Вивчено питання взаємодії та поширення хвиль у магнітосферах пульсарів і системах із плазмово-пучковою нестійкістю (ППН). Розглянуто процеси лінійної трансформації, індукованого розсіювання та трихвильової взаємодії хвиль у магнітосферах пульсарів. Розраховано їх вплив на можливість виходу випромінювання назовні. Досліджено вплив різноманітних типів неоднорідностей плазми на розвиток пучкової нестійкості. Розглянуто великомасштабні неоднорідності (ВКБ наближення) та дрібномасштабні осциляторні неоднорідності. Окремо описано поводження хвиль у разі проходження точки повороту на межі області ППН і розвиток ППН у періодично неоднорідній плазмі. Розв'язано задачу про самоузгоджену взаємодію хвиль і неоднорідностей в обмеженій системі в ППН (наприклад, НВЧ-підсилювачі), в якій виявлено виникнення розподіленого зворотного зв'язку і, як наслідок - робота системи в автомодуляційному режимі.

  Скачати повний текст

Уперше описано антенну решітку радіотелескопу "УРАН-2", детально висвітлено принципи побудови, фазування та керування променем діаграми спрямованості антени, наведено результати вимірів та здійснено розрахунок її основних технічних характеристик у діапазоні частот 9 - 32 МГц. Одержано моделі розподілу радіояскравості для галактичного джерела 4С21.53 з пульсаром PSR 1937 + 214, квазара 3С216, радіогалактик 3С338, 3С295 і 3С234 для частот 25 і 20 МГц. Виявлено істотну відмінність одержаних моделей від радіозображення цих джерел на високих частотах. На підставі аналізу спектрів цих об'єктів у широкому частотному діапазоні визначено, що на їх загальну видиму структуру впливають різні механізми поглинання випромінювання від деталей цих об'єктів: у квазарі 3С216 радіовипромінювання ядра піддається ефекту реабсорбції, цей же ефект виявлено у гарячих плямах радіогалактики 3С234, що дало змогу визначити їх розмір. У радіогалактиці 3С295 виявлено ефект поглинання радіовипромінювання в іонізованому середовищі самого джерела та спростовано існуючу думку, що на спектр 3С295 в області частот нижче 5і0 МГц впливає реабсорбція.

  Скачати повний текст

Висвітлено оцінки густини енергії й обмеження частот коливань. Досліджено вплив низькочастотних коливань на прискорення частинок у вакуумному зазорі, одержано оцінки максимальної енергії частинки та довжини прискорення як функції потужності низькочастотних коливань. Знайдено спектр і оцінку потужності гамма-випромінювання, яке виникає за комптонівського розсіяння низькочастотного випромінювання на електронах у вакуумному зазорі. Розглянуто генерацію електронно-позитронної плазми комптонівськими квантами у магнітному полі та формування анігіляційної лінії 255 кеВ за анігіляції потоку позитронів з вакуумного зазору з електронами поверхні зірки. Визначено вплив низькочастотних коливань на вимкнення пульсарів у випадку, коли комптонівське розсіяння низькочастотних фотонів є переважаючим механізмом втрат енергії частинок у вакуумному зазорі.

