Детально исследованы магнитные и магниторезонансные свойства наночастиц никеля, импрегнированных в матрицу из нанопористого углерода. Вид спектров магнитного резонанса существенно зависит от концентрации наночастиц никеля. Установлено наличие двух различных по ширине линий поглощения, относящихся к различным состояниям системы - упорядоченному и суперпарамагнитному. Результаты объясняются в рамках модели спинового стекла с учетом дипольных взаимодействий и энергии обменной анизотропии.

Рассмотрены актуальные вопросы теории и практики современной геоэлектрики, в частности, решение прямых и обратных задач электродинамики неоднородных анизотропных сред, геологической сред. Даны кинематические характеристики нестационарных электромагнитных полей контролируемых источников в геологической среде, обоснованы методы интегральной кинематики в диффузионной области. Предложены новые подходы к анализу магнитотеллурических и магнитовариационных функций отклика. Проанализированы скалярные параметры импедансного типа при моделировании поверхностных геоэлектрических структур на территории Украины. Уделено внимание проблемам создания новых, перспективных методов электромагнитных исследований газообразной, жидкой и твердой земных оболочек.

Physic - mathematical principles of modern geoelectromagnetic sounding systems are discussed. Preference is given to comparison between different phenomena, establishing links between seemingly remote, isolated facts. A stress is given to heuristic approaches involving different physical ideas. It is shown that the class of the physical models and equations, used to describe a wide range of phenomena associated with the propagation of electromagnetic disturbances in real media, should be notably expanded.

A general theory of impedance measurements for methods of geoelectrics is presented. The author proposed a new approach to solving three-dimensional inversion of electromagnetic data based on exact vectorial impedance identity for harmonic fields and generalized equations of impedance. The approach envisages an alternative to the classical concept of impedance tensor and vectors induction.

This article takes into account the possibility to synthesize classical and neo-classical physical-mathematical models of the medium, for example, the interaction between a multi-phase heterogeneous system, characterized by a wide spectrum of differences in kind, and anelectromagnetic field. The analysis deals with both low-frequency, and high-frequency regimes of electromagnetic sounding systems jointly with special features of their discrimination. The issues of georadar sounding are brought forward for discussion, particularly determining velocities of electromagnetic impulses propagation and observation data visualization. Theoretical postulates, expounded in the given report, are concerned about resonance interaction among radio wave spectrum of radiation and electronic and ionic flows ascending above hydrocarbon deposits. Specific geological objects are exemplified in accordance with experimentally obtained results of observation.

Обсуждена проблема генерации и распространения электромагнитных сигналов литосферного происхождения. Внимание концентрируется на электродинамике геосреды - открытой диссипативной сейсмоэлектромагнитогенерирующей системы и методах ее описания, в частности, на взаимодействии излучения и вещества. Проанализированы некоторые математические аспекты генерации электромагнитных возмущений радиоволнового диапазона. Рассмотрены возможности использования электромагнитной компоненты эмиссии литосферы с целью диагностики ее структуры и геодинамических процессов в ней. Приведены некоторые экспериментальные результаты по регистрации спонтанной электромагнитной эмиссии литосферы.

Розглянуто дискусійні питання феноменологічного опису механізмів генерації та поширення спонтанної компоненти електромагнітної емісії літосферного походження. Досліджено рівняння генерації спонтанних електромагнітних сигналів та можливі напрями їх модифікації в рамках фрактальної електродинаміки, яка об'єднує фрактальну геометрію та електромагнетизм. Підкреслено фундаментальний характер проблеми, складність її розв'язання та актуальність з позиції практичних застосувань.

Розглянуто деякі проблеми, а також методи моделювання і прогнозу сейсмічності. Увагу сконцентровано на феноменологічному підході. Підкреслено онтологічну складність дослідження реального геосередовища - відкритої нелінійної дисипативної системи, та багатофакторність впливу на неї фізичних полів зовнішнього походження. Викладення спирається на той факт, що самоорганізовані критичні системи є слабохаотичними. Суттєво, що на відміну від повністю хаотичних такі системи, в принципі, є відносно прогнозованими. Це привносить у розв'язок проблеми відомі перспективи, а в аналіз часових рядів (спостережуваних), які мають фрактальну структуру, - важливі деталі.

Розглянуто особливості електродинамічного опису геосередовища - відкритої дисипативної динамічної системи. Увагу сконцентровано на питаннях, пов'язаних із впливом на матеріальні середовища зовнішніх електромагнітних полів, визначенням щільностей енергії, що дисипує, балансних рівнянь для енергії та імпульсу, електродинаміки нетеплових процесів у середовищі. Аналіз проведено на основі К-форми (форми Казиміра) рівнянь Максвела, яка, можливо, надає найпростіший і послідовний опис загальної картини взаємодії середовища та поля. Підкреслено роль і значення фрактальних моделей, які якісно змінюють підходи та методи електродинамічного опису геосередовища. На основі запропонованої І. Л. Гуфельдом концепції динамічно нестійкого середовища зазначено, що в межах земної кори термічним флуктаціям і нетепловим параметрам, які впливають на її об'ємно-напружений стан і які зумовлені зовнішньою електромагнітною дією, конкуренцію можуть скласти процеси взаємодії легких газів (водень, гелій) з її твердою фазою і які модулюються цією дією. Важливо, що в такому разі електромагнітна дія може бути не енергетично потужною, а правильно топологічно організованою, узгодженою з поточним станом геосередовища, зокрема, з рівнем шумів у ній. Наведено важливі з точки зору геофізичних застосувань питання електродинаміки діелектричних середовищ, сприйнятливість яких у частотному діапазоні описують дробово-степеневою залежністю.

