высокий эндемизм эфиопской ихтиофауны. Установлена общность механизмов симпатрического формообразования в условиях низкого видового разнообразия, свойственного определенным типам озер и рек. Выдвинута концепция паратрического формообразования в условиях обедненности рыбного населения горных водоемов.
Подведены итоги многолетних исследований фауны млекопитающих Вьетнама. Составлен таксономический список видов, оценена роль различных фаунистических элементов, установлены их связь с высотной поясностью и реакции на антропогенный пресс. (ИПЭЭ РАН)
Проанализированы данные, полученные более чем за 100 лет, по пространственно-временной динамике ареалов, экологии гнездования, биоценотических связей и популяционных показателей гусеобразных птиц в восточноевропейских тундрах. Выяснено, что динамика численности птиц обусловлена сукцессиями местообитаний, развивающимися на фоне многовековых и внутривековых колебаний климата в высоких широтах. Выявлены основные места концентрации гнездящихся и мигрирующих птиц. (ИБ КомиНЦ УрО РАН)
Унифицированное изучение тонкого строения волос у 322 видов млекопитающих позволило дать оценку адаптивного и диагностического значения

структур волос, что может служить основой для разработки проблемы эволюции волосяного покрова. (ИПЭЭ РАН)
Разработана филогения эвгленозоев. Доказано, что эвгленовые и кинетопластиды - два самостоятельные типа протистов, не связанные общностью происхождения. (ЗИН РАН)
Составлена обобщающая сводка по морфологии и распространению 550 видов грибных комаров мицетофилин фауны России. Она включает 92 новых для науки вида и 215 видов впервые зарегистрированных на территории нашей страны. (ИПЭЭ РАН)
Исследована фауна огневкообразных Бурятии. Установлено, что на территории региона обитает 184 вида, из которых 10 впервые отмечены для Азиатской части России. Проведен сравнительный анализ списков фаун огневкообразных разных районов Сибири: Западной Сибири, Алтая, Хакасии, Тувы, Восточного Забайкалья, Якутии, Монголии. (ИОЭБ СО РАН)
Изучены основные эакономерности внутрипопуляционных реакций на изменение условий среды и характер антропогенного воздействия у трех видов горных козлов (дагестанский тур, безоаровый козел, сибирский козерог) и пяти подвидов горных баранов. Установлены существенные различия в особенностях использования территорий самками и самцами, обусловленные неодинаковостью их требованиям к условиям среды. (ПИБР ДагНЦ РАН)

Изучение, охрана и рациональное использование растительного мира

Подготовлен к печати ХI том сводки "Флора Восточной Европы", содержащий характеристики 35 семейств высших растений с 204 родами и 980 видами; он завершает 30-летнее изучение этой территории. Продолжена работа по подготовке и публикации "Определителя лишайников России", "Определителя грибов России", многотомной сводки "Растения Центральной Азии" (БИН РАН); завершена "Флора Сибири", подготовлен к печати первый том "Флоры Алтая" (ЦСБС СО РАН). Опубликован первый том "Критического конспекта флоры Кавказа", содержащий полную сводку сосудистых растений от псилотовых до голосеменных с их синонимикой и данными об ареалах, а также ботанико-географическое районирование региона. Итоговым результатом многолетних исследований флоры Вьетнама стали три коллективных монографии, в том числе обзор одного из крупнейших семейств - орхидных (897 видов); 16 видов описаны как новые. (БИН РАН)
На основе оригинальной базы флористических данных впервые проведен сравнительный анализ и установлены основные закономерности и уровни видового и родового эндемизма флор Восточной Азии, включая Восточную Сибирь, Российский Дальний Восток, Монголию, Восточный Китай, Корею, Тайвань и Японию. Тропические роды, составляющие до 80 % флоры на 20? северной широты, практически исчезают на 55- 60? северной широты, тогда как для умеренных родов характерна обратная закономерность. Наиболее резкий градиент в распределении флоры наблюдается на 40? северной широты, что соответствует изотерме положительных зимних температур. (БПИ ДВО РАН; Музей естественной истории, Иллинойс, США; Ботанический институт АН Китая; Университет Андонга, Республика Корея)
Изучена структура флоры Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги; зарегистрировано 1010 видов, в том числе 200 - адвентивных, преимущественно средиземноморского (31,5%) и североамериканского (22%) происхождения. В большей степени (71%) проникновение адвентивных видов происходит стихийно. Составлен конспект альгофлоры планктона нижневолжских водохранилищ и их основных притоков, включающий 1898 видов, разновидностей и форм водорослей;


определена таксономическая, географическая и экологическая структура альгофлоры. (ИЭВБ РАН)
Определен полный видовой состав фитопланктона лиманов Восточного Приазовья и Азовского моря. Установлено, что в условиях частичной изоляции от Мирового океана здесь сформировалась флора, типичная для внутренних водоемов. Виды морского происхождения составдяют не более 30% флоры Азовского моря и 5% флоры лиманов. (ММБИ КНЦ РАН)
Всесторонне охарактеризована роль лишайников в арктических и бореальных высокогорьях, их участие в выветривании горных пород, почвообразовании и пищевых цепях. (ИЭРиЖ УрО РАН)
Создана информационно-поисковая База данных "Справочник по числам хросомом сем. Маревые". Установлено, что для многих видов этого семейства характерна разной степень полиплоидии - от ди- до декаплоидного уровня. На территории Сибири числа хромосом определены для 75% видов маревых. (ЦСБС СО РАН)
На примере 2500 видов прослежено на молекулярном и морфологическом уровнях развитие различий в организации флоэмного транспорта древесных и травянистых форм. Сдана в печать монография "Транспортная система сосудистых растений". (БИН РАН)
Подготовлена и опубликована "Стратегия ботанических садов России по сохранению биоразнообразия растений". (ГБС РАН)
Разработан цифровой вариант карты растительности Корякского АО в масштабе 1 : 200000. Обобщены материалы по растительности Магаданской области. (ИБПС ДВО РАН)
Завершен очередной этап анализа результатов интродукции видов древесных растений в Сибири; изучены 766 видов из 129 родов и 40 семейств деревьев, кустарников, полукустарников и древесных лиан, перспективных для выращивания в условиях Южной Сибири. (ЦСБС СО РАН)

Общая генетика

Опубликована коллективная монография "Генофонд и геногеография народонаселения", т.2. "Геногеографический атлас населения России и сопредельных стран" Помимо многочисленных карт распределения частот полиморфных генов человека в Северной Евразии и маркеров митохондриальной ДНК атлас содержит интегральные карты североевроазийского генофонда, включая карты гетерозиготности и межпопуляционного генного разнообразия, а также карты основных направлений географической изменчивости генофонда. (ИОГЕН РАН). На основании данных об изменчивости митохондриальной ДНК и нерекомбинирующих участков Y-хромосомы охарактеризованы структура и разнообразие ряда этнических групп Северной Евразии, реконструированы наиболее древние этапы формирования генофондов монголоидного населения этого региона. (ИБПС ДВО РАН)
Подведены итоги 10-летних исследований цитогенетического статуса космонавтов, принимавших участие в полетах на орбитальных станциях. Полученные результаты позволяют прогнозировать генетический риск, обусловленный продолжительностью пребывания в космосе.
Для исследований молекулярных механизмов генетических процессов, а также для поиска новых регуляторных элементов геномов и изучения структурно-функциональных особенностей генетической информации про- и эукаритических организмов предложена репортерная система, основанная на высокой активности и термостабильности лихеназы.

Обоснованы генетические принципы искусственного воспроизводства и рационального промысла популяций лососей; проведено исследование генетических эффектов промысла, искусственного воспроизводства, акклиматизации. (ИОГЕН РАН)
Открыт новый ген SuUR, который участвует в управлении репликацией ДНК в районах интеркалярного гетерохроматина. В мутантах по исследуемому гену эти районы не только заканчивают репликацию раньше нормы, но и полностью политенизируются. Исследована эктопическая экспрессия гена SuUR в системе GAL4-UAS. Установлено, что ее проявление различается в политенных и диплоидных тканях и усиливается при мутации в генах Е2F и mus209. (ИЦГ СО РАН)
Идентифицирован новый ген, кодирующий белок-антипортер, ответственный за резистентность клеток цианобактерий к гербициду параквату.
Разработаны принципы организации формализованной количественной оценки потенциальной мутагенной и канцерогенной опасности химических соединений для человека по результатам их биотестирования и статистического анализа связи между структурой и активностью. (ИОГЕН РАН)
С помощью метода хромосомной живописи проведено детальное сравнение геномов человека и трех видов древнейшей ветви плацентарных млекопитающих: индийского и африканского слонов и трубкозуба. Установлено, что трубкозуб имеет геном, по своей структуре наиболее близкий к структуре предполагаемого предка млекопитающих. (ИЦГ СО РАН)
С использованием ферментных молекулярно-генетических маркеров завершены исследования популяционно-генетической структуры лиственницы Сукачева на Урале. (БСИ УНЦ РАН)

Биология развития

Открыты новые нейрогены - sip-1 и семейства d4, контролирующие развитие нервных клеток коры головного мозга млекопитающих. Гены, гомологичные генам семейства d4, присутствуют и у дрозофилы. Подробно изучены закономерности их развития в онтогенезе.
В ходе регенерации хрусталика и сетчатки у взрослых тритонов впервые локализована мРНК гена Prox1. Экспрессия этого гена в регенерирующем хрусталике максимальна в активно пролиферирующих клетках. В нативной и регенерирующей сетчатке максимальный уровень экспрессии гена обнаружен в зоне локализации мультипотентных клеток. Возможно, что ген Prox1 кодирует фактор транскрипции, контролирующий пролиферацию и дифференцировку клеток в процессе регенерации хрусталика и сетчатки.
На начальных стадиях дифференцировки эмбриональных стволовых клеток выявлена экспрессия гомеобоксных регуляторных генов семейств POU, Pax, Prox и Ptx, контролирующих процессы детерминации и дифференцировки.
При изучении нейральных стволовых клеток человека (НСК) в культуре ткани и при трансплантации в травмированный головной и спинной мозг крыс установлено, что микроокружение, которое формируется при патологии, стимулирует миграцию НСК в нейрогенных областях; в интактном мозге это не наблюдается. (ИБР РАН)
Получены трофобластные стволовые (ТС) клеточные линии обыкновенной полевки (до сих у млекопитающих ТС клеточные линии были получены только у мыши). Наличие ТС клеточных линий, которые могут дифференцироваться in vitro в трофобластные типы клеток, открывает новые возможности для выяснения функции и регуляции экспрессии генов, важных для развития трофобластной линии у млекопитающих, а также представляет новую модельную систему in vitro для изучения импринтипрованной инактивации Х-хромосомы. (ИЦГ СО РАН)
Показано, что при регенерации у иглокожих может происходить полная смена фенотипа дифференцированных клеток. Наличие механизмов, осуществляющих кардинальную перестройку работы генома специализированных клеток, делает иглокожих удобными объектами для изучения проблем функционирования стволовых клеточных систем, совершенствования методов трансплантации и тканевой репарации. (ИБМ ДВО РАН)
При изучении механизмов экспрессии генов в ходе миогенеза рыб показано, что легкие цепи миозина ЛЦ1 и ЛЦ3 в скелетных мышцах вьюна кодируются разными генами. (ИБР РАН)

Лесоведение

Сформирована база данных по лесам, включающая материалы государственных учетов лесов, выборочные данные лесоустройства, результаты научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ. Установлено, что в целом экономический и ресурсный потенциал лесов России остается достаточно высоким и может вносить более существенный вклад в обеспечение экологической безопасности и устойчивое развитие страны. Развита концепция устойчивого лесопользования и управления лесными ресурсами, учитывающая многофункциональную роль лесов как регулятора глобальных биосферных процессов, источника вовлеченных в хозяйственную деятельность сырьевых ресурсов и экологического каркаса территории. (ЦЭПЛ РАН)
Разработана высокоэффективная методика изучения таксационной и морфологической структуры лесов Сибири на основе лазерной и цифровой фото- и видеосъемки, цифровой спутниковой съемки и трехмерного компьютерного анализа изображений; с ее помощью выявлены закономерности таксационного строения и динамики фитомассы в насаждениях. (ИЛ СО РАН).
Обоснованы принципы, методология и оценка биоразнообразия лесов Северной Евразии. Разработаны методы оценки сукцессионного состояния лесных сообществ. Выявлены факторы изменения биоразнообразия лесов под влиянием природных и антропогенных факторов. Определены параметры и индикаторы биоразнообразия с учетом их значимости в лесообразовательном процессе. Разработаны процедуры мониторинга биоразнообразия лесного покрова, включая использование данных наземных исследований и дистанционного зондирования. Сформирована компьютерная база данных, которая включает перечень синтаксонов лесной растительности Европейской России. Выявлены региональные особенности мониторинга биоразнообразия лесных экосистем.
Изучены характер и масштабы катастрофических воздействий природных и антропогенных факторов (лесных пожаров, насекомых-вредителей, промышленных загрязнений) на лесные экосистемы. Установлены пространственно-временные закономерности катастрофических воздействий и разработаны методические подходы к их прогнозированию. Разработаны методы картирования поврежденных пожарами лесов и участков повреждений лесов насекомыми вредителями по данным спутниковых наблюдений низкого среднего пространственного разрешения TERRA-MODIS. Система аэрокосмического мониторинга массового размножения вредных насекомых леса может служить информационной поддержкой для принятия управленческих решений по борьбе с вредителями леса. (ЦЭПЛ РАН)
Разработана концепция ценотипов основных лесообразующих пород России; в качестве показателей использованы морфологические, экофизиологические и геоботанические характеристики видов, особенности их возобновительной и сукцессионной стратегий, адаптивные реакции на изменение ведущих экологических факторов, рейтинговое положение в системах функциональной, природоохранной и сырьевой организации природно-территориальных комплексов. (ИЛАН РАН)
Проведен комплексный анализ биоты грибов, ассоциированных с хвойными породами Дальнего Востока. Выявлен порог поражаемости дальневосточных пятихвойных сосен возбудителем пузырчатой ржавчины. Найден неизвестный в России потенциально опасный патоген лиственницы - ржавчинный гриб. Обнаружено пять новых для России видов сумчатых грибов, паразитирующих на хвое сосен. Установлено, что основными возбудителями болезней сеянцев хвойных на Дальнем Востоке являются почвенные грибы. (БПИ ДВО РАН)
Установлено, что среди факторов, которые могут способствовать инвазии, адаптации и распространению на территории России сосновой древесной нематоды Bursaphelenchus xylophilus, вызывающей гибель хвойных пород, важную роль могут играть температурные условия. Составлена карта регионов России, где возможно проявление этого заболевания; определены предполагаемые пути его проникновения. (ИНПА РАН)