  Скачати повний текст

Одержано аналітичні вирази для імовірності в одиницю часу процесів магнітогальмівного випромінювання та фотонародження електрон-позитронної пари в магнітному полі, які залежать від спінів частинок і від поляризації фотона. Показано, що існує чітка кореляція між спіновими та поляризаційними ефектами. Вивчено вплив спінових і поляризаційних ефектів на інтенсивність циклотронних ліній рентгенівського пульсару. Зазначено, що розрахункова потужність істотно залежить від поляризації частинок магнітосфери. У випадку, коли частинки займають низькі рівні Ланаду, врахування спінових ефектів призводить до збільшення потужності випромінювання. Теоретично вивчено процес народження електрон-позитронної пари електроном у магнітному полі поблизу порогу процесу. Вивчено кінематику процесу та знайдено порогові значення імпульсів частинок. Показано, що переважає процес з орієнтацією спіна початкового електрона проти магнітного поля.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий метод визначення навігаційних параметрів руху космічних апаратів на базі використання інформації рентгенівських пульсарів. Встановлено ефективність існуючих методів визначення навігаційних параметрів руху космічних апаратів, які дозволяють проводити дані дослідження на борту космічного апарата. Розроблено методику комплексного проведення навігаційних вимірювань параметрів рентгенівських пульсарів на борту космічного апарата. Запропоновано методики обробки навігаційних параметрів на борту космічного апарата, а також оцінки координат його місця знаходження. Створено програмне забезпечення для визначання навігаційних параметрів руху космічних апаратів та проведення імітаційних досліджень. Здійснено практичне впровадження основних результатів наукового дослідження під час підготовки та проведення навігаційних вимірювань, аналізу навігаційних параметрів та розробки перспективних програмно-технічних комплексів обробки навігаційної інформації.

  Скачати повний текст

Розглянуто вплив обертання пульсара (аберації, ретардації, скручування силових ліній магнітного поля та релятивістського запізнення) на його радіовипромінювання. Показано, що завдяки урахуванню цього впливу можливо зондувати верхні шари магнітосфери пульсара. Отримані підтвердження наявності такого впливу на радіовипромінювання PSRB 0809+74 у декаметровому діапазоні. Локалізовано зону виходу радіовипромінювання з магнітосфери PSRB 0809+74 та отримано оцінку кута між віссю його обертання й магнітною віссю. Приведені дані спостережень довго-частотної структури радіовипромінювання п'яти пульсарів (PSRB 0809+74, PSRB 0823+26, PSRB 0943+10, PSRB 1133+16, PSRB 1530+27) в декаметровому діапазоні. Проведена їх обробка, аналіз та інтерпретація. Вперше зареєстрована черезперіодна модуляція у радіовипромінюванні чотирьох пульсарів (PSRB 0809+74, PSRB 0823+26, PSRB 0943+10, PSRB 1133+16). Вперше зареєстрована тонка структура мерехтіння радіовипромінювання PSRB 0809+74. Вперше в декаметровому діапазоні проведено поляризаційні спостереження та дослідження радіовипромінювання PSRB 0809+74 та PSRB 1133+16. Отримано поляризаційні характеристики цього випромінювання. У PSRB 0809+74 зареєстрована наявність двох поляризованих мод.

  Скачати повний текст

Розглянуто розповсюдження радіохвиль в ультрарелятивістській замагніченій плазмі пульсарів. Досліджено рефракцію, еволюцію поляризації, синхротронне поглинання та індуковане розсіювання радіовипромінювання. Відзначено спостережувані наслідки ефектів розповсюдження радіохвиль в магнітосферах пульсарів. Проаналізовано вплив рефракції хвиль на частотну залежність ширини імпульсу пульсара. Обчислено ступінь колової поляризації пульсарного випромінювання внаслідок взаємодії хвильових мод в області граничної поляризації. Розвито теорію синхротронного поглинання, оцінено його ефективність в умовах пульсарів. Уперше розглянуто індуковане розсіювання радіохвиль із променя в фон. Показано, що цей процес може пояснювати низькочастотні завали в спектрах пульсарів.

  Скачати повний текст

Розроблено теорію нелінійного розповсюдження та випромінювання швидких електронів у космічній плазмі за відсутності (Сонце, пульсари, позагалактичні викиди) та за наявності зовнішніх електричного (Сонце) та магнітного (Сонце, спалахуючі зірки, Юпітер) полів. Продемонстровано, що електрони розповсюджуються в плазмі у вигляді нелінійного об'єкта - пучково-плазмового утворення, що складається з електронів та плазмонів і має властивості аналогічні властивостям солітонів. Випромінювання цих об'єктів за допомогою плазмового та електрон-циклотронного мазерного механізмів дозволяє зрозуміти тонку часову структуру, велику яскравісну температуру, час життя та інші властивості спорадичного радіовипромінювання різних космічних об'єктів (Сонця, Юпітера, пульсарів).

