Теоретично досліджено властивості руху заряджених частинок, які є запертими на тороїдальній неоднорідності магнітного поля асиметричних тороїдальних магнітних пасток типу "торсатрон" та "геліотрон" з котушками полоїдального поля. Для таких конфігурацій характерним є складний спектр гармонік магнітного поля, у якому присутні гармоніки гвинтової, а також полоїдальної гофрировки магнітного поля. Знайдено умови, за яких заряджені частинки у такому торсатроні можуть запиратися на полоїдальній неоднорідності магнітного поля, що може привести до додаткових втрат частинок та енергії. Для торсатронних магнітних конфігурацій вказаного типу знайдено аналітичні вирази для адіабатичних інваріантів руху тороїдальних бананів та полоїдально-гофровано-запертих бананів.

Якщо електричний струм проходить крізь рідкий метал, який вміщує чужорідні частинки, то в ньому навколо даних частинок виникають електромагнітогідродинамічні течії. Рушійною силою подібної конвективної течії є об'ємна сила Лоренця. У випадку розчинності речовини включення в рідині має місце електроконвективна дифузія, величину якої можна описати за допомогою числа Шервуда Sh. Об'єктами для опису даного явища взято дві пари, які утворюють відповідні системи: Cu(тв.)-Al(рідк.) і Ni(тв.)-Al(рідк.); і проведено розрахунки, а також наведено експериментальні дані.

Досліджено вплив концентрації твердих частинок, кількості агломераційного мастила і часу агломерації на відновлення агломерату і вміст золи та пірітної сірки у агломераті. З метою визначення залежності між швидкістю утворення вугле-агломератів масел, а також швидкістю видалення золи і пірітної сірки розраховано швидкості агломерації лігнітів Балкайа і Ашкале. Було встановлено, що успіх процесу відновлення і селективності лігнітів у значній мірі залежить від цих параметрів і швидкості агломерації.

Представлено огляд деяких експериментальних робіт в області електропровідної кераміки, виконаних у Дослідному інституті керамічних технологій (IRTEC) та Національній фізичній лабораторії (NPL). Наведено результати випробувань механічних та електричних характеристик електропровідних керамічних порошкових композитів з матрицею із нітриду кремнію або оксиду алюмінію, а також домішками карбідів, боридів і нітридів титану. Основу досліджень складає вплив технології спікання (гаряче пресування, спікання під тиском газу, вільне спікання), а також кількості та виду домішки на механічні, електричні, триботехнічні характеристики композитів. Експериментальні результати показують, що не тільки електропровідність, але й механічні властивості можуть бути суттєво змінені введенням у матеріал певної кількості металоподібних частинок. Показано також, що чистота вихідних компонентів підвищує чутливість властивостей композитів до технологічних параметрів, насамперед, до температурного впливу при спіканні.

Розглянуто типи неперервного випромінювання, що виникають від поверхні металів і вторинно емітованих частинок під час іонного бомбардування. Наведено деякі експериментальні результати досліджень широких молекулярних смуг, випромінювання поверхневих плазмонів. Проаналізовано механізми процесів збудження, які ведуть до емісії неперервного випромінювання.

Одержано аналітичні вирази для коефіцієнтів хімічної і стрибкової дифузії, а також для дифузії "мічених" атомів для випадку сильного відштовхування найближчих сусідніх адатомів, коли їх концентрація близька до половини моношару. Використовуючи важливу властивість саме такої системи, яка полягає в тому, що внесок у потік частинок дають тільки сильно скорельовані стрибки адатомів, ми змогли описати явища переносу в рамках кінетики майже ідеального газу дефектів. Пояснено природу глибокого мінімуму в концентраційній залежності коефіцієнта стрибкової дифузії, а також різні значення коефіцієнтів стрибкової дифузії і дифузії "мічених" атомів, які спостерігаються для покриттів більших, ніж половина моношару. Висновки нашої теорії порівнюються з результатами моделювання методом Монте-Карло на комп'ютері Cray T3E (LC672-128), причому алгоритм забезпечував повністю паралельний режим його роботи. Обидва підходи дають близькі результати, які істотно відрізняються від одержаних з використанням теорії, що нехтує кореляцією стрибків адатомів.