Гидробиология и ихтиология

Для волжских водохранилищ показано, что микробиальные планктонные сообщества (микробиальная "петля"), включающие гетеротрофных бактерий, мелких цианобактерий, эукариотные водоросли, микроскопические грибы, гетеротрофных флагеллят и инфузорий, составляют, в среднем за вегетационный сезон 30% суммарной биомассы планктона; необходим их количественный учет при оценке суммарной биомассы пелагических гидробионтов. (ИБВВ РАН)
Многолетние исследования структуры и потоков вещества и энергии в экосистемах озер, рек и эстуариев позволили сформулировать основные принципы прогнозирования продуктивности водных экосистем, в основе которых лежат балансовые и динамические модели, имитирующие поток вещества от первичных продуцентов к консументам разных трофических уровней. (ЗИН РАН)
Реинтродукция речного бобра и стремительная экспансия в бассейне р. Волги вызвала существенные изменения экосистем малых рек; в них численность и биомасса зоопланктона растет, а разнообразие, численность и биомасса бентосных организмов и рыб падает. Пищевые сети в реках, заселенных бобрами, и тех, где бобры отсутствуют, существенно различаются. Зоопланктон бобровых прудов формирует мощный биофильтр, восстанавливающий качество воды. (ИПЭЭ РАН, ИБВВ РАН). Впервые изучены и количественно оценены экологические и лесохозяйственные последствия поселения бобров на лесных осушительных магистральных каналах; установлено, что в местах поселения бобров эффективность осушительной сети резко снижается. (ИЛАН РАН, ИБ КарНЦ РАН)
Выявлены биохимические механизмы мигрирующих и немигрирующих группировок у молоди атлантического лосося. Мигрирующие группировки используют летом притоки, имеющие по сравнению с главным руслом лучшие кормовые условия. Они характеризуются более активными процессами аэробного метаболизма, биосинтеза и накопления питательных веществ. (ИПЭЭ РАН, ИБ КарНЦ РАН)
Подведены итоги почти полувекового изучения структуры сообществ рыб в бассейне Средней Волги и ее изменения после образования Волжских водохранилищ. В настоящее время здесь обитает 55 видов рыб. Сократилось число реофильных рыб, стало больше лимнофильных с преобладанием карповых и окуневых. Выявилась тенденция к позднему и растянутому нересту. Сообщества рыб малых рек бассейна Волги представлены эврибионтными видами, наиболее устойчивыми к антропогенному загрязнению, но не имеющими промыслового значения. (ИЭВБ РАН)
Выявлены филогеографические закономерности формирования и расселения гольцов рода Salvelinus в северной Пацифике. Показано, что центром происхождения видов этого рода являются Японское море и южная часть Охотского моря. Дивергенция видов гольцов этого рода началась на границе плиоцена и плейстоцена и в дальнейшем проходила в периоды плейстоценовых оледенений. Полученные данные могут быть использованы для уточнения ареалов эндемичных видов, понимания популяционно-генетической структуры, определения путей и масштабов миграций видов и их рационального промысла. (ИБМ ДВО РАН)
Проведено сравнительное исследование фауны инфузорий Саратовского водохранилища и водоемов поймы, надпойменных террас и водоразделов. Зарегистрирован 141 вид инфузорий перифитона, причем 58 видов отмечены впервые для Саратовского водохранилища, а 48 видов - для Волжского бассейна. (ИЭВБ РАН)
Создана уникальная база данных, содержащая результаты сборов и обработки материалов 36-летнего круглогодичного мониторинга основных гидрологических параметров, видового состава и показателей обилия зоопланктона на разных глубинах Белого моря; столь подробных длительных рядов наблюдений за состоянием экосистем пелагиали моря до сих пор не существовало. (ЗИН РАН)
Проанализированы и обобщены данные многолетнего изучения первичной продукции всех групп автотрофных организмов различных биотопов и экологических зон Баренцова моря. Впервые оценена доля каждой группы в суммарной продукции фитоценозов и показано, что в образование и поддержание повышенного уровня биопродуктивности прибрежных областей этого водоема основной вклад вносят водоросли-макрофиты и организмы микрофитобентоса. (ММБИ КНЦ РАН)
На примере озера Неро (Ярославская область) впервые в мировой лимнологии показано наличие нового класса водоемов, в которых в течение вегетационного сезона отсутствуют все неорганические формы важнейших биогенных элементов - азота, фосфора и растворенного кремния. Установлено, что в создании такой необычной ситуации значительную роль играют макрофиты, продукция которых только в 4 раза меньше продукции фитопланктона. (ИБВВ РАН)

Палеобиология и эволюция органического мира

Опубликованы три тома сводки "Палеонтология Монголии" - уникального справочника, содержащего сведения по систематике, морфологии, распространению, особенностям экологии таксонов. (ПИН РАН)
Обобщены и систематизированы результаты многолетних исследований палеозойских кистеперых рыб России, включая современные данные по их морфологии, филогении, принципам систематики и эволюции. Впервые составлены унифицированные диагнозы для всех таксонов инфракласса, включая видовые, что не имеет аналогов в мировой палеонтологии. (ИПЭЭ РАН)
Разработана новая классификация типа Radiolaria; она лучше отражает морфологическое разнообразие этой группы организмов и должна найти широкое применение в практических работах. (ПИН РАН)
С привлечением ископаемого материала разработаны подходы к анализу морфологической эволюции хромосомных видов-двойников обыкновенной полевки. (ИЭРиЖ УрО РАН)

Паразитология

Результатом многолетнего исследования цестопод стала двухтомная монография "Основы цестодологии". Предложена новая система подотряда Davaineata. В род Raillietina включены 184 валидных вида, в том числе - 20 новых для науки.
Завершен сравнительный морфолого-таксономический и молекулярно-генетический анализ нематод сем. Trichostrongylidae, паразитирующих у многих видов животных. (ИНПА РАН)
Молекулярно-биологические исследования большого числа трипаносоматид насекомых, проведенные совместно с учеными Бразилии, США, Франции и Чехии, позволили обнаружить новый возбудитель заболевания млекопитающих, по клиническим признакам похожего на лейшманиоз. Таким образом, впервые показана
роль собственных (моноксенных) паразитов насекомых как потенциальных патогенных агентов для позвоночных. (ЗИН РАН)
Завершены исследования морфологии, популяционной изменчивости, экологических особенностей церкарий трематод сем. Schistosomatidae род Trichobilharzia, представляющих опасность и для человека. Дан прогноз церкариозной ситуации в водоемах разного типа в г. Москве. (ИНПА РАН)
На основе многолетних данных о заболеваемости клещевым энцефалитом на Среднем Урале оценено влияние климатических факторов на активность циркуляции энцефалита, выявлена циклическая структура эпидемического процесса и разработан его количественный прогноз. (ИЭРиЖ УрО РАН)
Проведены исследования защитных механизмов и взаимодействия партнеров в патосистемах при облигатном паразитизме на примере патогена - возбудителя мучнистой росы и различных по устойчивости пшенично-эгилопсных линий и их родительских форм. Установлено, что фактором устойчивости, наиболее перспективным в селекции пшеницы, является устойчивость к проникновению паразита; она коррелирует с низкой активностью цитоплазматических реакций растения-хозяина. (ГБС РАН)

Почвоведение

В монографии "Структурно-функциональная роль почв и почвенной биоты в биосфере" существенно расширено представление о влиянии почвенной биоты и растений на структурную организацию и экологические функции почв. Обобщены данные о зонально-региональном разнообразии состава и структуры растительного, животного мира и микроорганизмов в почвах России, а также их влиянии на биологические циклы углерода, азота и фосфора в разных природных зонах. (ИП МГУ-РАН)
Установлен вклад отдельных источников закиси азота (одного из важнейших парниковых газов) в ее общую эмиссию из почв. Суммарный вклад применяемых в России минеральных удобрений и животноводства в глобальную эмиссию закиси азота не превышает 1,7% от мировой (от этих источников), что свидетельствует об экологически безопасном состоянии азотного цикла на территории страны. (ИФХиБПП РАН)
Создан авторский макет карты почвенно-экологического районирования Средней и Восточной Сибири в масштабе 2 500 000, позволяющей не только отразить всю сложность строения почвенного покрова, но и объяснить его с точки зрения законов генезиса и географии почв. Особое внимание уделено выявлению региональных особенностей структуры почвенного покрова, обусловленных не только биоклиматическими, но и литолого-геоморфологическими факторами почвообразования. (ИП МГУ-РАН)
В традициях отечественной школы генетического почвоведения разработана классификация почв Северной Фенноскандии (ПАБСИ КНЦ РАН). Обобщены результаты многолетних исследований по содержанию и трансформации органического вещества в лесных биогеоценозах Восточной Фенноскандии (ИЛ КарНЦ РАН). Выявлены нелинейные по отношению к количеству кислотообразующих веществ, поступающих из атмосферы, изменения кислотности органогенных и минеральных горизонтов Al-Fe-гумусовых подзолов, связанные с аутогенными процессами кислотообразования. (ИППЭС КНЦ РАН)
Выявлено разнообразие почв территории Заонежья. Уникальность района обусловлена широким распространением углеродсодержащих пород - шунгитовых сланцев. Впервые разработана таксономия и классификация почв на шунгитсодержащих породах, составлена почвенная карта, охарактеризованы физические, химические и биологические свойства почв. (ИЛ КарНЦ РАН)

Установлены основные закономерности техногенного глееобразования в горно-лесных почвах Среднего Урала; впервые показано, что в исходно автоморфных почвах под влиянием техногенных нагрузок возникают условия, ведущие к усилению элювиально-глеевого процесса. (ИЭРиЖ УрО РАН). Разработана систематика деградированных почв Республики Башкортостан. Запатентована технология быстрой рекультивации нефтезагрязненных почв. (ИБ УНЦ РАН)
На основе анализа соотношения миграционных процессов в различных зонально-климатических и орографических условиях проведено почвенно-галогеохимическое районирование юга Западной Сибири (ИПА СО РАН). Выявлены закономерности динамики влагообеспеченности территории Центральной Якутии. (ИБПК ЯНЦ СО РАН)
Оценена представленность природного разнообразия почв России в пределах особо охраняемых территорий. Обоснована необходимость создания сети ненарушенных или минимально нарушенных эталонных природных объектов - целинных образцов, служащих точками отсчета для оценки деградированности аналогичных природных объектов. Изучение основных характеристик регуляторных и циклических функций ненарушенных ландшафтов имеет первостепенное значение при составлении прогнозных моделей развития регионов при том или ином планируемом воздействии, а также при расчете необходимой доли ненарушенных ландшафтов для обеспечения устойчивого функционирования регионов. (ИП МГУ-РАН)
Систематизированы почвенные и непочвенные образования прибрежной полосы Терско-Кумской низменности: органо-минеральные - педолиты - формируются в результате выветривания и первичного почвообразования, минеральные - литоседименты - непочвенные образования, временно функционируют на участках, иссушающихся после падения уровня морской воды. Разработан метод улучшения водного режима орошаемых почв. (ПИБР ДНЦ РАН)

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ

Биоорганическая химия

Открыто новое семейство флюоресцентных белков из рачков подкласса Копепода (тип Членистоногие). Установлена первичная структура генов, кодирующих эти белки. Филогенетический анализ выявленных белков позволяет сделать вывод о возможности использования (для окраски или флуоресценции) белков этой группы животными, относящимися к любым систематическим группам. (ИБХ РАН)
Методом рентгеноструктурного анализа с разрешением 2.0 ? определена структура белка-регулятора экспрессии генов Hfq из Pseudomonas aeruginosa (ИБ РАН) и с разрешением 1.5 A структура полиредуктазы из Thioalkalivibrio nitratireducens. (ИНБИ РАН)
С разрешением менее 2 ? определена пространственная структура двух доменов АТР-зависимой Lon-протеиназы Esсherichia coli - ключевого фермента внутриклеточной селективной деградации белков. Установлено, что С-концевой протеолитический домен фермента (Lon585-784) имеет уникальную пространственную укладку, не обнаруженную ранее среди известных белковых структур. Он ассоциирован в гексамерные кольца, образующие колоколообразную структуру с узкой внутренней полостью. (ИБХ РАН, Национальный институт раковых исследований, США)
Определена первичная структура ДНК бактериофага phiEL семейства Myoviridae, инфицирующего штаммы Pseudomonas aeruginosa. Она имеет 211216 пар оснований и содержит 212 открытых рамок считывания, одна из которых кодирует транспозазу. (ИБХ РАН, ГосНИИ генетика)

Выделена серия новых метаболитов из морских губок. Сульфатированные фураносестертерпеноиды из Darwinella australensis и скаларано-подобные метаболиты из Phyllospongia madagascarensis являются потенциальными антивоспалительными агентами, стероидные олигогликозиды из карибской Mycale laxissima обладают спермостатическим действием, циклосменоспонгин из Spongia sp. проявляет антиоксидантную активность. Установлены структуры этих соединений, в том числе в некоторых случаях абсолютная стереохимия, изучены их химические трансформации. (ТИБОХ ДВО РАН)
Установлена аминокислотная последовательность двух зрелых OmpF-подобных белков - поринов бактерий Yersinia pseudotuberculosis и Y. enterocolitica. С помощью суперкомпьютера рассчитано их пространственное строение. Показано, что основные различия структуры поринов из патогенных иерсиний, в том числе бактерий, вызывающих чуму, псевдотуберкулез и другие опасные заболевания, обнаруживаются в основном во "внешних" петлях ?-барреля. (ТИБОХ ДВО РАН)
Созданы новые триплексформирующие конъюгаты пиримидиновых олиго(2'-О-метилрибонуклеотидов) и их модифицированных по 3'-концу аналогов с лигандами малой бороздки и интеркалятором, стабильных в биологических средах. В системе in vitro с использованием плазмиды, содержащей полипуриновый участок генов nef и pol провируса иммунодефицита человека (ВИЧ-1), продемонстрировано дозозависимое ингибирование транскрипции этими конструкциями. Новые триплексформирующие конъюгаты олиго(2'-О-метилрибонуклеотидов) являются перспективными сиквенс-специфическими инструментами для изучения функций генов и потенциальными терапевтическими препаратами нового поколения. (ИХБФМ СО РАН, Национальный музей естественной истории, Франция)
Разработаны эффективные варианты синтеза ДНК-специфичных полиаминов. Выход лигандов шпилечной структуры, содержащих до 10-12 звеньев, составляет35-50%. Сиквенспецифичные лиганды, связывающиеся с малой бороздкой ДНК, являются перспективными соединениями для создания лекарственных и диагностических средств. (ИХБФМ СО РАН)
Осуществлено направленное создание новых эффективных ингибиторов биосинтеза меланина фитопатогенных грибов, обладающих высокой фунгицидной активностью. Новые ингибиторы меланиногенеза, относящиеся к классу аминоалкилфосфиновых кислот, способны к транспорту в клетки и действуют в низких дозах на ряд практически значимых фитопатогенных грибов. ( ИМБ РАН, ВНИИ фитопатологии РАСХН)