  Скачати повний текст

Досліджено ефекти поширення радіовипромінювання в пульсарній плазмі та їх спостережувані наслідки. Розглянуто явище ортогонально поляризованих мод радіовипромінювання пульсарів. Розроблено методику діагностики пульсарної плазми за спостережуваними поляризаційними профілями радіоімпульсів. Запропоновано механізм гігантських імпульсів радіовипромінювання пульсарів. Нетеплове випромінювання високих енергій пульсара інтерпретовано як наслідок процесів переробки радіовипромінювання в пульсарній плазмі. Висвітлено формування перед- й інтерімпульсу на профілі пульсара. Запропоновано сценарій розвитку двопотокової нестійкості в пульсарній плазмі. Наведено фізичне пояснення емпіричної класифікації профілів радіоімпульсів пульсарів.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження – процеси формування високоякісного кондиційного насіння буркуну білого однорічного в умовах Півдня України. Мета – узагальнення теоретичних положень та обґрунтування практичних рекомендацій щодо особливості формування продуктивності та урожайності кондиційного насіння буркуну білого однорічного сорту Південний залежно від біологічного потенціалу досліджуваного генотипу, строків сівби, норм висіву із використанням гербіцидів Трефлан 480 та Пульсар 40 за різних норм їх внесення в умовах півдня України. Методи – системний підхід (для визначення особливості розвитку рослин сорту буркуну білого однорічного залежно від строків сівби та норм висіву); польовий та лабораторний (для визначення впливу досліджуваних факторів на біометричні показники рослин, формування надземної маси та площі листкової поверхні, їх продуктивності); розрахунково–порівняльний (для проведення оцінки економічної ефективності вирощування даної культури); статистичний (для обґрунтування достовірності отриманих результатів досліджень і встановлення зв'язку між досліджуваними факторами). Результати – розроблено науково-методичні рекомендації для виробництва. Встановлено, що для підвищення насіннєвої продуктивності та отримання кондиційного насіння буркуну білого однорічного сорту Південний 840–876 кг/га з коефіцієнтом розмноження 168–175 на темно–каштанових ґрунтах в умовах Південного Степу України необхідно проводити сівбу насіння в І декаду квітня за норми висіву 2,5 млн шт./га. Перед сівбою проводити хімічний обробіток ґрунту досходовим гербіцидом Трефлан 480 з використанням норми внесення 3,0 л/га, або застосувати у посівах післясходовий гербіцид Пульсар 40 з використанням 1,0 л/га у фазу (злакові–1–3 листки та дводольні бур'яни–2–4 листки). Хімічний захист посівів буркуну білого однорічного проводити один раз за вегетаційний період культури. Новизна – уперше в умовах півдня України проведено узагальнення теоретичних положень та обґрунтування практичних рекомендацій щодо встановлення особливості росту та розвитку нового сорту буркуну білого однорічного Південний та його насіннєва продуктивність за різних строків сівби, норм висіву і гербіцидів Трефлан 480 та Пульсар 40 за різних норм їх внесення. Наукова цінність – теоретичні та практичні результати наукового дослідження надали можливість розробити науково–практичні рекомендації з технології вирощування буркуну білого однорічного на насіння в умовах Півдня України. Галузь – сільське господарство.^UObject of study – processes of formation of high-quality conditioned seeds of white annual clover in the conditions of the South of Ukraine. Aim – generalization of theoretical provisions and substantiation of practical recommendations on the peculiarities of productivity and yield formation of conditioned seeds of white annual clover Pivdenny variety depending on the biological potential of the studied genotype, sowing dates, sowing rates using herbicides Treflan 480 and Pulsar 40 in different conditions of their introduction in Ukraine. Methods – system approach (to determine the peculiarities of the development of white annual clover varieties depending on sowing dates and seeding rates); field and laboratory (to determine the influence of the studied factors on the biometric parameters of plants, the formation of aboveground mass and leaf surface area, their productivity); settlement and comparative (to assess the economic efficiency of growing this crop); statistical (to substantiate the reliability of the results of research and to establish a relationship between the studied factors). Results – scientific and methodical recommendations It is established that in order to increase seed productivity and obtain conditioned seeds of white annual cucumber variety Pivdenny 840–876 kg / ha with a reproduction rate of 168–175 on dark chestnut soils in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine it is necessary to sow seeds in the first decade of April at sowing rates 2 , 5 million pcs / ha. Before sowing, carry out chemical treatment of the soil with pre-emergence herbicide Treflan 480 using the application rate of 3.0 l / ha, or apply in crops post-emergence herbicide Pulsar 40 using 1.0 l / ha in phase (cereal 1-3 leaves and dicotyledonous weeds 2–4 leaves). Chemical protection of white annual clover crops should be carried out once during the growing season.Novelty – for the first time in the south of Ukraine the generalization of theoretical positions and substantiation of practical recommendations for establishing the peculiarities of growth and development of a new variety of white annual clover Pivdenny and its seed productivity at different sowing dates, seeding rates and herbicides Treflan 480 and Pulsar 40 at different rates. The scientific value – theoretical and practical results of scientific research provided an opportunity to develop scientific and practical recommendations on the technology of growing white annual clover for seed in the South of Ukraine. Sector – agriculture.

