При столкновении больших высокоэнергетических кластеров с твердой поверхностью (число частиц в кластере N ≥ 10² – 10⁶, энергия столкновения на частицу E_col ≥ 10 – 10³ эВ) на короткое время (≤ 50 – 500 фс) образуется среда, которая характеризуется чрезвычайно высокой температурой (≥ 10⁴ – 10⁵ К), плотностью (до 4 – 5 раз превышающей плотность твердого тела) и давлением (≥ 1 – 10 Мбар). Скорость нагрева кластера достигает значения 10¹⁵ – 10¹⁶ К с^–1. В этих экстремальных условиях в кластере, а также в зоне столкновения индуцируются физико-химические процессы, которые не могут происходить в равновесных тепловых условиях. Представлен обзор исследований экстремальных процессов в кластерах (ионизация, эмиссия света и заряженных частиц, фрагментация, разрыв и образование химических связей, генерация микроударной волны, синтез ядер, бомбардировка поверхности), которые индуцируются в результате их сильного возбуждения при столкновении с поверхностью. Рассмотрены условия протекания указанных процессов и модели для их описания. Показано, что на характеристики этих процессов существенно влияют скорость, размер и состав кластеров, а также материал и температура поверхности. Проведено сравнение возбуждения кластеров при столкновении с поверхностью и сверхмощными ультракороткими лазерными импульсами. Обсуждаются применения рассматриваемых процессов на практике.

PACS: 34.50.−s, 36.40.−c, 43.25.Cb, 79.20.Rf, 81.15.−z (все) DOI: 10.3367/UFNr.0176.200602a.0121 URL: https://ufn.ru/ru/articles/2006/2/a/ 000238659100001 2-s2.0-33745644983 2006PhyU...49..117M Цитата: Макаров Г Н "Экстремальные процессы в кластерах при столкновении с твердой поверхностью" УФН 176 121–174 (2006) BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks English citation: Makarov G N “Extreme processes in clusters impacting on a solid surface” Phys. Usp. 49 117–166 (2006); DOI: 10.1070/PU2006v049n02ABEH004666