Молекулярная биология и генетика

Предложен механизм дифференцировки в растениях на примере морфогенеза соцветия сложноцветных. Разработана комплексная математическая модель развития цветка и побега цветковых растений. Определена полная нуклеотидная последовательность одиннадцати гомеозисных генов, кодирующих факторы транскрипции MADS-box семейства. Показано, что гены CDM46 и CDM44 участвуют в дифференцировке клеток цветковых меристем, лепестков и плодолистиков хризантемы, а ген CDM44, кроме того, определяет формирование тычинок хризантемы. (ЦБ РАН, Международный биотехнологический центр МГУ, Московский научный центр по культуре и информационным технологиям)
Осуществлена цитогенетическая идентификация хромосом льна и проведена хромосомная локализация его рибосомных генов. Сравнительный анализ геномов культурного ряда и ряда дикорастущих видов льна позволил уточнить их систематическое положение и эволюционные взаимоотношения, что открывает принципиально новые возможности для генетического исследования и селекции новых сортов этой хозяйственно важной культуры. (ИМБ РАН)
Открыт новый, широко представленный в эухроматиновых районах политенных хромосом дрозофилы коактиватор транскрипции Е(у)3, который одновременно ингибирует транскрипцию генов, находящихся в гетерохроматине. Белок незаменим и эволюционно консервативен. (ИБГ РАН, ИМБ РАН)
Установлено, что в процессе эволюции генома дрозофилы новые тканеспецифичные гены могут возникнуть путем захвата промотора чужого негомологичного гена, экспрессирующегося в той же ткани. Детально описаны этапы возникновения нового гена. (ИМГ РАН)
Предложена и экспериментально доказана модель репликации линейной ДНК с ковалентно замкнутыми теломерами. (ЦБ РАН)
Сформулирована концепция, согласно которой белковые факторы терминации 1-го класса у высших организмов представляют собой функциональные аналоги тРНК, выполняя в рибосоме декодирующие функции. Получены экспериментальные доказательства в пользу этих представлений. (ИМБ РАН)
Обнаружена зависимость эффективности сворачивания синтезируемой на рибосоме полипептидной цепи в биологически активный белок от скорости синтеза и температуры. Выявлено, что длительность пост-трансляционной фазы сворачивания синтезируемой на рибосоме полипептидной цепи не зависит от этих факторов. (ИБ РАН)
Обнаружен первый собственно геномный инсулятор между локусами yellow и аchaete -scute complex (AS-C). Он содержит два сайта связывания белка Su(Hw), обладает всеми ранее описанными свойствами инсуляторов. Найденный инсулятор функционален и влияет на экспрессию генов AS-C in vivo .(ИБГ РАН)
Разработан способ диагностики вирусных инфекций с помощью метода молекулярных колоний, обеспечивающий надежное обнаружение одиночных молекул вирусных ДНК и РНК в цельной крови и их прямой подсчет. (ИБ РАН)
Обнаружен новый молекулярный механизм распределения гетерохроматина у позвоночных, предполагающий прямое взаимодействие хроматин-конденсирующего белка с гистонами, контролируемое модификациями гистонов и пограничными элементами. (ИМБ РАН)
Установлен механизм регуляции сплайсинга одного из рибосомных белков человека (S26). Полученные данные позволяют заключить, что регуляция сплайсинга пре-мРНК рибосомного белка S26 происходит по принципу обратной связи, согласно которому избыток свободного рибосомного белка S26 в клетке связывается с первым интроном своей пре-мРНК и тем самым ингибирует сплайсинг. (ИХБФМ СО РАН)
Получен эффективный продуцент рекомбинантной РНК-зависимой РНК- полимеразы вируса гепатита С - ключевого фермента жизненного цикла вируса. Отработаны условия препаративного выделения и оптимизирована система определения активности фермента. Обнаружен ряд новых эффективных ингибиторов фермента на основе производных ?- и ? -пирогаллоловых альдегидов. Охарактеризован механизм взаимодействия ингибиторов с ферментом. (ИМБ РАН)
В образце многолетнемерзлых отложений в древнем штамме псевдомонады А-19-1 обнаружен транспозон Tn5060, являющийся предшественником современного клинического транспозона Tn21, несущего детерминанты множественной лекарственной устойчивости. (ИМГ РАН)
Сконструирован первый Zn2+-содержащий ингибитор РНКаз. Ингибирование РНКазы 3'-N-гидроксимочевина-дезокситимидин-5'-фосфатом усиливается в 30 раз в присутствии ионов цинка. Этот результат открывает возможность разработки общей стратегии ингибирования не содержащих металлов ферментов комплексами металлов. (ИМБ РАН)

Построена карта доменной организации гена дистрофина человека и впервые дана прямая цитологическая демонстрация специфических доменов. Показано, что этот протяженный ген (2,5 Мb) организован в 9 петель, разделенных областями прикрепления к ядерному скелету. (ИБГ РАН)
Обнаружены новые домены в хромосомах эукариот - форум-домены, выяснена их природа. Эти домены, имеющие длину 50-150 kb, ограничены районами, которые связывают белковые комплексы, вовлеченные в механизмы хромосомного сайленсинга. Таким образом, форум-домены являются единицами генного сайленсинга и связывание регуляторных белковых комплексов на их границах приводит к "выключению" всех генов, расположенных в данных доменах. Это - фундаментальный принцип в организации хромосом эукариот, позволяющий координировано регулировать экспрессию генов в больших сегментах хромосом. (ИМБ РАН)
Обнаружено, что транскрипционный фактор Nrf2, отвечающий за активацию экспрессии защитных генов на окислительный стресс, мигрирует между ядром и цитоплазмой в комплексе с белком-ингибитором. Связывание белка-ингибитора ядерным белком протимозином-альфа приводит к высвобождению транскрипционного фактора Nrf2 человека и активации экспрессии генов. (НИИ ФХБ МГУ)
Показано, что аденовирусный ген Е4 участвует в определении видоспецифичности размножения аденовирусов и не обладает опухолеродной активностью. Впервые показано, что белки, кодируемые правой частью аденовирусного генома, вносят свой вклад в состав аденовирусных опухолевых антигенов. (ИБГ РАН)
Показано, что SS генотип тяжелой цепи нейрофиламентов является фактором риска развития бокового амиотрофического склероза и фактором более быстрого прогрессирования заболевания в русской популяции. Результаты важны для диагностики заболевания и прогноза его течения. (ИМГ РАН)
Выявлена связь между полиморфизмом генов белка-переносчика эфиров холестерина и параоксаназы и предрасположенностью к развитию эссенциальной гипертензии (в популяциях русских и татар). (ИБиГ УНЦ РАН)
Разработан и реализован новый эффективный алгоритм сравнения аминокислотной последовательности и профиля семейства гомологичных белков, основанный на последовательном построении "якорей" - участков сильного сходства. (ИМПБ РАН, ИМБ РАН, ИБ РАН, Harvard University, США)
Завершено построение эффективного компьютерного алгоритма поиска вегетативных промоторов в геноме E. сoli, что позволяет получить уникальную информацию о локализации возможных мест синтеза нетранслируемых РНК. (ИБК РАН)
Установлена взаимосвязь между полиморфизмом генов GSTM1(0/0), CYP2E1, CYP2E1, интерлейкинов и их рецепторов и риском развития инфильтративного и фиброзно-кавернозного туберкулеза. Получены данные о влиянии GSTM1(0/0)-, CYP2E1(ins96+/-)-, CYP2E1(Ins96+/+)-генотипов на активацию процессов апоптоза и "сдвига" иммунного ответа по Th2 пути. (ИБиГ УНЦ РАН)

Биохимия

Разработана схема метаболизма азотистых соединений на основе структурно-химических закономерностей, обнаруженных в сети реакций метаболизма. Сформулирована концепция использования путей метаболизма азотистых соединений для исследований по функциональной протеомике.
Установлено, что бактериальный фактор роста - белок pf - осуществляет частичную деградацию клеточных стенок бактерий M.luteus, что свидетельствует о его энзиматических свойствах и возможном участии в метаболизме стенки. Полученные

данные открывают новые возможности в исследовании латентного туберкулеза.
Выявлен механизм тепловой денатурации связанного с актином тропомиозина, который объясняет различные физиологические эффекты двух кардиомиопатических мутаций в тропомиозине, одна из которых вызывает лишь легкую сердечную недостаточность, а другая приводит к тяжелой кардиомиопатии с летальным исходом. Полученные данные могут быть использованы при разработке дифференциальной диагностики патологических состояний миокарда. (ИНБИ РАН)
Обнаружена новая форма запасания фосфата в клетках прокариот - в виде водонерастворимых солей фосфата магния для галофильных архей Halobactarium salinarium и Halorubrum distributum и водонерастворимых солей фосфата калия для галотолерантной эубактерии Brevibacterium аntiquum. (ИБФМ РАН)
Установлены основные закономерности транспорта метаболитов через клеточные мембраны дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Дан анализ степени корреляции дыхательной активности клеток с уровнем оксалоацетата в митохондриях. Разработаны новые методические подходы к измерению активности транспортных процессов с помощью эндогенных сопряженных ферментных систем. (ПИБР ДагНЦ РАН)
Построена математическая модель общей системы ферментативной регуляции обмена гликогена в мышечной клетке. Модель состоит из 118 уравнений и описывает все известные реакции, участвующие в расщеплении и в регуляции расщепления гликогена; она необходима для более глубокого и полного понимания самого процесса и регуляторных механизмов, определяющих метаболизм гликогена. (ИТЭБ РАН)
Получены новые данные о регуляции экспрессии матриксных металлопротеиназ компонентами системы фибринолиза, свидетельствующие о принципиальной возможности регуляции функции желатиназы В урокиназой. (РКНПЦ МЗ РФ, МГУ)
Установлен молекулярный механизм антиканцерогенного действия морских алкалоидов поликарпинов, тормозящих трансформацию эпидермальных клеток человека при действии на них канцерогенных факторов и опухолевых промоторов. Поликарпин и его синтетический аналог индуцируют апоптоз эпидермальных клеток мыши линии JB6 Cl 41 P+, активируя фактор р53 (фосфорилирование по Ser 6, 9, 15, 20, 37, 46 и 392) через JNK-киназный сигнальный путь. (ТИБОХ ДВО РАН, Хормеловский институт, США)
Показано, что полиовирусная инфекция может вызывать повреждение митохондрий, выход из них цитохрома с и последующую активацию каспазы-9 и каспазы-3. При продуктивной вирусной инфекции осуществление апоптозной программы прерывается благодаря антиапоптозной активности вируса, которая обусловлена аберрантным процессингом прокаспазы-9. В результате зараженная клетка гибнет не от апоптоза, а при явлениях некроза. (Институт полиомиелита и вирусных энцефалитов РАМН)
Исследованы внеклеточные нуклеиновые кислоты и особенности их циркуляции в крови здоровых доноров и больных раком молочной железы. Показано, что не менее 95% циркулирующих нуклеиновых кислот здоровых доноров связаны с поверхностью клеток крови, а у больных они обнаруживаются только в плазме крови и не связаны с поверхностью клеток. Такое распределение циркулирующих нуклеиновых

кислот крови обнаружено впервые и может быть использовано для разработки диагностики рака. (ИХБФМ СО РАН)
Выявлена и охарактеризована аденилатциклазная сигнальная система у одноклеточных эукариот, чувствительная к гормонам и организованная как и у высших эукариот из трех функциональных белков - рецептора, тетеротримерного G-белка и аденилатциклазы. (ИЭФБ РАН)

Установлено, что кальцийактивируемые протеиназы цитозоля (кальпаины I и II), выделенные из гомогенатов цельных амфипод Gammaridae, по физико-химическим свойствам обнаруживают большое сходство с кальпаинами, выделенными из тканей рыб и млекопитающих, что указывает на определенную эволюционную консервативность этих ферментов. Это подтверждает тот факт, что процесс Са2+-активируемого протеолиза происходил уже на ранних этапах эволюции. (ИБ КарНЦ РАН)
Выяснен механизм действия одного из ключевых ферментов липоксигеназного пути растений - "гетеролитической гидропероксидлиазы". Показано, что фермент является не лиазой, а изомеразой, катализирующей гомолитическую перегруппировку 13-гидроперекиси a-линоленовой кислоты в короткоживущий полуацеталь, спонтанно распадающийся с образованием енола и альдегида.( КИББ КазНЦ РАН)
Исследована каталитическая активность желтой лакказы гриба Pleurotus ostreatus D1 по отношению к ряду полициклических ароматических углеводородов. Впервые показана способность лакказы катализировать окисление флуорантена. Установлена способность этого фермента окислять антрацен, флюорен, пирен и бенз[a]пирен. (ИБФРМ РАН)
Обнаружен не описанный ранее класс оксидоредуктаз, произошедший из широко распространенного класса трех-субъединичных молибдоптериновых оксидоредуктаз путем добавления к ним четырех новых субъединиц. Наличие оперонов этого класса сцеплено с отсутствием оперона bc1-цитохромного комплекса и с наличием оперона терминальной оксидазы некоторого, гомологически обособленного класса. Следовательно, существуют электрон-транспортные цепи, где оксидоредуктазы указанного класса переносят электроны от хинола на подвижный периплазматический е-переносчик вместо bc1-цитохромного комплекса. (ИФПБ РАН)

Микробиология

Описан новый порядок Nautiliales, представляющий рано обособившуюся филогенетическую ветвь в классе Proteobacteria. В новый порядок входят литоавтотрофные микроорганизмы, использующие энергию молекулярного водорода и углерод углекислого газа гидротермального происхождения. Представители Nautiliales широко распространены в гидротермах и являются поставщиками органического углерода для червей-полихет рода Alvinella, массовой формы беспозвоночных - эндемиков глубоководных гидротерм. (ИНМИ РАН)
На основании изучения филотипа, генотипа и фенотипа дано описание 14 новых видов и 5 новых родов облигатно морских бактерий (Pseudoalteromonas agarivorans, Shewanella fidelisi, Glaciecola mesophila, Marinomonas primoryensis и др.). Эти бактерии являются продуцентами разнообразных биологически активных метаболитов, от ферментов до антибиотиков. (ТИБОХ ДВО РАН)
Составлен баланс процессов образования и окисления метана в анаэробной зоне Черного моря. Общее количество метана в воде составляет 45,18· 1011 молей или 72,3 тераграммов метана. Современный метаногенез в водной толще оценивается величиной 6,29·1011 молей в год, а суммарная годовая величина анаэробного окисления метана в воде превышает его продукцию на 1,48·1011 моля. Дефицит метана покрывается в основном за счет выделения из холодных метановых сипов континентального склона. Продукция биогенного метана в верхнем слое осадков значительно ниже и составляет 27,66·107 молей в год. Основная часть этого метана участвует в образовании кристаллогидратов в глубоководных донных осадках, где имеются благоприятные термобарические условия. (ИНМИ РАН)
Установлено, что бактерии рода Rhodococcus активно аккумулируют цезий при росте на среде с н-гексадеканом в широком диапазоне концентраций катионов калия и цезия. Обоснована возможность использования иммобилизованных на твердом носителе клеток этих микроорганизмов для оптимизации процесса биоаккумуляции ионов цезия в технологиях очистки промышленных вод, загрязненных радионуклидами и нефтепродуктами. (ИЭГМ УрО РАН)
Установлены биохимические критерии, характеризующие состояние активной жизнедеятельности и анабиотическое состояние мицелиальных грибов. Для анабиотического состояния характерно преобладание в мембранах фосфатидилхолина, а при активной жизнедеятельности - фосфатидилэтаноламина и в цитозоле клеток - маннита. Установленные закономерности позволяют определить стадию развития грибов и используются в биотехнологии при определении жизнеспособности посевного материала. (ИНМИ РАН)
Расшифрована первичная структура О-специфичных поверхностных полисахаридов двух видов бактерий рода Azospirillum. Эти макромолекулы являются основными детерминантами, обеспечивающими адсорбцию и распознавание растений-партнеров азоспирилл при формировании ассоциативных ризосферных ценозов. Полученные результаты существенны для понимания молекулярных механизмов взаимодействия микроорганизмов и растений, а также внутривидовой классификации бактерий. (ИБФРМ РАН)

Биотехнология

В экспериментах на лабораторных животных продемонстрировано, что рекомбинантный полипептид эндостатин, полученный в трансгенных животных или в эукариотических клетках, способен эффективно блокировать неоангиогенез. (ИБГ РАН)
Созданы рекомбинантные аналоги микробной L-аспарагиназы из бактерии Erwinia carotovora с заменами в области активного сайта фермента. Полученные белки отличаются сниженной относительной глутаминазной активностью как по сравнению с белком дикого типа, так и с другими известными аспарагиназами. Поскольку ассоциированная глутаминазная активность ответственна за многие нежелательные побочные эффекты, сопровождающие клиническое применение аспарагиназ, можно полагать, что полученные аналоги будут обладать улучшенными терапевтическими свойствами. (ЦБ РАН, НИИ Биомедицинской химии РАМН, ИКАН РАН)
Изучены ферменты из 103 штаммов морских грибов и нескольких сот штаммов морских бактерий, выделенных из различных мест обитания, преимущественно в районе Курильских островов. Найдены продуценты как отдельных ферментов, так и их комплексов, расщепляющих углеводсодержащие соединения. (ТИБОХ ДВО РАН)
Показано, что колонизация растений ассоциативными бактериями увеличивает ростовые и морфогенетические показатели растений и приводит к повышению их устойчивости к фитопатогенным микроорганизмам и гербицидам. Эти бактерии перспективны для использования в экологически чистой биотехнологии защиты растений от биогенных и антропогенных стрессовых факторов. (ИБХ РАН)
Показано, что бактериальные онкогены, трансформирующие высшие растения, могут инициировать процесс неопластической трансформации животных. Как агробактериальные векторы, так и онкогены растений rolC и rolB вызывают появление опухолеподобных структур у эмбрионов морских ежей. Доказана экспрессия этих генов в клетках трансгенных морских ежей, при этом достоверно увеличивается пролиферативная активность таких клеток. Результаты указывают на сходство процессов неопластической трансформации растений и животных. (ИБМ и БПИ ДВО РАН)