Дисертація присвячена дослідженню спорадичного та імпульсного радіовипромінювання об'єктів Всесвіту у декаметровому та метровому діапазоні хвиль. Розроблено математичну модель антенного елемента і субрешітки радіотелескопа ГУРТ, отримано їх шумові та енергетичні характеристики. Адекватність розробленої математичної моделі підтверджено за допомогою натурних вимірювань шумових параметрів антенного елемента та субрешітки ГУРТ. На основі отриманих в результаті моделювання даних з чутливості, проведено оцінку можливостей для радіоастрономічних спостережень радіоджерел різних типів випромінювання. Проведено велику кількість спостережень, під час яких зафіксовано радіовипромінювання Сонця (типів II, III, IIIb, IV, U, дрейфуюча пара), Юпітера (L- та S-сплески), галактичного фону та пульсарів. Вперше за допомогою антенної субрешітки, що складається з 25 активних антен, зареєстровано радіовипромінювання 16 пульсарів у діапазоні частот 30-70 МГц. Проведено серію одночасних спільних спостережень пульсарів у надширокому діапазоні частот за допомогою радіотелескопа УТР-2 та субрешіток радіотелескопа ГУРТ. Визначено густини потоків радіовипромінювання пульсарів у даному діапазоні, а також міри дисперсії кожного пульсара. Таким чином, досліджено континуальне, спорадичне та імпульсне радіовипромінювання об'єктів Всесвіту за допомогою малого низькочастотного радіотелескопа нового покоління.^UThe thesis describes studies of continuum, sporadic and pulsed radio emissions of objects of the Universe in decameter and meter wave ranges using a small-sized low-frequency radio telescope of the new generation. As an example of such radio telescope, a 25-element GURT radio telescope subarray was chosen.At first, the parameters of the phased antenna array element and the entire subarray were carefully modelled and analyzed. Mathematical models of the GURT active antenna element and the GURT subarray were developed. Using these models allowed obtaining antennas noise and power performances which are impossible to measure or such measurements require unreasonably expensive resources. The models, unlike existing ones, take into account all sources of external and internal noise, the effect of the near ground surface, and the mutual coupling of the array elements. The models are based on the matrix theory of antenna arrays, the theory of noisy multiports and use the results of antenna computer simulations with software based on the method of moments. The results of modelling include frequency dependences of effective area, system sensitivity in terms of system equivalent flux density and sky noise dominance, the contribution of noise temperatures from various noise sources to the output signal in a wide frequency range, and for various main beam directions of the subarray. The adequacy of the developed mathematical models is confirmed with a comparison of modelling results and results of real active antenna and GURT subarray noise parameters measurements. The results of modelling prove that the developed subarray ensures the sky noise dominance of 6-10 dB for all beams, that completely satisfies the requirements for its application for radio astronomy observations and astrophysical studies. On the basis of sensitivity modelling results, there were estimated possibilities of radio astronomy observations of various types of emissions from cosmic radio sources. Many various observations with the GURT subarray and the single active antenna were carried out, which allowed registering active Sun (types II, III, IIIb, IV, U, drifting pairs), Jupiter (L- and S-bursts), galactic background and pulsar radio emissions in ultra-wide frequency range. Long-term observations of sky background noise have shown the high stability of the GURT subarray parameters. The observations of the active Sun made it possible to find features of sporadic solar radio emission that allow estimating parameters of the solar corona, acquiring statistics of solar drift pair bursts occurrence, as well as proving a good perspective of small-sized radio telescopes of new generation using for various studies. Such small instruments show their potential for long-term monitoring and gathering statistics of emission types occurrence. Jupiter's decameter radio emission observations with GURT subarray were carried out in the frame of Juno space mission ground support. The S- and L-bursts were registered with the time resolution down to 10 ms. The observations of strongly polarized Jovian radio emission have shown the possibilities of polarized cosmic radio emission studies using the GURT active antenna subarray of two orthogonal linear polarizations. A survey of the strongest and nearest to the Earth pulsars was carried out with the GURT subarray. For the first time, the radio emission of 16 pulsars in the frequency range 30-70 MHz was registered using an antenna array of only 25 active antennas with integration time from 1 to 4 hours. A series of joint simultaneous pulsar observations in ultra-wide frequency range using UTR-2 radio telescope and GURT subarrays was carried out. Pulsar radio emission power flux densities and dispersion measures were determined for each pulsar. An observation technique for detecting the impact of ionospheric refraction on the pulsar flux density estimation was suggested and tested. The technique uses high flexibility of UTR-2 radio telescope and location of UTR-2 and GURT radio telescopes on the same observatory site. Two weekly observation sessions for pulsars B1133+16, B1508+55, and B1919+21 were carried out in order to register the variability of their flux densities and dispersion measures. The results have shown high variability of average visible pulsar flux density from day to day and stability of dispersion measure value during two weeks of observations with the accuracy of 0.006 pc/cm3. Continuum, sporadic, and pulsed radio emissions of objects of the Universe were studied using small low-frequency radio telescope of new generation.

