На гребне нелинейной волны

Международный симпозиум «Topical Problems of Nonlinear Wave Physics», который ежегодно проводит Институт прикладной физики РАН, этим летом проходил с 17 по 23 июля. Местом его проведения традиционно стал гостеприимный теплоход «Георгий Жуков», совершавший круиз по Волге от Нижнего Новгорода до Саратова и обратно. Чтобы обсудить актуальные проблемы современной физики нелинейных волн и заодно полюбоваться поволжскими красотами, мероприятие посетили 178 участников из 15 стран.

Нелинейно-волновые процессы встречаются в самых разных областях физики. Поэтому нет ничего удивительного в том, что симпозиум всякий раз посещают учёные с очень далёкими друг от друга интересами. Не стал исключением и этот год. В рамках симпозиума работали три конференции: нелинейной динамики сложных сетей, лазеров высокой пиковой и средней мощности и нелинейных процессов в геофизике. Кроме того, была организован семинар по теме «Сверхсильные поля в плазме: новые модели, высокопроизводительные вычисления и эксперименты». Таким образом, предоставленная участникам площадка позволила не только сообщить о результатах работ и обсудить последние достижения с коллегами, но и расширить свой кругозор, почерпнув что-то новое из докладов ведущих учёных в других областях науки. А это именно то, что требуется в современной науке, становящейся всё более и более междисциплинарной.

Обычный день симпозиума включал в себя один или два пленарных доклада, рассчитанных на более широкую публику, возможность посетить которые были у всех участников мероприятия, а также порядка десяти более специализированных докладов в рамках отдельных конференций, проходивших параллельно в различных концах теплохода, и экскурсию в один из волжских городов. Вечером участникам предлагалась музыкальная программа.  Публике предлагалось прослушивание живой музыки различных жанров: от классической до джаза и новых экспериментальных этюдов.

В рамках симпозиума были представлены более 100 устных докладов, в том числе 11 пленарных. Кроме того, работала постерная секция, собравшая 27 работ. Изюминкой симпозиума стала Школа молодых учёных — цикл из 10 лекций, прочитанных пятью лекторами.

Конференция «Нелинейная динамика сложных сетей» была посвящена относительно новому и быстро набирающему популярность научному направлению, связанному с изучением нелинейных процессов, происходящих в сетях со сложной структурой, с меняющимися во времени связями и их топологией, сетям сетей и т.д. Особую актуальность этому научному направлению придает широкая распространенность сложных сетей не только в науке, но и в технике. Основу программы составили доклады, посвященные динамическим сетям, методам их исследования, синхронизации таких сетей и управления их динамикой, а так же применения сложных сетей в науках о жизни и технике. Одним из ключевых направлений конференции являлась разработка новых и адаптация уже известных методов исследования для изучения динамики сложных сетей.  Именно этому были посвящены доклады, сделанные проефссором Э. Шоллем (Германия), профессором Р. Амриткаром (Индия), профессором А. Пиковским (Германия), профессором М. Хаслером (Швейцария) и др. Большинство докладов в той или иной степени затрагивали прикладные аспекты использования сложных сетей. Например, пленарный доклад проф. А. Дмитриева (ИРЭ РАН, Москва) был посвящен исследованию взаимодействия  динамических систем в беспроводных сенсорных сетях, а доклад, сделанный профессором Г. Мартинез-Меклером (Мексика), – изучению коллективной динамики сетей, возникающих при описании процессов морской фауны. Отдельно можно выделить доклады, посвященные нейродинамике, которая, по всей видимости,  была наиболее популярным научным направлением, представленным на конференции. В первую очередь, это связано с тем, что нервная система представляет собой огромную сложную сеть сложных сетей, содержащих разнообразные элементы в узлах и имеющих разнообразную топологию и типы связей. Доклады на эту тему сделали проф. Владимир Некоркин (ИПФ РАН), Dr. Jordi Soriano (University of Barcelona, Spain)