Получен высокопродуктивный штамм каллусной культуры клеток смолевки татарской (Silene tatarica L.) - продуцент экдистероидов; показана необходимость учета внутривидовой генотипической изменчивости по уровню синтеза 20-гидроксиэкдизона при выборе растений-доноров для введения в культуру клеток. (ИБ КомиНЦ УрО РАН)
Разработан способ получения соматических зародышей гречихи культурной, который позволяет в сжатые сроки (через 2 мес.) получать высокий выход генетически однородных растений. (КИББ КазНЦ РАН)
Проведены комплексные медико-биологические исследования отечественных полиоксиалканоатов, синтезированных Ralstonia eutropha. В экспериментах in vitro и in vivo доказана биологическая безопасность полимеров в виде мембран и шовных нитей и пригодность для биомедицинских применений. (ИБФ СО РАН, ВНИИ ТиИО МЗ РФ)
Получены новые клеточные продукты: "полный эквивалент кожи" и "эквивалент дермальный" - для заживления ран различной этиологии. (ИНЦ РАН)
Показано широкое распространение и высокая метаболическая активность термофильных нефтеокисляющих, метанобразующих и других микроорганизмов в высокотемпературных нефтяных пластах (60- 65оС), и впервые проведены опытно-промышленные испытания, доказавшие возможность активации образования нефтевытесняющих соединений микроорганизмами в условиях высокотемпературных месторождений. На экспериментальном участке месторождения Даган (Китай) получено дополнительно более 4000 тонн нефти. (ИНМИ РАН)

Клеточная биология и иммунология

Получены постоянные линии эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) человека. Таким образом, Россия вошла в группу стран (США, Австралия, Израиль, Китай, Великобритания, Корея, Швеция), проводящих исследования на ЭСК человека, что существенно как для понимания фундаментальных основ самых начальных этапов эмбриогенеза, так и основ регенеративной медицины. (ИНЦ РАН, Институт акушерства и гинекологи РАМН, ИБГ РАН)
Установлено, что пролиферация ЭСК мыши зависит от активности фосфатидил-инозитол-3'-киназного каскада, а не от присутствия ростовых факторов. Показано, что она не подавляется ингибиторами основных МАР-киназных каскадов. (ИНЦ РАН)
Впервые осуществлена баллистическая трансфекция стволовых опухолевых клеток. (ИНЦ РАН, ИМБ РАН)
Исследована роль актина в регуляции работы ионных каналов. Установлено, что актин-связывающие кэппирующие белки могут принимать участие в регуляции активности ионных каналов, ассоциированных с актиновым цитоскелетом. В то же время свободный актин является регулятором активности ионных каналов, образуемых каналоформерами в модельных липидных мембранах. (ИНЦ РАН)
В экспериментах на мышах показано, что системный иммунный ответ на белковые антигены пищи может регулироваться пектиновыми полисахаридами при их совместном пероральном введении. (ИФ Коми НЦ УрО РАН)
Разработаны методы синтеза и анализа конъюгатов капсульного полисахарида менингококка серогруппы А с протективными пептидами белков внешней мембраны менингококка серогруппы В. Показано, что синтезированные конъюгаты обладают протективной активностью против менингококков названных серогрупп в отсутствии адъюванта при внутривенной иммунизации, что открывает путь к созданию бивалентной противоменингитной вакцины. (ИБХ РАН)
Установлено, что гены человека, кодирующие нейротрофические факторы, поставленные под промотор теплового шока (ТШ), активно работают в трансгенных дрозофилах под действием ТШ и стимулируют дифференцировку нервных клеток в направлении дофаминэргических нейронов.
Показано, что белок Tag7, играющий существенную роль во врожденном иммунитете, и белок теплового шока Hsp70, ответственный за защиту клетки, образуют стабильный комплекс, обладающий высоко-специфической АТФ-зависимой цитотоксической активностью. Охарактеризован новый путь цитолитического действия лимфокин-активированных киллеров, когда Tag7-Hsp70 цитотоксический комплекс выделяется лимфоцитами при контакте с опухолевыми клетками через аппарат Гольджи. (ИБГ РАН)

Биологические мембраны

Исследованы фотопревращения зрительного пигмента родопсина - типичного трансмембранного белка - в фемтосекундном диапазоне времён при облучении его ближним ультрафиолетом (308 нм). Показано, что взаимодействие в хромофорном центре 11-цис-ретиналя с триптофаном 265 является, вероятно, одним из первых и ключевых событий в конформационной перестройке родопсина в физиологически активную форму - метародопсин II. (ИБХФ РАН, ИХФ РАН)
При изучении липидных микро- и нанотрубок обнаружены обратимые переходы между ними, моделирующие циклы открытия-закрытия перемычки между плазматической мембраной и везикулами, наблюдаемые при эндо- и экзоцитозе. (ИЭЛ РАН)
Получены данные о молекулярном строении и термодинамических параметрах образования комплексов ДНК с катионными амфифилами - растворимыми аналогами природных липидов. Работа направлена на выявление структурных характеристик ДНК-мембранного контакта и механизма трансмембранного переноса нуклеиновых кислот, и её результаты могут быть использованы для целенаправленного поиска эффективных систем доставки ДНК в эукариотические клетки. (ИТЭБ РАН)
Установлен молекулярный механизм взаимодействия вируса болезни Ауески с плазматическими мембранами клеток. Показано,что гликопротеины gD и gB вируса болезни Ауески (Suid herpersvirus 1), типичного представителя альфагерпесвирусов, играют существенную роль в связывании вируса с различными клеточными рецепторами. (ИБК РАН)
Установлено, что слияние мембран, индуцированное вирусным белком гемагглютинином, сопровождается появлением утечки электрической проводимости мембраны, которая исчезает по мере роста поры слияния. Обнаруженные факты заставляют пересмотреть представления о структурных перестройках липидного матрикса в процессе слияния. (ИЭЛ РАН)
Исследованы основные свойства ионных каналов, индуцированных в бислойных липидных мембранах фосфорилированной и дефосфорилированной формами субъединицы С из митохондриальной H+-АТФазы. Каналы являются катион-селективными, имеют полимодальную проводимость и выраженную потенциалозависимость. Фосфорилирование субъединицы С модифицирует характеристики каналов. Полученные результаты важны для понимания возможных механизмов регуляции активности H+-АТФазы, а также степени участия субъединицы С в транспорте ионов через митохондриальные и клеточные мембраны. (ИБК РАН)
Разработана теория, позволившая вычислить линейное натяжение микро- и нанодоменов (рафтов), наблюдающихся в модельных и клеточных мембранах. (ИЭЛ РАН)
Исследовано влияние молекул бис-ретинилиден этаноламина (А2Е) на стабильность мембран и их возможное участие в механизме фотодинамического

разрушения липидного матрикса. Выдвинуто предположение, что механизм деструкции биологических мембран включает в себя окисление фосфолипидов, инициированное активными формами кислорода, которые образуются при фотовозбуждении молекул А2Е. (ИЭЛ РАН, ИБХФ РАН)
Показано, что: 1) увеличение каналоформерной активности фитотоксинов в бислойных липидных мембранах при введении G- и F-актина в систему со стороны, противоположной введению каналоформера, является результатом сорбции этих белков на монослое мембран, 2) белок-липидные гидрофобные взаимодействия вносят существенный вклад в сорбцию актина и, соответственно, в увеличение каналоформерной активности токсинов. (ИНЦ РАН)
На вакуолярной мембране растений выявлено присутствие так называемых АВС-транспортеров - их активность составляет около 15% от активности АТФаз тонопласта. Сделан вывод о том, что около 15% метаболитов может транспортироваться через тонопласт по механизму первично-активного транспорта. Другая часть метаболитов, вероятно, транспортируется механизмом вторично-активного транспорта в антипорте с протоном. (СИФИБР СО РАН)
С помощью метода замещения нативного марганцевого кластера на катионы железа определена пространственная организация кислород-выделяющего комплекса фотосистемы 2 высших растений. Установлено, что светоиндуцированное взаимодействие катионов Fe(II) с донорной стороной фотосистемы 2, не содержащей марганца, приводит к связыванию катионов железа и блокированию высокоаффинного Mn-связывающего участка. (МГУ)
Обнаружено, что восстановление кислорода в фотосинтетической электрон-транспортной цепи может происходить одновременно на акцепторной стороне фотосистемы 1 и в пуле пластохинона, причем при высокой интенсивности света доля участия пула пластохинона в этом процессе может составлять более 50%. (ИФПБ РАН)

Физиология растений и фотосинтез

Получены доказательства обратимости стресс-индуцированного формирования водосберегающего типа фотосинтеза у растений, представляющего собой высоко эффективный механизм выживания в условиях жесткого водного дефицита. Полученные данные имеют важное значение для понимания механизмов специализированной адаптации растений к экстремальным условиям. (ИФР РАН)
Показано участие тирозинового типа фосфорилирования белков в ранней ответной реакции тканей растений на действие брассиностероидов и олигохитозанов. (КИББ КазНЦ РАН)
Установлено, что цитокинины участвуют в дифференциальной регуляции транскрипции хлоропластных генов. (ИФР РАН)
Показано, что в процессе фотоинактивации изолированных мембран и клеток Synechocystis sp. PCC 6803 образуется промежуточная форма фотосистемы 2, способная к темновому восстановлению фотохимической активности без синтеза белка de novo. (ИФПБ РАН)
Показано, что в протопластах клеток листа табака (Nicotiana rustika L.) имеется три относительно независимых системы актинового цитоскелета: а) мощная, равномерно распределенная сеть в субкортикальном слое цитоплазмы; б) филаменты, соединяющие между собой отдельные хлоропласты в единую систему (на поверхности хлоропластов показано присутствие F-актина) и в) структурные элементы в виде плоских лент, ассоциированных с ядром клетки. (ИБФРМ РАН)
Установлено, что одной из ранних ответных реакций при взаимодействии микоплазм с клетками растений является усиление теплопродукции. (КИББ КазНЦ РАН)

Показано, что в отсутствие функционально-активных хлоропластов сохраняется система рецепции и трансдукции цитокининового сигнала. (ИФР РАН)
Показано, что ризоид ламинариевых является не только органом прикрепления таллома к субстрату, но и принимает активное участие в метаболизме водорослей. (ММБИ КНЦ РАН)
При изучении функциональных характеристик природной флоры Приполярного Урала и Кольского п-ова выявлена тесная связь дыхательной активности листьев с составом биомассы и, в первую очередь, содержанием азота. (ИБ КомиНЦ УрО РАН)
Из погребенных льдов внутренних районов Антарктиды с глубины 14,5 м и 14,9 м выделены в альгологически чистых культурах древние жизнеспособные зеленые водоросли, идентифицированные как Chlorococcum sp. и Chlorella sp., и изучены их спектральные особенности. Клетки выделенных водорослей характеризуются низким содержанием хлорофилла а, высоким содержанием хлорофилла б и каротиноидов по отношению к хлорофиллу а и более сложным составом каротиноидов по сравнению с лабораторной культурой Chl. vulgaris, культивируемой в одинаковых с древними водорослями условиях. (ИФПБ РАН)
Обнаружена способность экзогенных замещенных хинонов в окисленном состоянии влиять на перенос электрона в фотосистеме 2 изолированных тилакоидов как фотохимически, акцептируя электроны от пула пластохинонов, так и нефотохимически - посредством тушения возбужденных синглетных состояний хлорофилла в антенне этой фотосистемы.
Получена принципиально новая информация о вовлечении элементов цитоскелета в стимуляцию водонагнетающей деятельности корня фитогормонами, нейромедиаторами и ионами кальция. Установлено, что восприятие указанных сигнальных молекул микрофиламентами и микротрубочками может носить как непосредственный, так и опосредованный характер. (ИФР РАН)
Исследованы мутанты галобактерий с различным значением рК для протонного акцептора Асп-85 в бактериородопсине. Получены кинетические и термодинамические параметры векторного внутрибелкового протонирования Асп-85. (МГУ)
Исследованы антиоксидантные системы растений галофитов, способствующие поддержанию окислительного гомеостаза и выживанию растений в условиях экстремально высокого засоления, основанные на активации прооксидантных свойств полиаминов, функционировании супероксиддис-мутаз, гваяколовых пероксидаз и генетически детерминированной способности растений к образованию и аккумуляции ферритина. (ИФР РАН)

Биологическая физика

Показано, что стабильный комплекс молекулярного шаперонина GroEL с ненативными белковыми мишенями ослабляется в результате присоединения ко-шаперонина GroES. Это свидетельствует о том, что ненативная белковая мишень не может удерживаться во внутренней полости GroEL под "крышкой" GroES, как то предполагалось ранее в моделях шаперонин-ассистируемого сворачивания белков. (ИБ РАН)
Показано, что одним из основных факторов, определяющих высокую эффективность и направленность первичного разделения зарядов в реакционных центрах пурпурных бактерий, является сочетание когерентного переноса электрона от возбужденного первичного донора электрона Р к первичному акцептору ВА и некогерентного изменения ядерных координат за счет переориентации гидроксильной группы тирозина М210. (ИФПБ РАН)
В клетках асцитной карциномы Эрлиха открыто влияние импульсной секреции АТФ, вызываемой как активацией АТФ-рецептора, так и неспецифическими воздействиями разной природы. Секретируемый АТФ взаимодействует с рецепторами на поверхности соседних клеток и клеток-индукторов, активизируя в них секрецию АТФ. Этот сигнал в виде "АТФ-волны" эстафетно передается от клетки к клетке. Установлены две функции внутриклеточного АТФ: с одной стороны, АТФ выступает как индуктор и усилитель процесса секреции, а с другой, как межклеточный трансмиттер.
Показано, что при механических и термических травмах кожи в первую неделю после нанесения травмы образуются молодые фибробласты, которые экспрессируют и секретируют пероксиредоксин VI. Установлено, что этот белок активно участвует в заживлении раны и ускоряет процесс в несколько раз за счет антиоксидантного механизма действия.
Получены новые данные, свидетельствующие о том, что конформационная подвижность заряженных и полярных аминокислотных остатков и образование альтернативных водородных связей составляют основу механизма регуляции термостабильности глобулярных белков. (ИБК РАН)
Показано, что фазовая скорость акустических волн, распространяющихся по поверхности мягких биологических тканей, существенно зависит от расстояния до источника возмущения. Изучена зависимость средней скорости распространения акустических волн в ближней зоне от упругих свойств среды. Полученные результаты могут служить основой системы диагностики состояния ткани. (ИМПБ РАН)
Обнаружены изоформы легких цепей миозина, характерные для предсердия (ЛЦ1п), в миозине желудочка сердца у больных в начальной стадии дилатационной кардиомиопатии (ДКМП), нехарактерные для этого отдела сердца в норме. На конечной стадии болезни ЛЦ1п исчезают. Повышенная сократительная активность миозина и появление в желудочке ЛЦ1п указывает на их компенсаторную роль при ДКМП, а исчезновение ЛЦ1п - на конечную стадию развития болезни. Создана основа для разработки нового прогностического показателя развития ДКМП. (ИТЭБ РАН)

Радиобиология и радиоэкология

Создана биофизическая модель пространственной организации хромосом в интерфазном ядре лимфоцитов человека, на основе которой рассчитаны взаимное расположение хромосом в ядре, межхромосомные контакты и предсказаны выходы простых и сложных хромосомных обменных аберраций и двойных разрывов ДНК, индуцированных плотно-ионизирующей радиацией (альфа-частицами) в широком диапазоне доз. (ИБХФ РАН)
На примере тканей экспериментальных животных (мыши), подвергнутых гамма-облучению, установлено, что митохондриальная ДНК повреждается с большей частотой, чем ядерная ДНК. Это обусловлено аддитивным действием активных форм кислорода, генерируемых в митохондриях, низкой эффективностью систем контроля репарации и блокировки репликации поврежденной ДНК в этих органеллах. (ИТЭБ РАН)
На примере лимфоцитов крови человека обнаружен новый механизм формирования адаптивного ответа на действие малых доз радиации, при которой у отдельных индивидуумов главную роль играет изменение состава клеточной популяции, а именно стимуляция деления и увеличение числа неповрежденных клеток. (ИХФ РАН)
На мелких млекопитающих из природных популяций (малая лесная мышь и обыкновенная слепушонка) продемонстрирована неоднозначность реакций на острое (эксперимент) и хроническое (в течение многих поколений) радиационное воздействие. Обнаружено, что при обитании на радиоактивно загрязненной территории толерантность слепушонок по сравнению с мышами в 30 раз больше, в то время как их