Дисертація присвячена дослідженню швидких змін міри обертання радіовипромінювання найближчих до Землі пульсарів на коротких часових масштабах у декаметровому діапазоні. В дисертації запропоновано оригінальний підхід, в якому параметри середовища поширення є динамічно змінними в часових масштабах одного імпульсу. Такий підхід дозволяє оцінювати швидкі процеси у верхніх шарах магнітосфери пульсара та пульсарному вітрі. Саме в цих ділянках міра обертання, як параметр, що описує концентрацію електронів та паралельну до лінії зору індукцію магнітного поля, може змінюватися в залежності від фази індивідуального імпульсу. Параметри середовища поширення радіохвиль, розташованого далі від пульсара, є стабільними на таких часових масштабах і не можуть змінюватися так швидко. В роботі запропонована модель поляризованого імпульсного радіовипромінювання пульсарів та модель слабо анізотропного середовища поширення (міжзоряної, міжпланетної та іоносферної плазми), що можуть бути застосовані для декаметрового діапазону довжин хвиль. Також розроблені і наведені алгоритми оцінки динамічно змінних параметрів середовища поширення радіовипромінювання та проілюстрована можливість розділення верхніх шарів магнітосфери пульсара.Розроблені алгоритми застосовано для обробки і аналізу поляризованого радіовипромінювання зареєстрованих аномально інтенсивних імпульсів найближчих до Землі пульсарів в декаметровому діапазоні. Спостереження проводились на радіотелескопі УТР-2 в діапазоні 16 33 МГц. Тільки цей радіотелескоп з ефективною площею 150000 м2 на 25 МГц дозволив реєструвати аномально інтенсивні імпульси пульсарів з високою часовою та частотною роздільною здатністю.Для радіовипромінювання трьох найближчих до Землі пульсарів були отримані оцінки середніх абсолютних значень міри обертання в декаметровому діапазоні. При чому для пульсара J0242+6256 оцінки міри обертання були отримані вперше в світі. Оцінки міри обертання для J0814+7429 (B0809+74), J0953+0755 (B0950+08) близькі до отриманих на більш високих частотах. Вперше були отримані профілі міри обертання в залежності від фази імпульсу для аномально інтенсивних імпульсів пульсарів J0242+6256, J0814+7429 (B0809+74), J0953+0755 (B0950+08). Зареєстровано швидкі зміни міри обертання в часових масштабах 0.3 мс. Оцінка швидких змін міри обертання радіовипромінювання пульсарів на коротких часових масштабах за допомогою нового методу дозволяє аналізувати швидкі процеси в плазмі вздовж променя зору, що створює передумови для зондування верхньої магнітосфери пульсара та пульсарного вітру.^UThe dissertation is devoted to the study of rapid changes in the rotation measure of radio radiation of pulsars closest to the Earth on short time scales in the decameter range. The dissertation proposes an original approach in which the parameters of the propagation medium are dynamically variable in the time scale of one pulse. This approach allows to analize the rapid processes in the upper layers of the magnetosphere of the pulsar and the pulsar wind. It is in these areas that the rotation measure, as a parameter describing the electron concentration and the magnetic field induction parallel to the line of sight, can vary depending on the phase of the individual pulse. The parameters of the radio propagation medium located further from the pulsar are stable at such time scales and cannot change so quickly.The model of polarized pulsed radio pulsar radiation and a model of a weakly anisotropic propagation medium (interstellar, interplanetary and ionospheric plasma), which can be applied to the decameter wavelength range is proposed. Algorithms for estimating dynamically changing parameters of the radio propagation medium are also developed and presented, and the possibility of sounding the upper layers of the pulsar magnetosphere is illustrated.The developed algorithms are used for processing and analysis of polarized radio radiation of registered anomalously intense pulses of pulsars closest to the Earth in the decameter range. Observations were held on a UTR-2 radio telescope in the range of 16 33 MHz. Only this radio telescope with an effective area of 150,000 m2 at 25 MHz allow to record anomalously intense pulses of pulsars with high time and frequency resolution in this range.For the radio emission of the three pulsars closest to the Earth, estimates of the average absolute values of the rotation measure in the decameter range were obtained. Moreover, for the pulsar J0242 + 6256 estimates of rotation measure were obtained for the first time in the world. Estimates of the degree of rotation for J0814 + 7429 (B0809 + 74), J0953 + 0755 (B0950 + 08) are close to those obtained at higher frequencies.Estimation of rapid changes in the rotation measure of radio pulsars on short time scales using a new method allows to analyze rapid processes in plasma along the line of sight, which creates the preconditions for probing the upper magnetosphere of the pulsar and pulsar wind.