Одержано аналітичні вирази для коефіцієнтів хімічної і стрибкової дифузії, а також для дифузії "мічених" атомів у випадку, коли має місце сильне відштовхування найближчих сусідніх адатомів, а їх концентрація близька до половини моношару. Використовуючи важливу властивість саме такої системи, коли вклад в потік частинок дають тільки сильно скорельовані стрибки адатомів, ми змогли описати явища масопереносу в рамках кінетики розрідженого газу дефектів. Дано пояснення природи глибокого мінімуму в концентраційній залежності коефіцієнта стрибкової дифузії і дифузії "мічених" атомів, яка має місце при покриттях більших, ніж половина моношару. Досліджено вклад димірних конфігурацій в явища переносу адатомів. Димірний процес домінує при високих концентраціях адатомів. Теорія порівнюється з результатами моделювання методом Монте-Карло на комп'ютері Cray T3E (LC672-128), робота якого в повністю паралельному режимі забезпечувалась відповідним алгоритмом. Обидва підходи дають близькі результати, які в той же час істотно відрізняються від одержаних з використанням існуючої теорії, яка нехтує кореляцію стрибків адатомів.

Процеси впорядкування та розпаду є загальними рисами сплавів з використанням міді з ефектом пам'яті форми. Практично всі сплави, які мають ефект пам'яті форми, містять неоднорідності різної фізичної природи (вакансії, антифазні межі, виділення, модуляції хімічного складу тощо), які змінюють структуру і властивості. Наведено експериментальні дані впливу Nb на властивості сплавів з ефектом пам'яті форми системи Cu - Al - Nb. Одержано штучно введені неоднорідності у вигляді дрібних частинок або частково розчинених (в Cu-матриці) металів з високою точкою плавлення. Методами рентгеноструктурного аналізу, електронної мікроскопії та резистометричними вимірюваннями вивчено вплив зміни структури внаслідок ізотермічних відпалів у широкому температурному інтервалі на характеристики мартенситного перетворювання в цих сплавах.

Вивчено флуктуації в плазмі з урахуванням кулонівських зіткнень частинок. Парні кулонівські зіткнення описано в рамках кінетичного рівняння Ландау. За допомогою флуктуаційно-дисипативної теореми знайдено загальний вираз для кореляційної функції випадкових сил. Досліджено випадки слабких і сильних зіткнень. Кореляції у плазмі, в якій немає зіткнень, пов'язано з самоузгодженою електромагнітною взаємодією частинок плазми. Врахування парних кулонівських зіткнень частинок призводить до додаткової кореляції між випадковими силами у просторі швидкостей. Знайдено зв'язок між спектром флуктуацій у плазмі без зіткнень і гідродинамічними флуктуаціями. Показано, що зіткнення між частинками помітно впливають на колективне розсіяння електромагнітних хвиль.

Роботу присвячено експериментальним дослідженням кінетики сушіння одиночної краплі латексу в присутності домішок поверхнево-активних речовин і наповнювачів, які підвищують міцність. Дослідження, проведені на спеціальному стенді в Інституті технічної теплофізики НАН України, дозволили визначити основні закономірності сушіння крапель полімерної емульсії в залежності від різних домішок, що впливають на форму висушених частинок.

Показано, що спінова структура елементарних частинок природно описується узагальненими лагранжіанами Остроградського, що залежать від похідних вищого порядку. Одна компонента спіну відповідає обертанню частинки, а друга, що обумовлена залежністю лагранжіана від прискорення, відома як вібраційна (zitterbewegung) компонента.

Наведено результати експериментальних досліджень процесу терморозширення інтеркальованих сполук графіту. Виявлено, що температура початку терморозширення залежить від типу інтеркалянту та номера стадії сполуки, і цей процес можна описати в рамках термодинамічної теорії. Ступінь терморозширення істотно залежить від типу інтеркалянту і збільшується при зростанні розмірів частинок вихідного графіту і стадії сполуки.

