Публикуются избранные доклады и сообщения участников IV Сибирской междисциплинарной конференции по математическим проблемам физики пространства-времени сложных систем (ФПВ-2002). Тематика докладов охватывает широкий круг вопросов, касающихся фундаментальных закономерностей существования сложных систем микро-, макро- и мега-мира. В докладах представлены работы, развивающие идеи физических концепций, теорий и подходов, находящихся в центре внимания конференций ФПВ: необратимой электродинамики И. А. Шелаева - рассмотрено три вида механического движения точечного электрона, а также получено новое точное решение уравнения Кеплера; детерминистской атомной физики М. Грызинского - проанализирована конфигурация магнитного поля движущегося электрона с учетом его магнитного момента; физики взаимосвязей мира событий - метод математической обработки временных рядов суточных значений суммарной площади пятен на видимом диске Солнца, использованный Г. Я. Васильевой для исследования вопроса о взаимосвязи "Солнце-планеты земной группы", рассмотрен как использование адекватного мира событий, связанного с Солнечной системой; для долговременного мониторинга микровариаций массы физических или химических объектов в астрофизических и геофизических исследованиях взаимосвязей мира событий предлагается специальная измерительная установка, разработанная на основе лабораторных весов ВЛР-200 г и вихретокового датчика; анализируется проблема сущности пространственно-временного аспекта реальности и предлагается соответствующая концепция для геологических исследований, в которых делаются попытки воссоздать исторический путь развития Земли на основе научных методов; динамика глобальных циклов, зафиксированных в геологической летописи фанерозоя, рассмотрена как история взаимодействия геосфер в виде вещественного-энергетического обмена между атмосферой, биосферой, гидросферой и литосферой, ее временные характеристики соотнесены с особенностями движения Солнечной системы вокруг ядра Галактики; подвергнута критике формальная утилизация оригинального подхода Р. О. ди Бартини - П. Г. Кузнецова (использование в физике LТ-таблицы научно-технических величин) в учебном пособии О. Л. Кузнецова и Б. Е. Большакова вследствие игнорирования и непонимания сущности мира событий; теории релятивистски-инвариантных уравнений, рассматривающей все физические поля с единой позиции и на равных основаниях - уравнения Дирака определены в касательном расслоении группового многообразия группы Лоренца и найдены их решения в виде разложения по присоединенным гиперсферическим функциям. В этом томе продолжается обсуждение известного открытого вопроса об увлечении магнитного поля при вращении постоянного магнита на основе новых экспериментальных исследований. Методологические работы посвящены 1) вопросу о корректных и некорректных системах единиц измерения и 2) вопросу о стратегии естественнонаучных исследований - для дискуссии предлагается концепция систем с изменяющимися соотношениями, которая фокусирует внимание исследователя на связи существенных свойств систем с конкретным видом математических соотношений, описывающих пространственные, временные и пространственно-временные зависимости их характеристик. Сборник предназначен для специалистов — физиков, астрономов, геологов, математиков, интересующихся междисциплинарными проблемами в естествознании и поиском адекватных математических моделей.

Предлагается математическая модель распространения сейсмических и электромагнитных волн в упруго-пористой, флюидонасыщенной электропроводящей среде нефтяных пластов. Обсуждается имитационная модель трансформации низкочастотных (5-15 Гц) в акустические и ультразвуковые и электромагнитных колебания, влияющие на изменение проницаемости нефтяных пластов. Приводятся некоторые результаты тестовых расчетов и соответствующие эмпирические данные, включающие варианты химических воздействий на нефтяные слои при одновременном волновом воздействии. Исследуемые эффекты обсуждаются с точки зрения развития новых технологий нефтедобычи.

В работе обсуждаются возможности использования методов теории оптимального управления в области термической обработки материалов и их поверхностей. Для анализа физико-математических моделей технологических процессов, учитывающих разнообразные физико-химические процессы и потому являющихся многопараметрическими, предлагается подход, основанный на сочетании анализа размерностей и теории управления для динамических систем с распределенными параметрами. В качестве примера проанализирована модель термической обработки плоского слоя материала с использованием ТВЧ-нагрева.

Монография посвящена последовательном изложению квантовой теории молекулярных систем, а также решению волновых уравнений в нерелятивистской и релятивистской квантовой механике молекул. Многие затрагиваемые в книге вопросы рассматриваются на основе оригинальных исследований автора. Подробно исследуются простейшие квантово-механические системы - атом водорода и катион молекулы водорода. Большое внимание уделяется симметрии фазового пространства указанных систем и дополнительными интегралам движения Лапласа-Рунге-Ленца. Дано решение проблемы движения одного электрона в кулоновском поле многих неподвижных ядер, которая сводится к исследованию интегрального волнового уравнения Шредингера и Дирака, и показано, что точная волновая функция (биспинор) представляется в виде линейной комбинации атомных орбиталей (бипиноров). Исследованы решения уравнения Шредингера с многоцентровым потенциалом Юкавы. Изложена матричная теория многоэлектронных конфигураций атомов и молекул для решения нерелятивистских и релятивистских многочастичных волновых уравнений. Значительное место в книге занимает теория многоцентровых матричных элементов квантовой химии в базисе электронных функций с экспоненциальным убыванием на бесконечном радиусе. Отдельная глава посвящена теории возмущений в квантовой механике; подробно исследуется случай наличия линейно оболочки вырожденных состояний в невозмущенном спектре. Книга рассчитана на специалистов в области математической физики квантовой теории молекул, математиков, физиков-теоретиков и химиков, интересующихся проблемами вычисления квантовых состояний и физико-химических свойств сложных атомно-молекулярных систем; а также будет полезна аспирантам и студентам старших курсов физических и химических факультетов вузов.