У дисертаційній роботі представлені результати досліджень інтерференційних ефектів у різноманітних видах електромагнітного випромінювання та іонізаційних втратах енергії релятивістських заряджених частинок в аморфних та кристалічних середовищах. Розглянуті ефекти пов'язані з великими довжинами формування випромінювання та ультрамалими розмірами згустків заряджених частинок. Отримано спрощені аналітичні вирази, що описують просторову еволюцію електромагнітного поля навколо електрона після його вильоту з речовини до вакууму у широкій області відстаней від речовини в межах довжини формування. Узагальнено опис спектрально-кутового розподілу перехідного випромінювання «напівголого» релятивістського електрона при його похилому падінні на металеву мішень на випадок низьких енергій частинки. Отримано вирази для спектрально-кутових та кутових розподілів, а також інтегральної інтенсивності когерентного рентгенівського випромінювання «напівголого» електрона в ультратонкому та товстому кристалах. Отримано вирази для спектрально-кутового розподілу перехідного випромінювання у ближній зоні при його реєстрації за допомогою параболічного фокусуючого дзеркала довільного розміру. Здобуто формули для спектрального розподілу рентгенівського перехідного випромінювання електронів у багатошарових періодичних мішенях для довільного аксіально симетричного поперечного розподілу частинок у пучку та обмеженого розміру активної області детектора випромінювання. Отримано умови для суттєвого посилення інтенсивності такого випромінювання при достатньо малому куті аксептансу детектора. Передбачено ефект суттєвого збільшення перерізу іонізації атомних К-оболонок та інтенсивності характеристичного рентгенівського випромінювання електронами при їх проходженні крізь багатошарові періодичні мішені. Показано, що на іонізаційні втрати електрон-позитронної пари у тонкій мішені, яку вона перетинає після вильоту з іншої мішені, де вона народжується, інтерференційні ефекти впливають на значно більших відстанях від точки народження пари, ніж на іонізаційні втрати пари у тій самій мішені, де вона народжується. Передбачено інтерференційний ефект в іонізаційних втратах електрон-позитронної пари, подібний до такого, що має місце у дифракції Фраунгофера в оптиці. Для іонізаційних втрат пари у тонкій мішені виявлено ефект, що є зворотним до ефекту Чудакова і полягає в перевищенні величиною іонізаційних втрат пари суми незалежних втрат електрона і позитрона. Отримано класичні та квантові вирази для втрат енергії релятивістського електронного банча ультрамалого розміру на іонізацію та збудження атомних оболонок речовини через його форм-фактори в умовах прояву когерентних ефектів у цих втратах. Для електронних ансамблів із періодичною модуляцією густини передбачено резонансний ефект в іонізаційних втратах. Запропоновано новий механізм радіовипромінювання частинок у магнітосфері пульсара, який дає можливість пояснити загадку зміщеного інтерімпульсу для пульсара у Крабоподібній туманності. Передбачено частоту, при якій зміщений інтерімпульс має зникати.