Наведено перші експериментальні результати щодо інфрачервоного випромінювання, індукованого проходженням іонізуючих частинок крізь помірно щільні інертні гази. Виявлено багату феноменологію, незалежну від природи падаючих частинок (протонів або електронів), а також два різні типи поведінки інфрачервоного випромінювання. Вважається, що перший тип спричинений процесами термалізації вторинних електронів за відсутності прикладеного ззовні електричного поля і пов'язаний зі сцинтиляційними явищами в ультрафіолетовій області. Другий тип - це інфрачервона емісія, що спостерігається під час дрейфу термалізованих електронів у газі під дією електричного поля.

Розглянуто квантові частинки, обмежені викривленим шаром з різкою межею. Показано, що гамільтоніан частинок містить геометрично індуковані зв'язані стани.

Вивчено особливості процесів дифузії й масопереносу в мінеральній компоненті таких біомінералів, як кістки та емаль зубів. Описано властивості вказаних біомінералів, які найбільш істотно впливають на розглянуті процеси. Показано, що біомінерали являють собою мінерально-органічні наноасоційовані системи, які мають ряд особливих властивостей. Одна із особливостей біомінералів-нанорозмірний п'єзоелектричний ефект, що характерний для частинок з розмірами порядку нанометрів. Введено моделі, які дозволяють описувати процеси дифузії в біомінералах за допомогою підходів фізики твердого тіла. Описано механізм утрати кальцію кістками й емаллю зубів під час космічних польотів.

Наведено метод багаторазових внутрішніх відбиттів для розв'язання нестаціонарних задач тунелювання частинок крізь одновимірні та сферично-симетричні бар'єри прямокутної форми. Для одновимірної задачі доведено можливість застосування методу, досліджено його особливості. Для сферично-симетричної задачі за цим методом знайдено амплітуди похідного та відбитого хвильових пакетів, що описують частинку, часи тунелювання та відбиття відносно бар'єра, проаналізовано ефект Хартмана - Флетчера.

Із використанням експериментальної установки, створеної в Інституті проблем механіки Російської академії наук, виміряно кут розсіювання й енергію швидких частинок. Виміряно також диференціальні перерізи та спектри енергетичних втрат для пружних і непружних процесів. Запропоновано процедуру знаходження потенціалу взаємодії з цих диференціальних перерізів.

Розглянуто процеси швидкісного спікання дисперсних порошків, переважно у твердій фазі, завдяки яким досягнуто високу густину матеріалів та забезпеченоься їх однорідну дрібнозернисту структуру. Еволюцію структури порошкового пористого тіла проаналізовано з позицій статистики випадкового пакування частинок у просторі у разі змінювання середньої відносної густини. Запропоновано новий механізм ротаційного перегруповування, що контролюється дифузією межами зерен і забезпечує (поряд із зближенням частинок) однорідне ущільнення. Розглянуто переваги неізотермічного спікання і технологічні процеси спікання зі швидким нагрівом.

У рамках самоузгодженого опису критичних властивостей тривимірної ізінгівської системи одержано рівняння для температури фазового переходу та знайдено його розв'язок. Досліджено залежність критичної температури від співвідношення мікроскопічних параметрів системи (радіуса дії експонентно спадного потенціалу взаємодії частинок і сталої простої кубічної гратки).

На основі тричастинкового формалізму й означення Ватсона - Фешбаха для ефективного (оптичного) потенціалу досліджено поведінку поляризаційного потенціалу взаємодії між легкою зарядженою частинкою і двочастинковим зв'язаним комплексом, що складається з зарядженої та нейтральної частинок, в інтервалі відстаней, що перевищують розміри комплексу, але обмежені зверху. Вперше одержано явні аналітичні вирази для поляризаційного потенціалу (як в імпульсному, так і в конфігураційному просторах) , що в зазначеному інтервалі має специфічну нелокальну поведінку у всіх парціальних орбітальних станах. Знайдено, що форма поляризаційного потенціалу в проміжній області повністю визначається зовнішньою кулонівською парною взаємодією та не залежить від вигляду внутрішньої короткодійної парної взаємодії.