Наведено результати інструментальних спостережень геодинамічних, геомагнітних та інших геолого-геофізичних процесів у літосфері Північного Кавказу та Криму, які відображують геофізичні збурення, пов'язані з грудневими сейсмічними подіями в цьому районі. Лабораторії Північнокавказької геофізичної обсерваторії ІФЗ РАН і ВСЕГІНГЕО МПР Росії, магнітоваріаційні станції в Алушті і Карпогорах на етапах підготовки та розвитку сейсмічних подій на шельфі Чорного моря в районі Сочі - Сухумі реєстрували аномальні збурення в геофізичних полях. Увагу приділено аналізу аномальних "квазігармонійних" магнітних збурень, зафіксованих на етапі підготовки землетрусів у третій декаді грудня 2012 р. Розглянуто морфологічні ефекти у варіаційній структурі геомагнітного поля. Детально обговорено спостережувані зміни в геофізичних полях на етапі підготовки небезпечних сейсмічних подій і проаналізовано причини їх появи.

Наведено результати вимірювань імпульсного потоку електромагнітного випромінювання в діапазоні частот 2,5 - 50 кГц (на рівні 3 дБ) у прямолінійній горизонтальній частині штольні завдовжки 700 м, розміщеній на глибині 260 м і позбавленій техногенних збудників завад. Синхронно та однотипним приладом проведено регістрацію імпульсного потоку випромінювання в пункті спостереження, розміщеного на денній поверхні над штольнею. Виконано також несинхронні вимірювання імпульсного потоку вздовж профілю, розташованого на денній поверхні під гострим кутом до азимута штольні. Виділено компоненту спонтанної електромагнітної емісії літосферного походження, не спотворену збудниками атмосферно-іоносферно-магнітосферного походження. Подано порівняльний аналіз записів імпульсного потоку, одержаних на денній поверхні та в штольні, глибина якої перевищує товщину скіншару в діапазоні частот 2,5 - 50 кГц, та їх геолого-геофізичну інтерпретацію.

Розглянуто питання, що стосуються проблеми побудови тривимірних зображень фізичних властивостей та структурних характеристик геосередовища методами трансмісійної, дифракційної та емісійної томографії, що використовують сейсмічні та електромагнітні хвилі. Увагу зосереджено на інформаційних можливостях методів, їх роздільній здатності й точності локалізації аномальних об'єктів. Наголошено на підходах, які грунтуються на ідеях і принципах нелінійної динаміки стосовно томографічних задач, можливостях адаптації та перенесенні уявлень сейсмічної томографії на електромагнітні системи, зокрема спонтанної електромагнітної емісії літосфери кілогерцового діапазону. Використано розширені уявлення про геосередовище, а також нові ідеї стосовно механізмів його генерації і поширення на основі автохвильового характеру процесів у геосередовищі. Зіставлено базові властивості хвильових та автохвильових процесів. Звернено увагу на спірні питання теорії, неуніверсальність класичних концепцій і підходів, зокрема, якщо використовуваний апарат домінує над адекватністю розгляду. Обговорено можливості та деякі результати експериментального обгрунтування методу.

Розглянуто фактори, які впливають на розподільну здатність та глибинність електромагнітних зондуючих систем. Як відомо, хвилі в середовищі з дисперсією в загальному випадку не описуються гіперболічними рівняннями і доволі складно знайти зв'язок між математичною структурою цих рівнянь і характерними властивостями електромагнітного відгуку. Зроблено висновок, що енергію випромінюваного збудником в досліджувану геологічну структуру електромагнітного імпульсу оптимально концентрувати в низько- або високочастотному діапазоні спектра, які відповідають частотному діапазону низько- або високочастотного "вікна".

Наведено загальну теорію розповсюдження електромагнітних імпульсних збуджень у дифузійній області для горизонтально-шаруватих середовищ у формі інтегральних дистанційних годографів електричного та магнітного типів. Обговорено результати фізичного моделювання з дослідження кінематичних характеристик квазістаціонарних електромагнітних полів. На цій основі накреслено та реалізовано нові напрямки й можливості просторовочасових електромагнітних зондуючих систем для розв'язування деяких актуальних прикладних задач. Наведено приклади практичного застосування методу.