^UThe Doctoral Thesis presents the results of studies of interference effects in various types of electromagnetic radiation and ionization energy loss of relativistic charged particles in amorphous and crystalline media. These effects are associated with large radiation formation lengths and ultrasmall size of charged particle bunches. Simplified analytical expressions describing the spatial evolution of electromagnetic field around the electron after its exit from matter into vacuum in a wide range of distances from the matter within the formation length are obtained. The description of spectral-angular distribution of the transition radiation by a “half-bare” relativistic electron at its oblique incidence on a metal target is generalized for the case of low particle energies. Expressions for the spectral-angular and angular distributions, as well as the integral intensity of coherent x-ray radiation by a “half-bare” electron in ultrathin and thick crystals are obtained. Expressions for the spectral-angular distribution of transition radiation in the near-field zone registered with the use of a parabolic focusing mirror of arbitrary size are derived. Formulas for the spectral distribution of x-ray transition radiation by electrons in multifoil periodic targets for an arbitrary axially symmetric transversal particle distribution in the beam and a limited size of the radiation detector active region are obtained. The conditions for a significant increase in the intensity of such radiation for a sufficiently small detector acceptance angle are derived. The effect of significant increase in the atomic K-shell ionization cross section and intensity of characteristic x-ray radiation by electrons in multifoil periodic targets is predicted. It is shown that the ionization loss of an electron-positron pair in a thin target, which it crosses after escaping from another target, where it is created, is influenced by interference effects on much larger distances from the pair creation point than the pair ionization loss in the same target, where it is created. The interference effect in the ionization loss of an electron-positron pair, similar to the one which occurs in the Fraunhofer diffraction in optics, is predicted. For the pair ionization loss in a thin target, the effect, opposite to the Chudakov effect and being the exceeding by the pair ionization loss of the sum of independent electron and positron losses, is revealed. Classical and quantum expressions for the energy loss due to ionization and excitation of atomic shells of matter by an ultrasmall relativistic electron bunch via its form factors under conditions of manifestation of coherent effects in this loss are obtained. For electron ensembles with periodic density modulation, the resonance effect in the ionization loss is predicted. A new mechanism of radio emission by particles in a pulsar magnetosphere is proposed, which makes it possible to explain the mystery of shifted interpulse for the pulsar in the Crab Nebula. The frequency at which the shifted interpulse should disappear is predicted.