природная радиочувствительность значительно выше, что свидетельствует о развитии у них радиоадаптации. (ИЭРиЖ УрО РАН)
Обнаружено выраженное радиопротекторное действие экстрактов полыни якутской и рододендрона золотистого при обработке семян пшеницы (в предрадиационном и пострадиационном режимах). (ИБПК СО РАН)
Показано, что макрофиты реки Енисей - элодея (Elodea сanadensis) и водный мох (Fontinalis antipyretica) значительно отличаются по величинам коэффициента накопления (2100 л/кг и 32800 л/кг соответственно) и интенсивности выделения радиоактивного 241Am. 241Am выходит в водную среду преимущественно с частицами биомассы при отмирании, при этом водный мох разлагается в ˜ 7,5 раз медленнее, чем элодея и, следовательно, дольше удерживает радионуклид. (ИБФ СО РАН)
Создана методика расчета результирующего выноса веществ, транспортируемых речным стоком, которая позволяет рассчитывать, в каком количестве и в какой форме радионуклиды покидают эстуарные маргинальные (расположенные на границе пресных и соленых вод) фильтры Карского моря и попадают в Арктику. (ММБИ КНЦ РАН)
Проведен радиоэкологический мониторинг основных промысловых видов рыб Обь-Иртышского бассейна, который подтвердил выявленную ранее тенденцию снижения радиоактивного загрязнения рыб 137Cs: содержание этого техногенного радионуклида в мышцах промысловых видов рыб не превышает предельно допустимого уровня для рыбной продукции, принятого в России. (ИПЭЭ РАН)

ФИЗИОЛОГИЯ

Структура и функционирование клетки. Рецепция и клеточная сигнализация. Межклеточные взаимодействия. Молекулярные
механизмы клеточной дифференцировки, иммунитета и онкогенеза. Взаимодействие вирус-клетка

Получены экспериментальные данные о взаимодействии блокаторов ионных каналов глутаматных рецепторов НМДА-типа с активационным механизмом этих каналов. Обнаружено, что это взаимодействие зависит от потенциала мембраны. Сделан вывод о наличии двух сайтов связывания блокатора. (ИЭФБ РАН)
Для выяснения природы депо-управляемого входа Ca2+ в клетках А431 были исследованы интегральные токи через плазматическую мембрану. Показано, что по своим свойствам (кинетика активации, тип вольт-амперной характеристики, селективность относительно Са2+) Imin каналы, охарактеризованные ранее на уровне одиночных каналов, отличаются от Icrac , что позволяет отнести их к особому классу рецептор-управляемых депо-зависимых каналов. Они вносят существенный вклад в суммарный ток, переносимый ионами Са2+ в ответ на активацию мембранных рецепторов. Наличие в клетках нескольких путей входа Ca2+ с разными функциональными характеристиками существенно для регуляции внутриклеточных реакций в ответ на внешние стимулы. (ИНЦ РАН)
С помощью рентгено-структурного анализа показано, что шаг миозиновой головки во время сокращения представляет сумму двух движений. В первую стадию происходит фиксация головки миозина на актиновой спирали и ее перемещение, во вторую - изменяется конформация внутри головки, связанная с изменением угла шейного домена относительно моторного. (ИИФ УрО РАН)
Изучена пролиферативная активность опухолевых клеток у больных злокачественными лимфомами при помощи белка Ki-67, а также показана его связь с клиническим течением заболевания. Выявлено влияние пролиферативной активности

опухолевой ткани на эффект химиотерапии у данных больных. Раскрыты молекулярно-генетические механизмы апоптоза при лимфопролиферативных и аутоиммунных заболеваниях. Изучен иммунопатогенез хронического вирусного гепатита С. (ВМА МО РФ)
Показано, что фетальные кардиомиоциты и предифференцированные мезенхимальные стволовые клетки костного мозга при трансплантации в поврежденный миокард повышают систолическую функцию левого желудочка и способствуют ослаблению признаков левожелудочковой недостаточности. Доказано, что восстановление показателей насосной функции сердца после клеточной трансплантации обусловлено повышением регенераторной способности миокарда и уменьшением зоны диструкции вокруг очага некроза. (ВНИИТиИО МЗ РФ)
При исследовании нейробиологических механизмов действия различных типов стрессорных воздействий показано, что при вызове хронического воспалительного стресса (билатеральный адьюдированный артрит) в крови крыс выявляются аутоантитела к глиальному фибриллярному кислому белку, что указывает на активацию аутоиммунных процессов в нервной системе. Впервые показано, что хроническое пероральное введение агониста холинергических рецепторов - никотина оказывает противовопалительное влияние и усиливает индукцию аутоантител при вызове адьювантного артрита. (РКНПК МЗ РФ)

Механизмы функционирования сенсорных и двигательных систем

Установлено, что частотные границы эффектов двухтонового подавления и нелинейных искажений коррелируют в области высокочастотного участка кривой частотной настройки улитки внутреннего уха и различаются вблизи низкочастотной области. Высказано предположение, что высокочастотное двухтоновое подавление создается тем же активным механо-электрическим звеном улитки, которое формирует эффект нелинейных искажений. Низкочастотное подавление обусловлено действием пассивного передаточного звена, возможно внутренними волосковыми клетками. (ИФ РАН)
Исследование поздних стадий фотолиза зрительных пигментов в интактных колбочках сетчатки показало, что реакция образования ретинола, необходимого для регенерации исходного зрительного пигмента, лимитируется скоростью восстановления ретиналя. Распад метапродуктов, определяющий скорость темновой адаптации, происходит в колбочках в 20-50 раз быстрее, чем в палочках. Это является одним из ключевых факторов, обеспечивающих быструю адаптацию зрения к условиям освещения, что существенно для понимания механизмов некоторых заболеваний сетчатки. (ИЭФБ РАН)
Регистрация электрической активности идентифицированного мотонейрона улитки, вызывающего сокращение щупальца, и суммарной электрической активности центральной структуры обонятельного анализатора на полуинтактных препаратах в ответ на предъявление запаха показало влияние процеребрума на тоническую активность мотонейрона. У наземной улитки установлен механизм изменения положения сенсорной поверхности обонятельного органа к меняющимся условиям окружающей среды в зависимости от качества и концентрации веществ в воздухе. (ИВНД РАН)
Установлено, что первичным ответом на устранение опорных нагрузок является дезактивация позно-тонической системы разгибателей. Изменения в спинальной и супраспинальной системах управления движением, в системах контроля ортостатической устойчивости реализуются по механизмам центрального сопряжения и обучения. (ИМБП РАН)

Показано, что тоническая составляющая является неотъемлемым компонентом запуска спинальной локомоции. Эпидуральная стимуляция в сочетании с вызовом принудительных шагательных движений с регулируемой степенью опоры способствует эффективному восстановлению двигательной функции спинного мозга. Тренировка функции опоры должна быть неотъемлемой частью тренировок, направленных на полноценное восстановление локомоции при травмах спинного мозга. (ИФ РАН)

Физиологические механизмы деятельности висцеральных систем

В опытах с введением вазопрессина и его аналогов в просвет изолированной тонкой кишки крыс и лягушек или введением их зондом в желудочно-кишечный тракт крысам получены результаты, являющиеся экспериментальным доказательством всасывания в тонкой кишке позвоночных естественных циклических нонапептидов (аргинин вазопрессин, аргинин вазотоцин) с сохранением гормональной активности. (ИЭФБ РАН)
Установлено, что гипертрофия левого желудочка сердца крыс с экспериментальной реноваскулярной гипертензией обусловливает увеличение амплитудных параметров потенциалов кардиоэлектрического поля на поверхности тела в начале сокращения желудочков и их уменьшение в период завершения сокращения желудочков. Продолжительность периода второй инверсии кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела, длительность деполяризации субэпикарда желудочков увеличена у крыс с гипертрофией левого желудочка по сравнению с нормотензивными. (ИФ КомиНЦ УрО РАН)
Установлено взаимодействие между глюкокортикоидными гормонами и простагландинами в регуляции целостности слизистой оболочки желудка, снижение гастропротективного действия одного фактора компенсируется усиленным влиянием другого. Слизистая оболочка желудка особо уязвима при недостаточности действия обоих этих факторов.
Усиление базальной секреции бикарбонатов в слизистой оболочке желудка при действии на последнюю слабых ирритантов (подкисленный гипертонический раствор) реализуется с участием простагландинов, тогда как усиление секреции при стимуляции блуждающего нерва осуществляется через М-холинергические и нитрергические звенья регуляции. (ИФ РАН)

Организация поведения и высших психических функций человека
и животных. Экологические и эволюционные аспекты поведения и коммуникации

При изучении связи селективного вербального внимания с памятью при задании на классификацию абстрактных и конкретных слов установлено, что селекция нужных сигналов происходит за счет активного торможения запоминания незначимой информации. Результаты важны для понимания патологии памяти, так как нарушения памяти могут быть вторичными, как следствие дефицита внимания. Это расширяет возможности лекарственной коррекции нарушений памяти, так как структуры, ответственные за память и внимание, используют различные медиаторы: в первом случае это ацетилхолин и глютамат, а во втором - дофамин. (ИВНД РАН)
Установлено, что выполнение творческой вербальной деятельности в условиях детекции ошибок и без нее обуславливает статистически значимые различия локальной и пространственной синхронизации ЭЭГ. (ИМЧ РАН)
Показано, что ингибирование ключевого фермента апоптоза нейронов каспазы-3 блокирует развитие длительной потенциации в срезах гиппокампа крысы, увеличение амплитуды возбуждающих постсинаптических потенциалов в

идентифицированных командных нейронах улитки, а также нарушает обучение крыс реакции активного избегания. Результаты позволяют сформировать новое представление о механизмах нейропластичности, включающих ограниченный протеолиз специфических субстратов. (ИВНД РАН)
С помощью сравнительно-генетического метода анализа при исследовании влияния длительного стресса на плотность расположения нейронов, состояние С-хроматина и содержание гетерогенной ядерной РНК в сенсомоторной коре, среднем мозге и гиппокампе крыс показано, что в основе долгосрочных эффектов стресса лежат морфологические изменения мозговых структур и изменения экспрессии генома нейронов.
Исследование нейронов спинальных ганглиев крыс в культуре ткани с помощью методов локальной фиксации потенциала выявило специфический модулятор активности медленных (тетродотоксиннечувствительных) натриевых каналов - коменовую кислоту, относящуюся к классу пиронов. Показано, что эта субстанция может купировать опийный абстинентный синдром. (ИФ РАН)
Проанализированы особенности реорганизации ЭЭГ больных с разной глубиной ретроградной амнезии при посттравматическом корсаковском синдроме. Отмечены признаки подкорково-диэнцефальной дисфункции с превалированием нарушений в правом полушарии при глубокой ретроградной амнезии и отсутствием четкой латерализации патологических знаков при неглубокой ретроградной амнезии. Высказано предположение, что глубина ретроградной амнезии определяется степенью вовлечения в патологический процесс гиппокампа и асимметрией функционального состояния полушарий.
При исследовании ответов отдельных пресинаптически молчащих синапсов на срезах гиппокампа мозга показано, что молчание синапсов связано с низкой вероятностью выброса глутамата из пресинаптической терминали, а не с недостатком постсинаптических рецепторов. Увеличение вероятности выброса может быть существенным механизмом длительной постсинаптической потенциации и, следовательно, памяти и обучения. (ИВНД РАН)
Определено, что водорастворимый комплекс фуллерена, инъецированный в гиппокамп крыс, предупреждает развитие амнезии, вызванной блокадой синтеза белка в центральной нервной системе. (ИТЭБ РАН)
Определены неосознаваемые составляющие психофизиологических реакций и механизмы формирования психологической устойчивости при действии стресса в экстремальных условиях. Показано, что воздействие на неосознаваемые психические процессы, как ключевое звено патогенеза расстройств, снижает неблагоприятное влияние стресса и играет ведущую роль в восстановительной коррекции. Установлено, что уменьшение уровня неосознаваемой тревожности повышает стресс-устойчивость личности к широкому кругу экстремальных факторов. (ГНИИИВМ МО РФ)

Физиологические механизмы адаптаций. Эволюционная физиология,
биохимия и морфология. Физиология экстремальных состояний

При исследовании физиологических эффектов повышенного парциального давления азота, аргона, гелия на организм человека и животных при различных концентрациях кислорода получены данные о возможности длительного (в течение 3 суток) пребывания человека в гипоксической 10 процентной кислородно-азотно-аргоновой среде, о положительном влиянии аргона на адаптацию к гипоксии в сравнении с пребыванием в 10 процентной кислородно-азотной среде.
На основании анализа цитогенетических нарушений в лимфоцитах крови участников длительных и кратковременных полетов установлено увеличение частоты хромосомных нарушений, которые зависят от длительности полета, дозы и мощности космического излучения.
Подробный анализ изменений кардиореспираторной системы человека в условиях длительного космического полета показал, что в условиях частично скомпенсированной невесомости (микрогравитации) возникают изменения функций двух типов: срочные, на основе имеющихся механизмов адаптации, и долговременные по типу обучения на основе формирования структурного следа. Часть изменений кардиореспираторной системы не удается компенсировать проводимыми в полете профилактическими мероприятиями. (ИМБП РАН)
Выявлена аденилатциклазная сигнальная система у инфузорий, чувствительная к инсулину, релаксину млекопитающих, и включающая как и у высших эукариот рецептор, гетеротримерный G-белок и аденилатциклазу. Эти данные существенны для понимания эволюции сигнальных систем. (ИЭФБ РАН)
При действии гипергравитации в тимусе у подопытных мышей уменьшается уровень митотической активности лимфоцитов: в глубоких слоях коркового вещества и в мозговом веществе этого органа митотически делящиеся клетки почти не определяются, а митотический индекс уменьшается в 3,5 раза. Одновременно в корковом веществе увеличивается число деструктивно измененных и погибших клеточных элементов. В мозговом веществе возрастает присутствие макрофагов. (ММА)
Основной особенностью развития энцефалопатии у ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС было утяжеление стадии заболевания по мере снижения содержания апобелка В, уровень которого рассматривается как самостоятельный фактор атеросклероза. Второй особенностью развития энцефалопатии у ликвидаторов было значимое увеличение продукции активных форм кислорода. (ВЦЭРМ МЧС РФ)
Впервые дана оценка тяжести йодного дефицита, проведен эпидемиологический анализ йододефицитных и радиационно-индуцированных заболеваний, определена распространенность соматической и эндокринной патологии в ряде регионов, расположенных вблизи АЭС (обследовано 3200 детей). (ЭНЦ РАМН)