Рассмотрена проблема обоснования физико-математической модели метода становления поля с регистрацией электромагнитного отклика в расширенном временном диапазоне. Внимание концентрируется на двух ключевых вопросах - элементах математического аппарата метода и особенностях материальных характеристик реальных сред; физической трактовке структуры электромагнитного отклика (волновых решений различного типа). Очевидно, именно типы колебаний (моды) и лучи являются двумя центральными понятиями теории распространения электромагнитных волн. Показано, что феноменологическая теория становления поля с регистрацией ранних и сверхранних стадий может быть эффективно построена лишь в рамках электродинамики материальных сред с учетом частотной и пространственной дисперсии. В этом аспекте ни одно из используемых в настоящее время уравнений не дает исчерпывающего описания процесса распространения электромагнитных возмущений в реальной многофазной гетерогенной среде. По этой причине численные расчеты и лучевые приближения при оценке и интерпретации электромагнитного отклика не являются взаимоисключающими или даже конкурентными. Детализирован вопрос об аналогиях между сейсмическим методом и зондированием становления поля в сверхраннем диапазоне времен. Дано обобщение обычного понятия групповой скорости распространения в слабо поглощающей среде с дисперсией, являющееся четко определенным только для волновых пакетов, на случай произвольной формы волны.

Розглянуто особливості низько- та високочастотних режимів електромагнітних зондуючих систем в ідеалізованих середовищах з дисперсією та можливості їх практичної реалізації в геологічному середовищі. Увагу сконцентровано на актуальних питаннях електродинаміки реальних середовищ з урахуванням частотної та просторової дисперсій їх електромагнітних параметрів. Показано, що клас фізичних моделей і рівнянь, які використовуються для опису широкого кола явищ, пов'язаних із розповсюдженням електромагнітних збуджень у реальному середовищі, повинен бути суттєво розширеним.

Розглянуто ряд актуальних аспектів сучасної теорії функцій електропровідності у магнітотелуричному та магнітоваріаційному методах. Звертається увага на недостатню аргументацію відомих спроб виконання геомагнітного глибинного зондування з використанням "скороченого" варіанту точного імпедансного співвідношення Ритова - Леонтовича для гармонічних полів природного та контрольованого походження. Запропоновано новий підхід до проблеми обробки МТ-експерименту, який передбачає іншу стратегію його практичної реалізації. Досліджено закономірності розподілу знакозмінних зарядів, які індукуються на межі "земля - повітря" вертикального компонентного електричного поля.

Розглянуто геоелектричний аспект проблеми розповсюдження електромагнітних збуджень в середовищах з дисперсією. Увагу зосереджено на аналізі швидкісних параметрів імпульсів, які розповсюджуються, зокрема, в кінематичному хвильовому та дифузійному наближенні. Для середовищ з дисперсією їх інтерпретація стає більш складною та вимагає додаткових означень. Досліджується задача селективного визначення характеристик вертикального та горизонтального розповсюджень імпульсних збуджень за даними експериментальних спостережень на земній поверхні в рамках дистанційної та квазіхвильової кінематики.

Викладено найбільш суттєві теоретичні результати, що відносяться до афінора вхідного імпедансу та скалярних локальних умов імпедансного типу на довільній замкненій межі розподілу середовищ. Детально проаналізовано класичну концепцію тензора імпедансу та матриці Візе - Паркінсона. Розглянуто причини фізичного порядку, які обмежують правомірність необмеженого використання тензора імпедансу й індукційної матриці під час обробки та інтерпретації магнітотелуричного та магнітоваріаційного експериментів. Зокрема однією з принципових похибок є та, що граничні умови імпедансного типу та матеріальні рівняння в загальному випадку можна розглядати незалежно одне від одного. Підкреслено, що в межах наближених моделей конкретна постановка задачі обробки даних дуже ускладнена. Запропоновано новий підхід до проблеми обробки даних магнітотелуричних і магнітоваріаційних методів досліджень, що грунтується на концепції афінора вхідного імпедансу та скалярних умов імпедансного типу, який дозволяє спростити та уніфікувати експеримент, коли вимірювання повністю й одноманітно виконуються в термінах вхідного імпедансу. За допомогою математичного моделювання досліджено особливості скалярних параметрів імпедансного типу для конкретних геоелектричних умов на території України. Обговорено можливості узагальнення класичної процедури ортогоналізації Д. Егерса, яка останніми роками одержала широке розповсюдження в практиці інтерпретації результатів MT-експерименту.

Обговорюються особливості та результати використання еквівалентного хвильового поля при інтерпретації даних просторово-часових електромагнітних зондуючих систем з позиції вирішення актуальних прикладних задач в складних геоелектричних умовах. Відмічаються явні ознаки його аномального характеру над нафтогазовими родовищами структурного та неструктурного типу в умовах Дніпровсько-Донецької западини. Увага концентрується на питаннях розширення можливостей сучасної нестаціонарної електророзвідки та геоелектрики на даному етапі їх розвитку в умовах, коли відсутні достатні об'єм та система експериментальних даних.