В рамках конференции, посвящённой лазерам высокой пиковой и средней мощности, обсуждалась проблема объединения двух, во многом непересекающихся, направлений современной лазерной физики. С одной стороны проблема создания лазерных систем, способных генерировать отдельные импульсы излучения сверхвысокой пиковой мощности, вплоть до нескольких петаватт, а с другой стороны проблема создания лазерных систем, способных генерировать не столь мощные импульсы, но идущие с высокой частотой, то есть имеющих высокую среднюю мощность излучения — на уровне нескольких мегаватт. Объединение этих двух направлений стало актуальным в последнее время в связи с возросшим запросом на создание систем, одновременно совмещающих в себе и сверхвысокую пиковую, и сверхвысокую среднюю мощности. Были затронуты вопросы подбора материалов для лазеров накачки и конечных каскадов усиления, задача контроля качества генерируемого излучения, проблема его фокусировки, а также технические проблемы, связанные с создание элементной базы таких лазеров. Свои доклады представили такие крупные учёные в этой области, как профессор Т. Кюль (Германия), рассказавший о петаваттном лазерном комплексе, установленном в Центре по изучению тяжёлых ионов имени Гельмгольца, профессор В. Ю. Быченков (ФИАН, Москва), осветивший проблемы лазерного ускорения ионов, профессор К.-И. Уеда (Япония), доложивший о прогрессе в области создания лазеров на основе керамики, достигнутом за счёт новых методов их охлаждения, доктор А. С. Пирожков (Япония), доклад которого был посвящён преобразованию мощных лазерных импульсов в короткие аттосекундные всплески рентгеновского излучения.

На конференции «Нелинейные процессы в геофизике» рассматривались такие направления современной геофизики, как физика молнии, моделирование климата и геофизическая гидродинамика. На секции «Молния: физика и эффекты» обсуждались проблемы инициации молниевого разряда, механизмов формирования и распространения ступенчатого лидера, процессов контакта нисходящего лидера с землей или с восходящим встречным лидером, генерации рентгеновского излучения во время разряда молнии и др. Особое внимание уделялось применению результатов фундаментальных исследований для совершенствования методов локации молний и молниезащиты. Секция «Климатические динамические системы» была посвящена решению таких актуальных задач, как моделирование глобальной климатической системы Земли, выделение паттернов в региональных климатических системах, обнаружению и моделированию взаимодействий между паттернами, анализу палеоданных. Наконец, в рамках секции «Нелинейные явления в геофизической гидродинамике» обсуждались проблемы взаимодействия ветра и поверхности океана, генерации и распространения цунами, а также описания подводных течений и их взаимодействия с поверхностными волнениями. С приглашёнными докладами на конференции геофизиков выступили такие известные учёные, как проф. В.П. Смышляев (Санкт-Петербург), чл.-корр. РАН Е.А. Мареев (ИПФ РАН), проф. А. М. Фейгин (ИПФ РАН), профессор С. Кравцов (США), профессор В. Лю (Китай), профессор М. Чен (Китай), профессор В. Лукарини (Германия), ведущий специалиста компании по производству метеорологического и грозопеленгационного оборудования «Viasala» (США) А. Нага, профессор М. Носов (МГУ, Москва), профессор О. Талагранд (Франция). Большой интерес вызвал доклад профессора К. Прайса (Израиль), посвященный изучению грозовых явлений в условиях изменяющегося климата.

В число пленарных докладчиков вошли и те, кто в настоящее время руководит по программе мегагрантов Правительства РФ лабораториями в ИПФ РАН. Это профессор В.А. Раков (США — Россия), открывавший программу симпозиума докладом о последних достижениях в области изучения физики грозового разряда и формирования молний.  Профессор Ю. Куртц (Германия), представивший в своем докладе разрабатываемый им новый подход к прогнозированию климата на основе, так называемых климатических сетей, а также об их связи с экстремальными природными явлениями. И наконец, профессор К.-И. Уеда (Япония), уже упоминавшийся выше, рассказал о лазерах на основе керамики.

Привычно много внимания на симпозиуме было уделено молодым исследователям. Цикл лекций Школы молодых ученых собрал немалое количество слушателей и пользовался заслуженным успехом. Кроме того, старшие коллеги приняли активное участие в обсуждении результатов исследовательских работ, представленных молодыми учёными, аспирантами и даже студентами в рамках постерной секции. В свою очередь, возможность пообщаться с «мастадонтами» от науки активно использовалась молодёжью и в кулуарах симпозиума.

В целом, и это отмечали на закрытии все выступавшие участники, симпозиум прошёл успешно. Его итоги продемонстрировали, что нелинейно-физическая нижегородская школа, как и прежде, обеспечивает появление работ мирового уровня в самых разнообразных научных направлениях. При этом принципиальная междисциплинарность нелинейной физики при сохранении общего языка позволяет взаимно обогащаться на подобных мероприятиях всем участникам, даже если их профессиональные интересы кажутся очень далёкими друг от друга. Большой интерес молодых учёных, проявленный во время симпозиума, позволяет надеяться, что и в будущем нижегородская наука будет на острие мирового научного знания.

Источник: «Нижегородский потенциал» – издание Нижегородского научного центра РАН

Артем Коржиманов, Денис Захаров, Евгений Лоскутов, Николай Ильин