Дисертація присвячена дослідженню динамічних процесів, що відбуваються у струмовому шарі хвоста магнітосфери Землі. Цю область можна розглядати як близьку прототипну астрофізичну «лабораторію» плазмового середовища з можливістю отримувати дані з великою точністю на таких просторових та часових масштабах, які неможливо відтворити у земних умовах.Струмовий шар характеризується великою кількістю динамічних процесів різних енергій. Це флеппінг коливання, розриви струмового шару, поширення високошвидкісних потоків плазми та асоційованих з ними диполяризаційних фронтів, прискорення заряджених частинок за рахунок транзієнтних структур, наявність турбулентного режиму. Дослідження цих процесів відкриває дорогу до розуміння глобальної магнітосферної динаміки як в контексті фізики навколоземного середовища і фізики плазми, так і в контексті формування космічної погоди. Подібні процеси спостерігаються і серед інших астрофізичнихоб’єктів – це області сонячних спалахів, релятивістські джети в активних ядрах галактик, магнітосфери пульсарів тощо. Вивчення вищенаведених фізичних процесів – одна з найактуальніших задач фізики плазми.В дисертаційній роботі коротко розглянуто конкуруючі моделі розвитку магнітосферної суббурі, модель нейтральної лінії та модель розриву струмового шару. Зазначено, що нещодавні дослідження з використанням моделювання магнітосферної динаміки показали, що перезамикання і розрив струмового шару відбуваються одночасно в різних частинах протяжного хвоста магнітосфери, причому із збудженням флеппінг коливань струмового шару. Цей результат добре пояснює, чому одні і ті самі спостереження можна було трактувати в цих конкуруючих моделях розвитку суббурі.^UThis thesis is devoted to the study of dynamic processes occurring in the current sheet of the Earth's magnetotail. This region can be considered as a close prototypical astrophysical "laboratory" of the plasma environment with the ability to obtain datawith high accuracy on such spatial and temporal scales that cannot be reproduced in terrestrial conditions. The dynamics of the current sheet are varied by a set of energetic processes that can occur in it. These are flapping oscillations, current disruption, burstybulk flows and associated dipolarization fronts, acceleration of charged particles due to transient structures, and the presence of a turbulent regime. The investigation of these processes opens the way to an understanding of global magnetospheric dynamics,both in the context of the physics of the near-Earth environment and plasma physics, and in the context of the formation of space weather. Similar processes are also observed among other astrophysical objects — these are regions of solar flares,relativistic jets in the active nuclei of galaxies, magnetospheres of pulsars, etc. The study of the above physical processes is one of the most urgent tasks of plasma physics.Competing models of magnetospheric substorm development, the neutral line model, and the current sheet rupture model are briefly considered in the thesis. It is noted that recent studies using modeling of magnetospheric dynamics have shown thatreconnection and disruption of current sheet occur simultaneously in different parts of the extended tail of the magnetosphere, and with the excitation of flapping oscillations of the current sheet. This result explains well why the same observations could beinterpreted in these competing models of substorm development.