Клиническая физиология

Анализ большого клинического материала показал, что ПЭТ с 11С-метионином является высокоэффективным методом контроля радикальности хирургического удаления церебральных глиом, позволяющим надежно визуализировать остатки злокачественных и доброкачественных опухолей независимо от сроков послеоперационного исследования, что является преимуществом данного метода. (ИМЧ РАН)
Установлен характер аминокислотных замен в вариабельных областях пептидсвязывающего желоба молекулы DR, кодируемых геном DRB1 и обусловливающих особенности его строения у лиц групп риска с предрасположенностью к развитию лейкозов в целом, с предрасположенностью к острому лимфобластному лейкозу и к хроническому миелолейкозу. Определен характер аминокислотных замен, ассоциируемых с резистентностью лиц к развитию этих форм патологии. (Центр гематологических исследований РАМН)
Выдвинута концепция патогенеза церебральной дисциркуляторной гипоксии и динамического взаимодействия церебральных и экстракраниальных структур нервной системы; на этом основании сформулированы новые представления о патогенезе вертебральных синкопальных синдромов. (ВМА МО РФ)
Показано, что ведущим механизмом реализации аддиктивного состояния является нарушение лимбической регуляции, в частности, гиперактивность лимбической системы. (ИМЧ РАН)
Получены новые данные о наличии в почках человека ранее только предполагавшихся белковых молекул. Впервые идентифицированы четыре индивидуальных белка: енолаза 1, бетаин-гомоцистеинтрансфераза, еноил-КоА-гидратаза митохондриальная и белок My 0.32, являющийся шоковым белком. (ММА)
Впервые проведено генотипирование различных этнических групп больных сахарным диабетом, населяющих Россию; получены уникальные результаты, вошедшие в Международный реестр генетических исследований сахарного диабета. (ЭНЦ РАМН)
Охарактеризован спектр мутаций генов предрасположенности BRCA у больных, страдающих наследственной формой рака молочной железы и/или яичников, и здоровых родственников - носительниц этих генов из онкологически отягощенных семей. Показана высокая частота мутации 5382 ins C (78,5%) в российской популяции. Мутации 4816 insG, 11808M, L3101P гена BRCA 2 выявлены впервые в мире. (РОНЦ РАМН)
Создана принципиально новая неинвазивная диагностическая технология, позволяющая оценивать функцию периваскулярной иннервации конечностей - симпатических адреноэргических волокон и чувствительных (сенсорных) пептидергических нервных волокон. Совместная оценка симпатической и сенсорной иннервации позволяет вычислить показатель резервов нейромедиаторного обеспечения тканей. Впервые предложена классификация функциональных расстройств периваскулярной иннервации конечностей; в связи с этим открывается возможность улучшить качество диагностики при целом ряде нозологических форм. (ЦИТО МЗ РФ)
Получены новые данные о механизмах развития атеросклероза, в частности нестабильного (острого) течения. Показано существенное отличие нестабильных бляшек от стабильных - практически полное отсутствие "клеток воспаления" в стабильных бляшках. В нестабильных бляшках локализуются моноциты-макрофаги - 80% всех клеток составляют Т-лимфоциты, из которых 50-80% являются хелперами (CD4+). (РКНПК МЗ РФ)
Разработан и внедрен в практику высокотехнологичный метод, альтернативный пересадке сердца, - реконструкция левого желудочка сердца при дилатационной кардиомиопатии. (РНЦХ РАМН)
Созданы интегративные методики для лечения язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, которые заживляя язвенные дефекты у 97% больных, предупреждают частые обострения язвенной болезни и необходимость хирургического вмешательства. (РНЦХ РАМН)


















НАУКИ О ЗЕМЛЕ
?академик-секретарь Отделения академик Ю.Г. Леонов?


ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ НАУКИ

Геотектоника, литология, геодинамика

Разработана, научно обоснована и апробирована термическая томография как новый метод анализа геотермического поля в осадочных бассейнах Евразии. Он позволяет анализировать распределение термических параметров (температуры, тепловых потоков), определять глубину нахождения характеристических температур в литосфере, контролирующих процессы генерации и трансформации вещества, прогнозировать местонахождение полезных ископаемых. Впервые обнаружены неизвестные ранее термические купола и выявлена приуроченность к ним промышленных месторождений углеводородов.
Обобщение результатов многолетних исследований тектонических деформаций в литосфере Атлантического и Индийского океанов показало, что структуры, порождающие тектоническую расслоенность коры и мантии - надвиги, покровы, глубинные срывы - распространены практически во всех основных структурно-морфологических элементах океанического дна. Это коренным образом меняет традиционные представления о жесткости и тектонической инертности океанской литосферы.
Сравнительное изучение современных и древних центров спрединга привело к разработке модели, согласно которой пространственные и временные изменения условий подъема мантийных масс приводят к тектонической сегментации эмбриональной океанической коры и изменения глубины залегания Мохо вдоль оси спрединга. Структура области перехода от мантийных реститовых к плутоническим коровым комплексам в срединно-океанических хребтах и в офиолитах надсубдукционного генезиса принципиально сходна. (ГИН РАН)
Показано, что при распаде суперконтинента Родинии в позднем рифее при рифтовых процессах возникла пассивная континентальная окраина. Она маркируется зоной перехода от шельфовых к глубоководным осадкам по линии Северо-Восточная Норвегия - о. Рыбачий - полуостров Канин - Вымско-Вольская гряда. (ИГ УНЦ РАН)
Изучение уникальной рифовой биоты доказало тесную палеогеографическая связь Урала и Салаира в среднем палеозое. Она осуществляась Уральским морским миграционным путем. Это ставит под сомнение гипотезу о присоединении Алтае-Салаиро-Кузнецкой островной дуги к окраине Сибирского континента в раннем ордовике. (ИГ Коми НЦ УрО РАН)
В юго-западном Приморье установлено наложение мезозойских восток-северо-восточных структур сжатия на палеозойские север-северо-западные, что доказывает изменение направления продольного сжатия коры Азиатской окраины в мезозое с субширотного на субмеридиональное. (ДВГИ ДВО РАН)
Созданы серии палинспастических карт по 12 возрастным срезам, от рифея до современности и модель формирования разновозрастных орогенных поясов Центральной и Северо-Восточной Азии и северо-западной окраины Тихого океана. Реконструирована тектоническая эволюция региона, прослежены металлогенические пояса и определена их геодинамическая природа. (ИГАБМ СО РАН, ИГ ОИГГМ СО РАН, ИЗК СО РАН, ДВГИ ДВО РАН, ИТиГ ДВО РАН, совместно с институтами Монголии, КНР, Ю. Кореи, Японии и США)
Палеомагнитные и геологические данные не позволяют принять модель образования структур Центральной Азии к северу от Тибета крупномасштабным латеральным выжиманием. Компенсация сближения Индостана и Евразии на 2500 км в течение последних 50 млн. лет почти полностью происходила в пределах Тибета и Гималаев; структура Тянь-Шаня создана левосдвиговыми движениями в конце палеозоя, а альпийские напряжения выборочно активизировали часть разломов. (ГИН РАН)
При повышенных температуре и давлении измерена проницаемость амфиболитов и гнейсов из сверхглубоких скважин СГ-3 (Россия) и КТБ (Германия). Установлено, что проницаемость пород уменьшается с глубиной по степенному закону. Полученные данные служат основанием для выявления обобщенной закономерности изменения проницаемости континентальной коры до глубины 40 км. Экспериментальные исследования воздействия сейсмических колебаний на породы показали, что осциллирующие нагрузки увеличивают порово-трещинное пространство пород с низким эффективным давлением. Механизм способствует проникновению метеорных вод на большие глубины. (ИГЕМ РАН, ИЭМ РАН)

Стратиграфия, палеонтология

Впервые обоснована эталонная глобальная последовательность окремненных микробиот рифея и венда и выявлены главные возрастные рубежи изменения таксономического состава прокариотных и простейших эвкариотных организмов в рифее и венде. Они определялись появлением эволюционных новаций среди микроорганизмов, направленной сменой глобальных условий их обитания и скрытой инкорпорацией в прокариотные экосистемы низших одноклеточных эвкариот. Доказано, что биостратиграфический потенциал докембрийских микрофоссилий может обеспечить детализацию Общей стратиграфической шкалы венда и рифея. (ГИН РАН)
В Тувинской котловине обнаружено новое богатое местонахождение юрской динозавровой фауны, приуроченное к отложениям мелководного осолоненного бассейна. В костеносных алевролитах впервые обнаружены микросферулы, свидетельствующие о выпадении космической пыли. (ТИКОПР СО РАН)
Уточнены стратиграфические схемы и предложены новые обоснования границ ряда геологических периодов. Впервые биостратиграфически обоснованы отложения нижнего венда на Восточно-Европейской платформе. Открыта уникальная по разнообразию и обилию микробиота акантоморфных органостенных акритарх. Она встречена в одной возрастной последовательности с биотами верхнего рифея и верхнего венда, что вносит важный вклад в обоснование нижней границы венда и в понимание главных эволюционных трендов позднекембрийского микромира (ГИН РАН). Российские стратотипы сакмарского, артинского и кунгурского ярусов нижнего отдела пермской системы признаны в качестве основополагающих элементов Международной стратиграфической шкалы. Российская Постоянная комиссия по пермской системе обосновала включение материалов по стратиграфии перми Восточно-Европейской платформы, Урала и западной части Западной Сибири в глобальную корреляцию (ИГГ УрО РАН). Разработаны унифицированные стратиграфические схемы силура и девона Северо-Востока России, а так же карбона и перми Верхояно-Охотского региона, которые утверждены Межведомственным стратиграфическим комитетом России и послужат основой детализации геологических карт и корреляции отложений названных регионов (ИГАБМ СО РАН, ИГНГ СО РАН, СВКНИИ ДВО РАН, совместно с организациями МПР России). Обоснованы принципы и правила биогеографического районирования бореального юрского Арктического бассейна, построены мелкомасштабные палеобиогеографические карты бореальных бассейнов для разных веков юры и впервые составлено типовое описание бореальных биохорий. (ИГНГ СО РАН)
Восстановлена эволюция растительности ранней перми Западной Ангариды. Установлен последовательный ряд флористических комплексов перми Приуралья,

доказана его уникальная стратиграфическая полнота и представлена его палеоэкологическая и палеофитоценологическая интерпретация. Установлены динамика изменения разнообразия высших растений от ассельского до уфимского веков перми и значение смешанных флор для палеофитогеографических и палиноспастических реконструкций. (ГИН РАН)
Обоснована корреляция кембрийских отложений внутренних районов Сибирской платформы, перспективных на углеводородное сырье и уточнены стратиграфические схемы кембрия, ордовика и силура зоны сопряжения Западно-Сибирской плиты и Сибирской платформы. Составлена стратиграфическая схема девонских отложений западной части Алтае-Саянской области. (СНИИГГиМС МПР России)
Реконструированы природно-климатические условия и установлены седиментационные циклы в плейстоцене и голоцене на Северо-Востоке Европы. Выявлена устойчивая тенденция к похолоданию климата и ее сохранении в будущем. (ИГ Коми НЦ УрО РАН)
Построена первая детальная схема корреляции по конодонтам триасовой кремневой формации Сихотэ-Алиня. Показано, что формация представляет макроциклит, внутреннее строение которого определялось глобальными эвстатическими изменениями уровня моря (ДВГИ ДВО РАН). Граница юры и мела в Сихотэ-Алинской аккреционной системе и в осадочных бассейнах Юго-Востока России обоснована биостратиграфическим данными (аммониты, бухии, радиолярии, флористические комплексы). (ИТиГ ДВО РАН)

Докембрий

Впервые установлено, что вариации 87Sr/86Sr в палеоокеанах - чуткий индикатор изменений факторов биосферного значения. Восстановлены вековые вариации отношения 87Sr/86Sr в позднерифейском океане на основе изучения карбонатных пород, отвечающих жестким значениям геохимических критериев сохранности Rb-Sr систем. Установлено, что 1030-810 млн. лет назад отношение 87Sr/86Sr в Мировом океане было относительно низким и довольно стабильным, а позднее (800-640 млн. лет назад) достаточно быстро и неоднократно изменялось. Эти изменения были вызваны вариациями соотношения масс мантийного и континентального потоков в океан и активностью спрединга, сменой состава питающих провинций, изменениями характера и интенсивности магматизма, проявлением крупных трансгрессий и регрессий, с интенсивностью выветривания и изменениями содержания CO2 и O2 в атмосфере. (ГИН РАН, ИГГД РАН)
На основе С-изотопных хемостратиграфических данных доказан ранневендский возраст ледниковых отложений в основании позднедокембрийских осадочных серий юга Сибирской платформы, установлено их региональное распространение. (ИГ ОИГГМ СО РАН)

Планетарная геофизика

Создана теория свободной и вынужденной нутации Земли с неоднородным по химическому составу жидким ядром. Путем численного интегрирования обобщенных приливных уравнений Лапласа определены приливные смещения и изменения гравитационного поля в жидком ядре, числа Лява и постоянные вынужденной нутации Земли. (ИФЗ РАН)
Трехмерное численное моделирование показало, что при падении космических тел с размерами от 1 до 1000 км на раннюю Землю при скоростях 10 - 20 км/сек. теплоудержание в литосфере на глубинах более 20 км составляет порядка 10% от кинетической энергии падающего тела. Высказана гипотеза о раннем плавлении и образовании примитивных оболочек на заключительных стадиях образования Земли. (ИДГ РАН)

Сейсмология

Создана теория многократного отражения и преломления сейсмических волновых полей в терминах поверхностных интегралов, которые корректно воспроизводят суперпозицию отраженных, преломленных и головных волн на гладкой криволинейной границе произвольной формы между неоднородными средами. Это позволило рассчитывать головные волны на криволинейных границах. (ИГФ СО РАН)
Выявлен новый тип среднесрочного предвестника землетрясений - возникновение скрытых периодических колебаний сейсмичности перед сильными землетрясениями с магнитудой более 7. Колебания в околоочаговых областях с размерами 100 км возникают за 3-5 лет до события с максимумом во временном диапазоне 0.6-1.8 года. Выявлено смещение максимума спектра колебаний в сторону более низких периодов по мере приближения момента сильного землетрясения. (ИФЗ РАН)
В горном поясе Альпы-Карпаты-Динариды выделены морфоструктурные узлы, сформированные на пересечении разломов и контролирующие распределение сильных землетрясений. Методами распознавания образов эти узлы разделены на высоко- и низкосейсмичные относительно двух уровней магнитуд. Выявлено значительное число высокосейсмичных узлов, где сильные землетрясения ранее не происходили. (МИТП РАН)
Разработан новый подход к использованию метода приемных функций поперечных волн для исследования структуры верхней мантии. Впервые в районе горячей точки Афар установлены две ярко выраженные скоростные границы на глубинах 160 км и 480 км, связанные с частичным плавлением мантийного вещества. (ИФЗ РАН)
Проведено исследование границы внутреннего ядра Земли по динамическим характеристикам отраженных сейсмических волн. Измерения динамических характеристик волн PKiKP и интерпретация экспериментальных данных позволили связать особенности волн PKiKP с тонкой структурой границы внутреннего ядра Земли в виде нерегулярных образований, формирование которых связано с высвобождением легкой фракции на этой границе. (ИДГ РАН)
Исследован механизм очага сильнейшего землетрясения, произошедшего 27 сентября 2003 г. на территории Горного Алтая (магнитуда М=7,5) и его афтершоков. Установлена сейсмическая активизации Чуйско-Курайской зоны во второй половине 2002 г. и сейсмическое затишье в 2003 г. в районе Чаган-Узунского блока (зоны главного толчка 27 сентября 2003 г.). Выявлено трехмодальное распределение гипоцентров афтершоков и концентрация афтершоков по главным разломам вокруг Чаган-Узунского блока и в линейной зоне вдоль юго-западной границы Курайской и Чуйской впадин. (ИГФ СО РАН, ГС СО РАН)
Разработаны новые технологии многоволновых детальных глубинных сейсмических исследований с многократными перекрытиями с помощью передвижных вибрационных источников и опытные образцы мобильных современных автономных цифровых 3-канальных регистраторов. Глубинные сейсмические исследования выявили распределение значений скоростей сейсмических волн в земной коре и верхней мантии на 300-километровом участке профиля Магадан-Усть-Среднекан. (ГС СО РАН, СНИИГГиМС МПР России)




