ФИЗИКА МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ: АКТУАЛЬНЫЕ ТРЕНДЫ

В Институте теплофизики УрО РАН собрались представители академических институтов и вузов Москвы и Санкт-Петербурга, Уральского, Сибирского и Дальневосточного отделений РАН, Национальной академии наук Украины, университетов США, Японии, Германии, Венгрии, маститые и молодые ученые, аспиранты и студенты.

Открыл конференцию председатель оргкомитета, директор ИТФ УрО РАН, доктор физико-математических наук В.Г. Байдаков, который остановился на основных этапах научного пути создателя уральской школы теплофизиков, организатора и первого директора института академика Владимира Павловича Скрипова.

В последние годы исследования в области физики метастабильных фазовых состояний интенсивно развиваются как в нашей стране, так и за рубежом. Явление фазовой метастабильности имеет место при интенсификации процессов тепло- и массообмена в химических аппаратах и ядерных ректорах, при хранении и транспортировке сжиженных газов, в гейзерах и действующих вулканах, при вскрытии газоконденсатных месторождений.

На конференции были представлены новые результаты экспериментальных и теоретических исследований в области физики метастабильных фазовых состояний и неравновесных процессов, кипения и конденсации, поверхностных и флуктуационных явлений, свойств жидкостей и твердых тел в стабильных и метастабильных состояниях, полученные в последнее время в разных научных коллективах.

Появление источников интенсивного импульсного воздействия на вещество позволило в очень широких пределах изменять плотность потока энергии и исследовать фазовые превращения в ударных волнах сжатия и разгрузки. Такие работы ведутся в Объединенном институте высоких температур РАН (Москва), в Московском физико-техническом институте (Долгопрудный). Представители этих институтов рассказали об особенностях процесса графитизации алмазов детонационного синтеза (В.П. Ефремов), спинодальном распаде зоны метастабильного плавления и границах достижимых состояний в изоэнтропических процессах (И.Л. Иосилевский, К.В. Хищенко), о фазовом переходе флюид-флюид в разогретом плотном водороде и переходе твердого водорода в проводящее состояние (Г.Э. Норман).

Кипение и конденсация — наиболее характерные для теплофизики фазовые превращения. Доктор О. Хельмут из Института исследования тропосферы им. Лейбница (Лейпциг, Германия) представил доклад по капельной конденсации и кристаллизации воды в облаках, проявлению фазовой метастабильности в атмосферных процессах. В докладе профессора В.В. Кузнецова из Института теплофизики СО РАН (Новосибирск) была рассмотрена динамика фазового превращения при индуцированном пузырьковом и поверхностном распаде метастабильной жидкости. Исследование направлено на разработку систем безопасности энергетических комплексов, в которых используется явление фазовой метастабильности. С особым интересом участники конференции выслушали доклад известного специалиста в области кипения жидкости, профессора Национального исследовательского университета «МЭИ» В.В. Ягова о теплообмене при охлаждении высокотемпературных тел в недогретой жидкости. Обширный массив полученных опытных данных позволил построить качественную картину возникновения и развития режима интенсивного теплообмена при пленочном кипении недогретой воды.

В последние годы к теплофизике проявляют интерес не только инженеры, но и медики, биологи, специалисты, казалось бы, очень далеких от этой науки профессий. Профессор В.М. Чудновский (Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН) сделал доклад, в котором были представлены результаты лабораторных и клинических исследований возможности теплового разрушения паталогических образований посредством лазероиндуцированного кипения входящих в их состав биологических жидкостей. Этот доклад собрал в стенах Института теплофизики УрО РАН не только физиков, но и представителей медицинских учреждений города.

Заметная часть докладов была связана с компьютерным моделированием метастабильных фазовых состояний. Малые размеры молекулярно-динамических моделей позволяют осуществить глубокий заход в область метастабильных состояний и исследовать их свойства в условиях, которые пока недоступны натурному эксперименту. По проблемам компьютерного моделирования на конференции были заслушаны доклады профессора Д. Саха из Университета Токио (Япония), сотрудников Объединенного института высоких температур РАН (Москва), Институтов теплофизики, высокотемпературной электрохимии, металлургии УрО РАН, Санкт-Петербургского государственного университета. Они представили новые результаты о поведении вещества в экстремальных состояниях, при больших перегревах и переохлаждениях, отрицательных давлениях.

Параллельно с основными заседаниями 18 октября прошло заседание молодежной секции конференции, на которой были заслушаны 17 докладов молодых сотрудников, аспирантов и студентов.

Три дня напряженной работы конференции сопровождались горячими дискуссиями и обсуждениями новых результатов. Все участники отмечали высокий научный уровень представленных докладов, которые отражали актуальные и практически важные направления исследований в области фазовой метастабильности и флуктуационных явлений. В свободное от заседаний время участники познакомились с работами сотрудников Института теплофизики УрО РАН непосредственно в лабораториях.