Результаты экспериментальных исследований:

ћ Лазерная установка 'Неодим'. Мощность 10 ТВт, интенсивность излучения до 3´10¹⁸ Вт/см², длительность импульса 1,5 пс, длина волны 1,055 мкм. Установка оснащена комплексом измерений и контроля параметров лазерного излучения и диагностики атомных и ядерных процессов в лазерной плазме (параметров излучений - рентгеновского, g-излучения, потоков нейтронов и заряженных частиц).

ћ Генерация сверхсильных магнитных полей. Предложен и экспериментально опробован прямой спектральный метод измерения величины сверхсильных магнитных полей, генерируемых в лазерной плазме. Метод основан на регистрации резонансного взаимодействия энергетических уровней Ландау магнитного поля с энергетическими уровнями ионов плазмы. При интенсивности 2´10¹⁷ Вт/см² величина магнитного поля составляет величину около 40 МГс, а при I = 3´10¹⁷ Вт/см² около 60 МГс. На основе метода интерферометрии чирпированных импульсов отработан метод контроля генерации в лазерной плазме сверхсильных магнитных полей.

ћ Эффективная температура и направленное движение быстрых ионов в лазерной пикосекундной плазме. Результаты основаны на измерениях допплеровских спектров водородоподобных ионов фтора (мишень - пластинки из фторопласта толщиной 200 мкм). Важной особенностью энергетического распределения быстрых ионов является медленный спад вплоть до энергии 1,4 МэВ при интенсивности излучения I = 2´10¹⁸ Вт/см², при этом эффективная температура быстрых ионов имеет величину 350 КэВ. По красному смещению допплеровского профиля линии L_ya обнаружено направленное движение быстрых ионов вглубь мишени.

ћ Генерация g-квантов МэВ энергии. Для исследования генерации g-квантов МэВ энергии использовались фотоядерные реакции ⁹Ве(g, n) 2a с пороговой энергией Е_пор = 1,67 МэВ и ¹⁸Та (g, n)¹⁸⁰Та с Е_пор= 7,56 МэВ. Соответственно зарегистрирована генерация g-квантов в количестве 10⁸ с энергией свыше 1,67 МэВ и 10³ с энергией свыше 7,56 МэВ.

ћ Безнейтронная термоядерная реакция ¹¹В (p,a)2a. Впервые зарегистрирован выход a-частиц в безнейтронных термоядерных реакциях ¹¹В+Н в лазерной плазме. Выход a-частиц составил 10³ частиц за импульс. Определен энергетический спектр a-частиц, содержащий характерные пики при энергии 3-4 МэВ и 6-10 МэВ. Одновременная регистрация нейтронов дала нулевой результат.

ћ Исследование термоядерных реакций синтеза на базе перспективных термоядерных топлив DD, D⁶Li, D³He, H⁷Li. Представлены результаты детального исследования реакции синтеза D(d,n)³He в лазерной пикосекундной плазме. Использовались как твердотельные (r'1 г/см³) (CD₂)_n, BeD, TiD, так и пенные (CD₂)_n (r=0,01¸0,05 г/см³) мишени. Исследован выход нейтронов в зависимости от поляризации (P или S) излучения от величин предымпульсов в различных временных диапазонах от 1 пс до 10 нс. Экспериментально исследованы перспективные реакции синтеза ⁶Li(d,a)⁴He, ³He(d,p)⁴He, ⁷Li(p,a)⁴He.

Определен энергетический спектр a-частиц, содержащий характерные пики при энергии 11 МэВ для ⁶Li(d, a)⁴He реакции, при энергии 9 МэВ для ⁷Li(p,a)⁴He реакции, при энергии 3,7 МэВ для ³He(d,p)⁴Не реакции и энергетический спектр протонов, содержащий характерный пик при энергии 14,7 МэВ для ³He(d,p)⁴Не реакции.

ћ Генерация быстрых протонов. Для исследования генерации быстрых протонов использовалась ядерная реакция перезарядки протона ⁷Li(p,n)⁷Be с пороговой энергией Е_пор=1,88 МэВ. Показано, что в лазерной плазме генерируются быстрые протоны в количестве 10⁸ с энергией выше пороговой.

ћ Исследование энергетических спектров быстрых протонов. Из полученных энергетических спектров следует, что потоки протонов, зарегистрированные детекторами CR-39, расположенными за мишенью, значительно превосходят потоки протонов, зарегистрированные перед мишенью (т.е. испущенные против лазерного пучка). При этом максимальный поток протонов с энергией в диапазоне 0,8 ¸ 2,5 МэВ достигал 10⁹ср^-1 за одну вспышку лазера. При уменьшении интенсивности лазерного излучения до 5´10¹⁷ Вт/см² анизотропия в выходе протонов исчезала и поток протонов падал до 10³ ср^-1.

ћ Исследование пространственно-углового распределения быстрых протонов. Мишень: фольги из Ti и Cu толщиной 25, 30 мкм. Показано, что угол разлета протонов, испущенных вперед по нормали с тыльной поверхности мишени, составляет j_1/2=26⁰ для Ti и j_1/2=14⁰ для Cu фольги. На детекторах CR-39 четко различимы кольцевые структуры, образованные потоками протонов с энергией E<2,5 МэВ. Протоны с энергией свыше 2,5 МэВ образуют узконаправленный пучок с углом разлета j_1/2 = 3њ. Внутри узконаправленного пучка протонов с j_1/2 = 3њ были обнаружены коллимированные пучки протонов с j_1/2 = 0,1њ¸0,3њ.

Результаты теоретических исследований:

ћ В рамках магнитной гидродинамики исследовано подобие лазерной релятивистской плазмы астрофизической плазме. Определены критерии подобия этих физических объектов. Показано, что релятивистская лазерная интенсивность (> 10¹⁸ Вт/см²) обеспечивает принципиально новые механизмы трансформации энергии в лазерной плазме. Среди них - генерация сверхсильных магнитных полей, образование электрон-ионных структур высокой энергии.

ћ Показано, что время жизни таких структур может намного (> 100 раз) превышать длительность лазерного импульса. Пинчевание магнитного поля в такой структуре приводит к высокой (> 100 кэВ) плазменной (ионной) температуре.

ћ Исследована пространственная структура электронных вихрей, генерируемых в лазерной плазме, и связанных с ними магнитных полей. Показано подобие потенциальных вихрей классической гидродинамики возникающим электронным вихревым структурам. Исследованы механизмы ускорения заряженных частиц, связанные с рассматриваемой вихревой структурой и квазинейтральными электромагнитными полями, генерируемыми в лазерной плазме. Исследованы бетатронный и циклотронный резонансный механизмы ускорения электронов.

ћ Предложена и исследована модель генерации высокоэнергетичных потоков ионов (протонов) с аномально малой расходимостью.

ћ Полученные результаты указывают на возможности и перспективы их использования в исследованиях термоядерных реакций. Представленные результаты экспериментов при интенсивности 3´10¹⁸ Вт/см² хорошо согласуются с полученными теоретическими выводами.

ћ Полученные теоретические результаты хорошо согласуются с результатами проведенных экспериментов.

ћ Показано, что магнитогидродинамические процессы в лазерной плазме, реализуемые в условиях гигантских магнитных полей на микромасштабах, подобны магнитогидродинамическим процессам, наблюдаемым при слабых магнитных полях на космических масштабах.

ћ Показаны перспективы и возможности 'лазерной лабораторной астрофизики' - нового быстро развивающегося научного направления.