Физические поля Земли и геодинамика

Впервые рассчитано поле скоростей современных движений в Монголо-Сибирском регионе по данным измерений методом GPS геодезии. Выявлены главные тренды смещений пунктов геодезической сети относительно стабильной Сибирской платформы. Массив Монгольского Алтая вместе с Убсунурской впадиной, смещается в северо-северо-восточном (ССВ) направлении, определяя условия трансгрессии в Тувинском нагорье и центральной части Алтае-Саянской горной области. Поднятие Хангая и Гобийский Алтай смещаются в субширотном направлении со скоростью около 5 мм/год. Забайкальская часть Амурской плиты смещается в юго-восточном направлении со скоростью от 1.5 до 5-7 мм/год. Поле векторов горизонтальных движений отражает сочетание процесса движения масс в ССВ направлении с выжиманием блоков западной части Монголии на восток под воздействием сжатия со стороны зоны Индо-Евразийской коллизии. (ИЗК СО РАН)
Построен комплект карт векторов скоростей современных горизонтальных движений земной коры за разные периоды в Международной системе определения скоростей и в локальных системах отсчета для Северного Кавказа, южного побережья Финского залива, Карелии, Кольского полуострова. (ИФЗ РАН)
Разработана принципиально новая система алгоритмов распознавания образов DRAS (Difference Recognition Algorithm for Signal) - FLARS (Fuzzy Logic Recognition Algorithm for Signal), позволяющая выявлять высокочастотные аномалии на записях временных рядов геоэлектрических, гравитационных, магнитных и некоторых других сигналов. Ее применение позволило установить связь теллурических аномалий с вулканической деятельностью. (ИФЗ РАН)
Предложен новый количественный подход к восстановлению истории развития мантийных структур и поля палеотемператур, основаннный на численном решении обратной трехмерной задачи мантийной конвекции с помощью комбинации вариационного метода и метода конечных элементов. (МИТП РАН, ИММ УрО РАН)
Разработана методика пространственного картирования геотермальных резервуаров и зон аномальной электропроводности в земной коре. Построена первая трехмерная геоэлектрическая модель геотермальной зоны. Оценены наиболее перспективные зоны для извлечения геотермальной энергии. (ИГЭМИ РАН)
На основе исследований литосферно-атмосферного взаимодействия создана новая физическая модель возникновения "огней землетрясений", объясняющая локализацию зарядов в проводящем грунте во время землетрясений. (ИГФ СО РАН)
Впервые показана возможность и испытана эффективность дистанционной съемки процесса формирования ледовых заторов методом георадиолокации. Это позволяет принимать превентивные решения по предотвращению образования или ликвидации мощных заторов на реках в период паводка. (ИГДС СО РАН)

МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И ГОРНЫЕ НАУКИ

Петрология магматических процессов

Выявлен новый, Центрально-Азиатский, тип формирования континентальной коры, определяемый аккрецией лито-тектонических комплексов океанического ложа (островных дуг, задуговых бассейнов, микроконтинентов и океанических островов) в единый супертеррейн с ювенильной континентальной корой. Аккреция сопровождалась
региональным метаморфизмом, интенсивным гранитоообразованием и внутриплитным базитовым и щелочным магматизмом. (ИГЕМ РАН)
Изучение верхнемантийных ксенолитов из кайнозойских щелочных базальтов Забайкалья и Монголии выявило неоднородность верхней мантии. Изменение состава верхней мантии по вертикали отражает уменьшение степени деплетированности магмофильными элементами и приближение состава пород к составу примитивной мантии, составу хондр из углистого хондрита и примитивных лерцолитов. (ИГГД РАН)
Установлены существенные различия в содержании летучих компонентов между источниками плюмового и спредингового мантийного магматизма САХ. Изотопный состав Nd в базальтоидах о-ва Беннет использован для реконструкции магматической истории пассивной континентальной окраины моря Лаптевых. Моделированием показано существование в океанической коре геохимического барьера при Т=250оС, определяющего смену минеральных ассоциаций в гидротермально-измененном субстрате. (ГЕОХИ РАН)
Впервые получены данные о составе расплавов, из которых происходила кристаллизация циркона в биотит - плагиоклазовых гнейсах архейского комплекса Кольской сверхглубокой скважины. Ранний циркон кристаллизовался из насыщенных СО2 магм при давлении отделяющихся флюидов около 3,5 кбар. на глубине около 13 км. В остаточных магмах по мере кристаллизации увеличивались концентрации SiO2 и К2О. (ГИ КНЦ РАН)
Получены данные о существенно меньшей истощенности перидотитового субстрата сверхмощной литосферной мантии, расположенной под областями проявлений кимберлитов аномальных типов (район Снэп Лейк, Канада; Накынское поле, Якутия). (ИМП СО РАН).
Разработана физико-математическая модель фреато-магматических вулканических извержений. Исследованы эффективность взрывного взаимодействия при различных концентрациях воды в магме и влияние глубины водоема на характер протекающих процессов. (ИДГ РАН)
Разработана модель кайнозойского вулканизма, и проведено вулкано-тектоническое районирование Камчатки с выделением разновозрастных вулканических дуг и их сегментов с разными геодинамическими параметрами (начальный, стационарный и конечный режимы субдукции). Установлено, что типичные островодужные вулканические породы характерны для стационарного режима субдукции, а на начальном и конечном этапах возможно появление лав с внутриплитными геохимическими характеристиками. (ИВГиГ ДВО РАН)

Геохимия

Установлено, что по характеру распределения величины ?13С алмазов в достаточно представительных выборках могут быть выявлены генетические связи россыпей с кимберлитовыми трубками, позволяющие прогнозировать еще не открытые алмазные месторождения. Показано, что из трех россыпей, сопредельных с трубкой Мир, одна образована всецело за счет этого коренного месторождения, тогда как две другие сформировались при существенном привносе алмазов из неизвестного дополнительного источника. (ГЕОХИ РАН)
По результатам сравнительного изучения содержаний никеля в ультрамафичеких магматических породах Сибирской трапповой провинции и впадины Гесса предложен новый метод определения степени участия вещества земного ядра в генерации первичных магм. (ИГЕМ РАН)
Осуществлено экспериментальное моделирование диффузионных метасоматических колонок кварц-топазовых грейзенов и цвиттеров при Т=400-500оС и Р=1 кбар. Показано, что присутствие в гидротермальном растворе даже невысоких концентраций лития сильно сокращает область устойчивости кварц-топазовых грейзенов и расширяет область развития их кварцево-слюдистых фаций. В грейзеновых колонках установлен интенсивный массоперенос Pb и Zn, приводящий к образованию галенита и сфалерита. Миграция Ta и Nb незначительна, а W переносится лучше.
В системе H2O-NaCl при температуре 500°С и давлении насыщенного пара 340-570 бар при заданных летучестях серы, кислорода и рН раствора изучены растворимости Mo, W, Re, Sn, Au, Pt, As и Sb, в равновесии с молибденитом, вольфрамитом, касситеритом, ReS2, антимонитом, металлическими золотом и платиной и распределение этих элементов между жидкой и паровой фазами. Все элементы распределяются преимущественно в жидкую фазу. Рассчитаны коэффициенты распределения.
Синтезированы матрицы для иммобилизации стронция. Показано, что стронций полностью сорбировался в модельной гранитной матрице. При прокаливании до 1200(С в ее составе появляются альбит, кварц, ортофосфат натрия и стронция - ольгит. (ИЭМ РАН)
Построена компьютерная модель предбиологической химической эволюции, включающая формирование генетического кода, реализующая принципы, изложенные ранее в монографии "Феномен жизни".
Разработан метод изотопного фракционирования различных по подвижности и биологической доступности форм элементов в почвах, позволяющий получить расширенную информацию о возможной мобилизации токсичных металлов и мышьяка при изменении условий окружающей среды.
Впервые с использованием экспериментального и численного моделирования изучена радиационно-индуцированная миграция углерода в модельных и природных кристаллах при низких температурах под воздействием радиации. (ГЕОХИ РАН)

Минералогия

Открыты и утверждены Комиссией по новым минералам Международной минералогической ассоциации: анкиновичит (никелевый аналог альванита), араповит (ториевый аналог туркестанита), пековит (стронциевый аналог данбурита), зеравшанит - новый структурный тип цирконосиликатов, первый цезиевый цирконосиликат, и холфертит - Ca-U-Ti-REE-минерал (ММ РАН), кухаренкоит-(La) - Ba2(La,Ce)(CO3)3F, редкометальный бариевый карбонат, La-доминантный аналог кухаренкоита- (Ce) (ГЕОХИ РАН), хиллит - Ca2(Zn,Mg)(PO4)2 ·2H2O. (ГИ КНЦ РАН). Утвержден новый редкоземельный минерал - бираит (Ce2Fe2+[Si2O7](CO3)), который можно рассматривать как представителя нового структурного типа. Основу его структуры составляют полиэдрические слои (001), образованные димерами из двух связанных по общему ребру Fe-октаэдров, диортогрупп Si2O7 и анионов [СО3]2- (ср. С-О 1.30 A). (ИЗК СО РАН)
С помощью современных аналитических методов впервые доказано широкое развитие наноразмерных частиц в рудах, породах и лунном грунте. В лунном грунте обнаружены наноразмерные частицы ранее неизвестных на Луне рудных минералов (самородные рений, олово, висмут, церий, цинк; высокопробное золото, гадолиниевые минералы, торий и др.). Многие из них не известны на Земле (ИГЕМ РАН). Наночастицы минералов элементов платиновой группы установлены в сульфидных рудах Норильского района. Выявлено, что наночастицы самородного золота в сульфидах - важная форма нахождения этого металла в трудноизвлекаемых сульфидных рудах. (ИГЕМ РАН, ММ РАН)
С помощью вновь созданной уникальной установки исследован кавитационный процесс в быстро движущемся кимберлитовом расплаве по глубинным каналам. Была воспроизведена агрегация нанокристалов алмаза (10-30 нанометров). Экспериментальные результаты свидетельствуют о возможности синтеза алмазной фазы при возбуждении кавитации в углеродсодержащей жидкости. (ГЕОХИ РАН)
Впервые синтезированы плотные поликристаллы алмаза (аналоги алмазных мономинеральных пород - алмазитов) в карбонат-углеродных и карбонат-силикат-углеродных расплавах при Р=7.0-8.5 ГПа и Т=1800-1900оС. В них установлена фракция нанокристаллов алмаза. Граничные условия спонтанной нуклеации алмаза и зависимость плотности его нуклеации происходит при Р=5.5-8.5 ГПа и Т=1200-2000оС. Процессы зарождения наночастиц алмазов при спонтанной нуклеации составили десятки секунд при лабильном пересыщении карбонатно-углеродных расплавов-растворов. (ИЭМ РАН)
В оливиновых нодулях или мегакристов из кимберлитов выявлен новая паркетная микроструктура, обусловленная различно ориентированными нанометровыми включениями серпентина, талька, 10A - фазы и гидрооливина. Два последних вещества, устойчивые при высоких давлениях, впервые обнаружены в природе. Нановключения образованы путем сегрегации точечных ОН-дефектов при кристаллизации оливина в условиях мантии, которая происходила на посткристаллизационной стадии и была инициирована деформационными процессами. (ГЕОХИ РАН)
В алмазных россыпях Северо-Востока Сибирской платформы впервые установлены два типа кривогранных додекаэдроидов, отличающихся по строению, фотолюминесценции и спектрам ИК-поглощения. Первый тип по комплексу морфологических и физических характеристик близок уральским и лампроитовым (Западная Австралия) алмазам, а второй - алмазам из кимберлитовых жил. (ИГАБМ СО РАН)
Детальное изучение минерального состава редкометалльных месторождений в Монголии выявило уникальную ассоциацию минералов ниобия и тантал-ниобийсодержащих минералов титана и циркония. Показано, что наличие в системе фтора способствует образованию кубических минералов группы пирохлора, хлор-карбонатный состав флюидов приводит к осаждению низкосимметричных тантало-ниобатов - фергусонита, ферсмита, колумбита. Выявлена необычное поведение тантала при образовании массива Халдзан Бурэгтей. В минералах группы пирохлора тантал концентрируется на магматическом этапе, а при их гидротермальной перекристаллизации этот элемент частично рассеивается. При низкотемпературном метасоматозе тантал и ниобий концентрируется в титановых минералах. (ИГЕМ РАН)

Космохимия и планетология

Совместный анализ данных российского детектора нейтронов ХЕНД, установленного на КА "Марс Одиссей", и ряда свойств поверхности планеты показал, что измеряемые ХЕНДом на низких и средних широтах вариации потока нейтронов с поверхности, возможно, обусловлены различиями в концентрациях в поверхностном слое веществ, содержащих химически связанную воду (возможно в виде глин, гидроксидов или гидросолей). (ГЕОХИ, ИКИ РАН, NASA)
Установлено путем электрохимического определения летучести кислорода в тектитовых стеклах и спектральной оценки содержания в них Н2 (Н2О), что крупные ударные события на ранних этапах формирования Земли сопровождались образованием восстановленного силикатного вещества с существенной потерей Н2О.
На основе геофизических данных КА "Галилео" построены модели внутреннего строения и агрегатного состояния водно-ледяной оболочки спутника Юпитера - Каллисто. Установлены ограничения на максимальную мощность водно-ледяной оболочки (270-315 км) и сделан вывод о возможности существования водного океана вплоть до настоящего времени.
Впервые обнаружено и обследовано место выпадения железного метеоритного "дождя" Дронино. Собранная коллекция составляет около 700 кг, включая наибольший фрагмент массой 250 кг. Это третий метеоритный "дождь", обнаруженный на территории России. (ГЕОХИ РАН)

Минерально-сырьевые ресурсы

Установлена ведущая роль газовой фазы в образовании крупных золоторудных и комплексных (Au-Pt, Au-U, Au-U-TRE-REE) гидротермальных месторождений.

