Разработана программа для моделирования вспышек на Солнце

БФУ им. И. Канта стал правообладателем математической программы для моделирования эволюции полностью ионизированной плазмы «PLASMAT», автором которой является доктор ф.-м.н, профессор кафедры физики, руководитель научно-исследовательской лаборатории БФУ им. И. Канта «Аналитико-численное моделирование нелинейных процессов» Кшевецкий Сергей Петрович.

Над программой, разработанной в рамках реализации Программы развития, трудились ученые из БФУ им. И. Канта, из Объединенного института ядерных исследований МГУ и Гданьского политехнического университета. Студенты института прикладной математики БФУ им. И. Канта Воробьев Артем и Горбачев Иван написали интерфейс и разработали модуль защиты.

Программа уже приобретена Гданьским политехническим университетом и филиалом Института земного магнетизма и распространения радиоволн РАН.

Сергей Петрович Кшевецкий рассказал о новизне разработки: «Наш мир описывается нелинейными уравнениями. Однако нет законченной теории, как эти нелинейные уравнения решать. Это фундаментальная проблема. В ряде случаев даже неясно, как эти уравнения понимать. Если нет теории, позволяющей надежно решать уравнения, то ученые часто пытаются построить приближенное решение, используя различные приемы, которые когда-то прежде помогли, подбирают методы интуитивно и сравнивают «приближенное» решение с экспериментом. Нам для некоторых систем нелинейных уравнений удалось продвинуться в фундаментальной теории, доказать важные теоремы, на основе которых и создан математический метод и программа. Конечно, существуют другие компьютерные программы, но в основе нашей лежит развитая теория.

Наша программа позволяет рассчитывать такие вещи, которые другим программам не под силу».

Одним из важных проявлений нелинейных процессов являются неустойчивости. На Солнце, например, это выражается в существовании солнечных вспышек. Сергей Петрович пояснил:

«Наша программа позволяет моделировать процессы возникновения солнечных вспышек, отвечать на вопросы, откуда берутся вспышки. Это еще не модель Солнца, но приближается к этому рубежу. Идея построить компьютерную модель Солнца уже есть, обсуждается».

Ученые перевели на язык математики то, что мы видим, и то, что мы не видим, но что регистрируют физические приборы, и создали соответствующую модель. Это дает возможность объяснить то, что мы наблюдаем, и прогнозировать дальнейшие процессы.

Эксперимент позволяет проверить достоверность любой модели. Ученым важно понимать, какая степень точности необходима для решения тех или иных практических задач.

Доцент кафедры физики, сотрудник лаборатории «Аналитико-численное моделирование нелинейных процессов», Верещагина Ирина Сергеевна отметила:

 «Сергей Петрович Кшевецкий и коллектив лаборатории создали математическую модель солнечной плазмы, реализованную в виде компьютерной программы. Вследствие быстрого прогресса, у нас постоянно появляется новая техника, которая ставит перед нами новые задачи. Именно поэтому созданная нами программа сразу стала востребованной».

В настоящее время ученые лаборатории выполняют расчеты рентгеновской оптики совместно с исследователями НОЦ «Функциональные материалы», где был инсталлирован и запущен микрофокусный источник рентгеновского излучения (X-ray Source), на котором решаются исследовательские и экспериментальные задачи, проводятся испытания рентгенооптических устройств.

«Чтобы увидеть детали отдельных молекул, нужны микроскопы с большим увеличением работающие в рентгеновском диапазоне. Рентгеновский микроскоп можно описать на языке уравнений и создать компьютерную модель микроскопа.

Экспериментаторы называют такие программы «калькуляторами», поскольку они позволяют при вводе данных вычислять результаты экспериментов. Модели позволяют объяснить то, что мы даже не видим, как например, рентгеновское излучение, но что реально существует и может быть использовано в нашей жизни», - отметил профессор Кшевецкий С.П.

Ссылка на оригинал статьи