Предложены математические модели процесса термической обработки поверхностей деталей, имеющих форму фигур вращения: диска большого радиуса или диска с вырезом и полого цилиндра. Источник нагрева движется по обрабатываемой поверхности по заданной траектории с заданной скоростью. На деталь может быть предварительно нанесено покрытие, толщина и свойства которого считаются известными. Составлены программы для численного исследования процессов термической обработки. В зависимости от соотношения теплофизических свойств материалов основы и покрытия и их температур фазовых переходов режимы термической обработки различны.

Предложена двумерная математическая модель соединения инертных материалов с использованием самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, которая представляет собой двумерную сопряженную задачу теплопроводности с учетом тепловыделения вследствие химической реакции в соединительном составе и граничными условиями, соответствующими постоянному или импульсному действию внешнего источника в виде горячей пластины. Задача решается численно с использованием неявной разностной схемы, расщепления по координатам и линейной прогонки. В расчетах определяются поля температуры и степени превращения, время полного превращения в системе конечных размеров, время выхода на стационарный режим горения, скорость стационарного режима в зависимости от параметров модели.??.

Приведены исследования процессов тепломассопереноса в дисперсных системах во взаимосвязи с физико-механическими явлениями. Предложены новые физико-математические и численные модели рассмотренных процессов. Разработаны оригинальные численные методики их решения. Представлены результаты расчетов и выявлены закономерности поведения изучаемых систем. Монография предназначена для научных и инженерно-технических работников деревообрабатывающей, мебельной, строительной, текстильной, сельскохозяйственной и пищевой промышленности. Будет полезна студентам и аспирантам, специализирующимся в области тепло- и массопереноса.

Монография известного немецкого ученого Д. Х. Э. Гросса посвящена термодинамическому описанию систем, состоящих из нескольких десятков или сотен частиц, а также систем, в которых присутствуют силы большого радиуса действия. Такие системы являются неэкстенсивными и не могут быть описаны в рамках классической термодинамики. особенно ярко их неэкстенсивность проявляется при фазовых переходах. Подход автора этой книги, основанный на использовании микроканонических ансамблей, позволяет строго классифицировать и описать различные виды фазовых переходов в малых системах. В книге подробно рассмотрена фрагментация ядер и атомных кластеров, выполнено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными. Также рассмотрен коллапс системы гравитирующих частиц. Книга рассчитана на специалистов в области термодинамики и статистической физики, но она будет также полезна специалистам по ядреной физики и физике наночастиц и всем тем, кто старается пошире взглянуть на эти области науки.

В монографии кратко рассмотрены основные положения электромагнетизма. При подаче известного материала внимание акцентировалось на формулировке условий на границах раздела смежных сред. Особое внимание уделялось условиям на границах раздела с учетом влияния тепловых и диффузионных процессов. Впервые построена согласованная физико-математическая модель взаимодействия нестационарных электрических и тепловых полей в слоистой среде с учетом массопереноса. Модель основана на метода термодинамики. уравнениях электромагнитного поля и сформулирована без явного выделения носителей заряда (модель Ландау). Приводятся примеры решения ряда задач: импульсного электролиза в электрохимической ячейке; распространения волны в слоистой среде с магнитными свойствами. Монография может быть использована для спецкурсов и как дополнение к обычным курсам для всех интересующихся прикладными аспектами теории электричества и электродинамики.

С целью изучения характера взаимовлияния реакции в твердой фазе и механических процессов при зажигании кристаллов взрывчатых веществ в работе предложена физико-математическая модель процесса зажигания, основанная на модели анизотропной среды с повреждениями. В случае гексагонального кристалла модель сводится к связной одномерной модели зажигания с более широкой областью изменения параметров, чем это было в модели зажигания изотропного вещества. Например, коэффициент связности полей деформации и температуры теперь может принимать отрицательные значения. Приведены примеры численного решения задачи о зажигании в различных частных случаях.

Анализируются физические свойства и электронные модели нового класса высокотемпературных сверхпроводников в слоистых соединениях на основе железа. Несмотря на различны химический состав и различие в кристаллической структуре, они имеют похожие физические свойства, обусловленные электронными носителями в FeAs-слоях и их взаимодействием с флуктуациями магнитного порядка. Исключительный интерес к ним объясняется перспективами практического применения. В монографии дается полная картина формирования их физических свойств на основе теоретических моделей и электронной структуры. Книга рассчитана на широкий круг читателей: физиков, изучающих электронные свойства FeAs-соединений, химиков, синтезирующих эти соединения, и специалистов, занимающихся расчетами электронной структуры твердых тел. Она будет полезна не только исследователя, работающим в области сверхпроводимости и магнетизма, но также студентам, аспирантам и всем тем, кто хочет ознакомиться с этой актуальной областью физического материаловедения.

Методом спектроскопии 1Н ЯМР исследовано комплексообразование алкоксидов В. Al и Li в растворах CCl4 и C6Н12-D12 при различных мольных соотношениях в температурном интервале от 80 до 355 К. После взаимодействия алкоксидов В и Al в растворе при мольных соотношениях 1:1, 1:3 и 3:1 образуется равновесная смесь комплексов двух типов, содержащих в качестве катиона атомы В и Al. Нагревание смесей алкоксидов в растворе до 340 К способствует образованию преимущественно B[Al(OR)4]3.