Показано, что геохимическая специализация высокопродуктивных рудообразующих систем задаётся газовыми потоками, которыми осуществляется преимущественная транспортировка рудных и сопутствующих компонентов. Определены различные механизмы отложения рудного вещества: конденсация в системе газ-пар-кристалл или пар-кристалл, кристаллизация истинных растворов, образование коллоидных растворов и их коагуляция, синерезис, кристаллизация гелей и инверсии коллоидов в истинные растворы. Разработанные модели моногенных и полигенных газогидротермальных рудообразующих систем, связанных с глубинными источниками бассейнового и очагового типов, существенно расширяют перспективы выявления новых месторождений в Бодайбинском, Центрально-Алданском, Восточно-Забайкальском районах.
Разработана петрологическая модель формирования магматических месторождений Pd, Ni, Cu, объясняющая разделение их на никелевую и палладиевую группы. Показано, что антидромное развитие магматизма в Норильском районе усиливает несмесимость жидкостей в магмах, ведущее к образованию богатых железом ультрамафитовых дифференциатов, их хромитизации и сульфуризации, что приводит к платинометальной специализации. Богатые железом магматические дифференциаты менее устойчивы по отношению к трансмагматическим флюидам. Они образовывали магмы, несмесимые с силикатными расплавами. Платинометальность же сульфидных руд зависит от их дифференциации на медную верхнюю и никелевую нижнюю зоны. (ИГЕМ РАН)
В Забайкалье установлена новая карбонатитоносная провинция позднерифейского возраста (624-649 млн. лет). Карбонатиты, представленные бефорситами, содержат высокие концентрации РЗЭ, Sг и P. Признаки высокобарического и высокотемпературного происхождения пород, петрохимические особенности, присутствие мантийных ксенолитов с Cr-содержащими минеральными фазами свидетельствуют о выплавке из мантийного источника. (ГИН СО РАН)
Проанализировано состояние, использование и перспективы развития минерально-сырьевой базы России с учётом мировых тенденций и разработаны рекомендации по обеспечению устойчивого развития экономики страны минеральными ресурсами на среднюю и долгосрочную (20-50 лет) перспективу. (ИГЕМ РАН)
Установлено, что формирование крупных многоэтапных благороднометалльных месторождений на Северо-Востоке России обусловлено последовательным проявлением геологических событий, что привело к совмещению и реювенации гипабиссальных месторождений. Геолого-структурные, минералогические и изотопно-геохимические данные позволили обосновать плутонометаморфическую модель формирования коллизионных золото-кварцевых жильных поясов (СВКНИИ ДВО РАН). Выявлены различия химического и изотопного составов минералообразующих флюидов, формирующих золоторудные, серебро-полиметаллические и оловянные месторождения Северо-Востока России. (ИГЕМ РАН, ДВГИ ДВО РАН, ИГАБМ СО РАН)
Получены и систематизированы данные о перспективности на платинометалльное оруденение южной части Мончегорского плутона и Мончетундровского массива. Исследование изотопно-геохимических систем U/Pb, Sm/Nd и благородных газов (He, Ar и Xe ) в магматических породах Мончегорского рудного района доказало единство магматического источника медно-никелевых, платинометалльных и хромовых руд. (ГИ КНЦ РАН, ИГЕМ РАН, ОАО "ЦКЭ")

Топливно-энергетические ресурсы

Создана нелинейная физико-математическая модель для определения параметров дисперсии и диссипации сейсмических волн в продуктивных пластах месторождений нефти и газа на основе данных акустического каротажа. Обоснованы принципы комплексирования полевых и скважинных сейсмоакустических методов разведки скоплений углеводородов.
Предложена гидрогеологическая модель формирования зон нефтегазонакопления в пределах глубокопогруженных частей осадочных нефтегазоносных бассейнов, которая базируется на механизме конвективного тепло-массопереноса углеводородов совместно с подземными водами под действием неравномерного распределения пластового давления в нижних частях осадочного чехла и блоках фундамента.
На основе анализа условий формирования и особенностей распространения газогидратов в Мировом океане, показано, что скопления газогидратов являются элементами (приповерхностными очагами аккумуляции углеводородов в специфической форме) современной динамической системы разгрузок глубинных углеводородов в гидросферу и атмосферу. (ИПНГ РАН)
Разработана Программа развития угольной отрасли Кемеровской области на период до 2020 года, которая увязана с энергетической стратегией России и учитывает изменения величины и структуры запасов угля, производственных мощностей по добыче и переработке угля, объемов и источников инвестиций, оптимизацию транспортных потоков, изменения в законодательстве. Программой предусмотрено довести уровень добычи угля в Кузбассе к 2020 году до 184 млн.т. с увеличением доли углей коксующихся марок в полтора раза по сравнению с объемом их добычи в 2002 году. (ИУУ СО РАН)
На принципиально новой информационной основе выполнена оценка сырьевой базы нефтяной и газовой промышленности Западно-Сибирской провинции в целом и для территорий отдельных субъектов федерации в ее пределах. Построены атласы электронных карт важнейших резервуаров нефти и газа, подготовлен предварительный макет Методических указаний по выполнению количественной оценки перспектив нефтегазоносности, учитывающий новые подходы и методы оценки величины и структуры ресурсов углеводородов. (ИГНГ СО РАН)
Разработана концепция формирования нефтегазового комплекса Восточной Сибири и Республики Саха (Якутия), обосновывающая возможность увеличения добычи нефти в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке к 2020 г. до 100-110 млн.т, углеводородных газов - до 120-140 млрд. м3, гелия - до 135 млн. м3 в год, создание в регионе единой системы транспорта этих продуктов и мощностей по переработке газа и развитие существующих и формирование новых предприятий нефте- и газохимической промышленности, строительство заводов по выделению гелия и его хранилищ. (ИГНГ СО РАН, ИПНГ СО РАН)
На основании геохимических исследований нефтей, природных битумов и ископаемого органического вещества на востоке Сибирской платформы выделены генетические семейства нафтидов, существенно различающиеся в координатах: молекулы-биомаркеры - изотопный состав углерода. Построена карта-схема соотношения очагов нефтегазообразования с областями аккумуляции углеводородов на востоке Сибирской платформы. (ИПНГ СО РАН)

Горные науки

Впервые разработаны научные основы расчета действия взрыва зарядов большой массы в подземных условиях при разработке месторождений полезных ископаемых. Разработана методика расчета доли энергии, идущей на разрушение массива горных пород, в зависимости от существующих и создаваемых при взрыве обнаженных поверхностей. Выполнено научное обоснование применения зарядов большой массы специальных конструкций для взрывной подготовки рудных блоков к выемке в системах с массовым обрушением руд и пород. (ИПКОН РАН)
Обоснована и реализована система комплексного геомониторинга высоконапряженного иерархично-блочного массива горных пород, а также сопряженных сред в условиях мощных техногенных воздействий. Система основана на методиках прогноза крупномасштабных разрушений в массиве и аппаратно-программных подсистемах наблюдений. (ГоИ КНЦ РАН)
Разработана и внедрена новая технология буровзрывных работ для железнорудных месторождений в сейсмоактивных районах Сибири с использованием крупномасштабных взрывов на основе подрыва вертикальных концентрированных зарядов диаметром до 1 м. Эта технология позволила значительно увеличить размер взрываемых рудных блоков и существенно изменить цикл горных работ: одним массовым взрывом подготавливается к последующей выемке полугодовой объем добычи горной массы, значительно снижаются затраты на бурение скважин и вспомогательных выработок. (ИДГ РАН, ИПКОН РАН, ИГД СО РАН)
Разработана математическая модель, позволяющая оценить долю невытесненных углеводородов в обводненных продуктивных пластах в случае гетерогенной смачиваемости. Проведен сравнительный анализ обводнения продуктивных пластов, характеризующихся разным типом фазовых проницаемостей и структуры смачиваемости. Разработанная модель существенно повышает надежность определения извлекаемых запасов углеводородов. (ИПНГ РАН)
Разработаны теоретические модели дезинтеграции минеральных комплексов и экспериментально изучен процесс растворения золотосодержащих минералов при воздействии мощных электромагнитных импульсов с высокой напряженностью. Доказана стадийность кинетических параметров растворения золотосодержащих сульфидов. Стадия максимального растворения связана с образованием дополнительных микро- и макродефектов, образующихся в объёме минеральной матрицы. Этот способ обработки минерального сырья обеспечивает высокую эффективность вскрытия и извлечения наночастиц благородных металлов при биовыщелачивании и цианировании. (ИПКОН РАН, ИРЭ РАН, ИДГ РАН)
Разработаны геолого-минералогические основы и флотационная технология обогащения руд наиболее перспективного российского платинометалльного Федорова-Панского массива с получением сульфидных концентратов, позволяющая извлекать от 70 до 85% меди, никеля и элементов платиновой группы. (ГИ КНЦ РАН, ГоИ КНЦ РАН)
Исследованы процессы высвобождения и концентрирования благородных металлов из руд и шлихов при окислении силикатной и сульфидной составляющей концентрата и локальных экзотермических реакций. Использование пирометаллургического извлечения металлов из концентратов, основанного на диффузии микрофаз и механохимических реакциях повысило избирательное извлечение благородных металлов до 99%. (АмурКНИИ ДВО РАН)
Для Талнахско-Октябрьского медно-никелевого месторождения с элементами платиновой группы установлен пульсирующий режим сейсмических событий, связанный с выделением энергии из напряженных участков шахтных полей. Средние скорости миграции фронтов индуцированной сейсмичности в зависимости от их энергетического класса находятся в диапазоне 2-20 м/сек. (ИГД СО РАН, ГМОИЦ ОАО "Норильский никель")

НАУКИ О МИРОВОМ ОКЕАНЕ

Физика океана

Обработаны гидрологические данные экспедиции "Арал-2002", описана современная трехмерная структура термохалинных полей в глубоком западном бассейне Аральского моря. Дана оценка роли водообмена между западным и восточным бассейнами Аральского моря в поддержании плотностной стратификации западного бассейна как фактора, определяющего темпы дальнейшего высыхания моря.
Установлены долгопериодные климатические изменения структуры вод Северной Атлантики, согласующиеся с изменчивостью крупномасштабной циркуляции океана. Впервые зафиксировано перетекание вод арктического происхождения у восточного материкового склона Северной Атлантики, что указывает на интенсификацию водообмена между арктическим бассейном и Северной Атлантикой. (ИО РАН)
Получены оценки статистически значимых климатических трендов температуры поверхности вод в северо-западной части Тихого океана и месячных сумм атмосферных осадков в Северо-Восточной Азии, в том числе в бассейне Японского моря для второй половины столетия. Выявленные тенденции соответствуют доминирующему потеплению в субтропической области и похолоданию в субарктической, а также уменьшению количества атмосферных осадков и речного стока в бассейне Японского моря.
Установлено, что относительно короткие нелинейные внутренние волны, генерируемые разрушающейся на мелководье волной внутреннего прилива, оказывают доминирующее влияние на распространение звука в шельфовой зоне моря. Волна внутреннего прилива и связанные с ней короткие внутренние волны существуют на шельфе во все времена года и играют важную роль в зимних конвекционных процессах. (ТОИ ДВО РАН)
Проведено моделирование муссонной циркуляции Индийского океана при заданном на поверхности сезонном ходе напряжения трения ветра, температуры и солёности. Сравнение результатов расчетов с данными наблюдений показало, что модель адекватно воспроизводит изменчивость муссонной циркуляции Аравийского моря и Бенгальского залива. (ИВМ РАН)

Геология океана

Создан "Международный геолого-геофизический атлас Тихого океана", завершающий многолетний (1966-2003 гг.) международный проект Межправительственной Океанографической комиссии ЮНЕСКО. (ГЕОХИ РАН)
Изучение тектонических деформаций в литосфере Атлантического и Индийского океанов показало, что в океанах надвиговые структуры, тектонические покровы, глубинные срывы, порождающие тектоническую расслоенность коры и мантии распространены на огромных пространствах, включающих все основные структурно-морфологические области. Выполненные исследования коренным образом меняют представления о жесткости и тектонической инертности океанской литосферы. (ГИН РАН)
В 31-м рейсе НИС "Академик Лаврентьев" обнаружены и исследованы новые участки проявления газогидратов на северо-восточном шельфе и склоне о-ва Сахалин в Охотском море. Исследовано влияние газовых эманаций, связанных с газогидратами, на процессы аутигенного минералообразования. Обнаружено большое разнообразие форм карбонатных конкреций в отложениях, измененных под воздействием метана. (ТОИ ДВО РАН)
В 22-м рейсе НИС "Профессор Логачев" в рифтовой впадине Маркова в осевой части Срединно-Атлантического хребта вблизи разлома Сьера-Леоне (5 - 6?с.ш.) установлен новый тип гидротермальной сульфидной минерализации, связанный с пренит-клиноцоизит-хлоритовыми метасоматитами, развивающимися по ультраосновным и основным породам. В южной части впадины Маркова обнаружены донные осадки, в тяжелой фракции которой содержатся сульфиды и самородное золото. В толще морской воды над этими осадками в 17-м рейсе НИС "Академик Сергей Вавилов" выявлены аномалии мутности и повышенные концентрации углеводородов в морской воде. Это указывает на существование активной гидротермальной системы в этом районе. (ГИН РАН, ИГЕМ РАН, ИО РАН, ВНИИОкеангеология и ПМГРЭ МПР России)
Разработана и испытана в рейсах малых и средних судов на Белом море методика использования наночастиц для получения информации на твердом носителе и решения ряда вопросов океанологии, геологии и геохимии. С применением нанотехнологий, комплекса дистанционных методов и натурных седиментологических экспериментов открывается возможность четырехмерных океанологических исследований. (ИО РАН)
Обоснован вывод о существовании трех главных типов магматизма современных океанов вне их активных окраин: (1) плюмовые, (2) спрединговые ассоциации базальтов срединно-океанических хребтов и (3) щелочные базальты, связанные с внутриплитовым магматизмом островов. Их петрологические различия обусловлены характером геодинамической обстановки формирования. (ГЕОХИ РАН)
Показано, что современный технический прогресс привел к изменению геохимического состояния морей России, структуры потоков веществ и их биогеохимических циклов. Выявлены факторы и уровни загрязнения биоты, возникновения аноксии и их влияния на здоровье людей, дан анализ этических и правовых аспектов решения проблемы. (ИО РАН)
Показано, что строение океанической коры и пограничной области "кора-мантия" (петрологическая граница Мохо) в крупных доменах литосферы определяется динамикой подъема мантийного диапира в центрах спрединга. Структура области перехода от мантийных реститовых к плутоническим коровым комплексам имеет принципиальное сходство в срединно-океанических хребтах и в офиолитах надсубдукционного генезиса, что важно при прогнозе месторождений в офиолитовых комплексах. (ГИН РАН)

Биология океана

Анализ структуры планктонных сообществ над гидротермальными полями Атлантики показал, что для большинства групп планктона не выявлено увеличения численности в придонных приплюмовых слоях воды, которое могло бы свидетельствовать об обогащении планктона за счет продукции гидротермальных экосистем.
Впервые проанализирована роль динамики популяций кокколитофорид в фитоцене восточного шельфа Берингова моря в период до аномального цветения этих водорослей, во время цветения (1997-1998 гг.) и после его окончания. Установлена изменчивость планктонных сообществ на шельфе, что указывает на временную и пространственную неравномерность в функционировании пелагической экосистемы и пищевые условия для организмов более высоких трофических уровней. (ИО РАН)
В поле топографического вихря, расположенного у горизонтальной границы (береговой черты), обнаружен значительный рост доли маркеров, имеющих существенно хаотическое поведение и долго не покидающих вихревую область, что характерно для закрытых систем, а в открытых системах наблюдается крайне редко. Такое поведение маркеров играет важную роль как в задачах о распространении загрязнений, так и анализе экосистем. (ТОИ ДВО РАН)
В ходе экспедиции на НИС "Дальние Зеленцы" впервые за последние годы удалось собрать данные по северо-западному сектору российской Арктики, что позволило получить картину пространственного распределения и функционирования основных компонентов экосистем региона в условиях климатической изменчивости. (ММБИ КНЦ РАН)



Технические средства изучения океана

В 49-м рейсе НИС "Академик Мстислав Келдыш" с помощью ГОА "Мир" (выполнено 78 погружений на глубинах от 800 до 4300 м) и забортных работ с гидрофизическим зондированием и отбором проб воды комплексом "Rosette" исследованы процессы гидротермальной деятельности и связанных с ними экосистем на гидротермальных полях Менез Гвен, Лост Сити и Снейк Пит (Срединно-Атлантический хребет) и 9 - 21о с.ш. (Восточно-Тихоокеанское поднятие и Гуаймас, Калифорнийский залив). Впервые выполнены глубоководные видеосъемки в высокоразрешающем формате. Отобраны уникальные геологические и биологические пробы, гидротермального флюида. Выявлены различия в минеральном составе, морфологии сульфидных построек, условиях их образовании и составе гидротермального флюида и в видовом разнообразии фауны в гидротермальных полях, приуроченных к различным геологическим обстановкам. (ИО РАН, ИГЕМ РАН, ИМБ РАН)
Разработана и обсуждена со специалистами ВМФ новая концепция создания мобильного гипербарического комплекса, устанавливаемого в береговой зоне Южного отделения ИО РАН и способного обеспечить решение любых водолазных и медицинских задач в доступных районах Мирового океана при проведении аварийно-спасательных работ. Подписано соглашение о научно-техническом сотрудничестве между РАН и ВМФ (от 29 апреля 2003 г.) по вопросам развития глубоководных водолазно-технических средств, в котором, в частности, поставлена задача разработать и создать мобильный автономный глубоководный водолазный комплекс для работ на глубинах до 500 метров. (ИО РАН)
Для построения Единой системы информации об обстановке в Мировом океане созданы базовые фрагменты фонда системы информации по океанографии, освоению морских акваторий и прибрежных территорий Дальневосточного региона России, и обеспечен к ним телекоммуникационный доступ на основе WEB-технологий. Подготовлены новые версии тематических электронных информационно-справочных систем и атласов по океанографии. (ТОИ ДВО РАН)

стр. 1
(всего 3)

СОДЕРЖАНИЕ

>>