Часть I. План фундаментальных исследований Российской академии наук на период 2006-2010 гг.

Часть I
План фундаментальных исследований Российской академии наук на период 2006-2010 гг.

1. Математические науки

Форма 1

1.1. Основные направления классической математики

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
1.1.1.	Алгебра, теория чисел, математическая логика	Исследования логико-математических исчислений и задач вычислимости. Исследование новых типов тригонометрических сумм и L-рядов. Оценка классов тригонометрических сумм. Изучение гипотезы Римана о нулях дзета-функции. Построение бирациональной классификации алгебраических многообразий в связи с программой минимальных моделей в высших размерностях. Исследование производных категорий когерентных пучков и их связей с теорией зеркальной симметрии. Изучение строения колец инвариантов алгебраических групп и алгебр Ли, пространств модулей векторных расслоений. Разработка теории особенностей плоских кривых (группы кос и фундаментальные группы дополнений) и симплектических многообразий. Исследования n-мерных локальных полей и их применений к арифметике схем (гипотезы Хассе-Вейля и Берча-Суиннертон-Дайера, адельные резольвенты пучков, диофантовы уравнения, теория символов и центральных расширений). Нахождение групп Галуа локальных и глобальных полей и связанных с ними L-рядов. Разработка К-теории Квиллена в связи с кобордизмами Воеводского. Исследование прямой конструкции алгебраических К-теорий Моравы и вычисление алгебры Стинрода. Изучение главных однородных пространств над редуктивными алгебраическими группами (гипотеза Серра и Гротендика о слабой гомотопической инвариантности функтора главных однородных пространств). Изучение L-функций автоморфных форм для дискретных подгрупп ортогональных и симплектических групп. Исследование многомерных непрерывных дробей и их применений в вычислительной математике, теории динамических систем и статистической физике. Разработка спектральных методов в теории чисел. Изучение конечных, конечно-порожденных и топологических групп комбинаторными методами и методами гомологической алгебры.	2006	2010
1.1.2.	Геометрия и топология	Исследование потоков метрик на трехмерных многообразиях в связи с гипотезой Терстона о геометризации и гипотезой Пуанкаре о трехмерной сфере. Исследования по непрерывной топологии. Применение методов топологии и геометрии в математической физике (интегрируемые системы, теория представлений). Разработка дискретной геометрии и геометрии чисел. Решение задач вложения для метрических пространств в различных классах отображений. Обобщение методов метрической геометрии и применение их к решению задач теории динамических систем и обратных краевых задач. Изучение структуры, когомологий и когомологической размерности категорных топологических пространств, задаваемых сайтами Гротендика. Исследование проблем теории непрерывных и многозначных отображений. Решение проблем дескриптивной теории множеств и общей топологии. Создание и анализ таблиц трехмерных многообразий до сложности 20. Применение развитых методов и построенных таблиц к гиперболической геометрии, гамильтоновой механике, квантовой теории поля.	2006	2010
1.1.3.	Математический анализ	Изучение пространств дифференцируемых функций и их приложений к дифференциальным уравнениям. Разработка теории тригонометрических и ортогональных рядов. Изучение рациональной интерполяции и аппроксимации аналитических функций. Исследование вещественных многообразий в комплексном пространстве: оболочки и CR-теория. Точные решения уравнений Беллмана для различных задач анализа Фурье. Исследование вопросов теории возмущений и грубой классификации операторов в гильбертовом пространстве. Разработка методов решения экстремальных задач с достаточно большим числом свободных параметров в геометрической теории функции комплексного переменного. Исследования в области спектральной теории функций. Исследование асимптотических задач теории представлений классических серий групп и их характеров. Исследование проблем интерполяции и деления в произвольных пространствах целых и мероморфных функций. Исследование основных классических проблем в теории операторов свертки и инвариантных подпространств, линейных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. Разработка методов решения линейных интегральных уравнений третьего рода с произвольными ядрами. Симметризация и дисимметризация обобщенных конденсаторов и их приложения в теории функций. Исследование точности приближенных методов в математическом анализе, теории вероятностей и механике сплошной среды. Построение обобщенных систем всплесков и других ортогональных систем с дополнительными свойствами типа (би)ортогональность + интерполяционность, нестандартная ортогональность и ортогональность с весом. Решение экстремальных задач анализа и теории функций для полиномов, сплайнов и положительно определенных функций с приложениями к задачам нахождения точных оценок аппроксимаций, колмогоровских и других поперечников.	2006	2010
1.1.4.	Дифференциальные уравнения	Разработка негладкого анализа, дифференциальных игр и геометрической теории управления. Исследование качественных свойств обыкновенных дифференциальных уравнений и динамических систем, включая устойчивость по первому приближению и сингулярные возмущения в обыкновенных уравнениях и в уравнениях с частными производными. Исследование краевых задач для уравнений математической физики. Построение характеристик и классификации сингулярностей решений геометрических эволюционных уравнений. Исследование задач нелинейного анализа и его приложений: - сингулярные краевые задачи для линейных дифференциальных уравнений на плоскости - обобщения цепных дробей - степенная геометрия Исследование вопросов управляемости и стабилизации для нелинейных эволюционных систем. Исследование управления и стабилизации в моделях экономической динамики. Построение асимптотических разложений решений задач, описывающихся дифференциальными уравнениями в частных производных второго порядка (в частности, задач теории оптимального управления), зависящих от малого или большого параметра.	2006	2010
1.1.5.	Теория вероятностей и математическая статистика	Изучение асимптотических и допредельных свойств дискретных вероятностных и комбинаторных объектов. Построение приближенных решений высокой точности в задачах теории вероятностей, теории случайных процессов и вероятностной комбинаторике. Разработка теории стохастического анализа и статистики случайных процессов и полей. Изучение задачи проверки статистических гипотез при наличии многомерных и функциональных мешающих параметров. Разработка квантовой теории информации. Исследование асимптотических задач математической статистики и свойств случайных матриц и более общих моделей, связывающих классическую и некоммутативную теории вероятностей. Исследование распределения функционалов от диффузионных случайных процессов. Исследование алгебро-геометрических механизмов стохастизации детерминированных динамических систем. Построение теории марковских цепей общего типа и связь ее с теорией особых случайных возмущений гиперболических динамических систем, применение этих методов к построению марковских универсальных объектов в геометрии и комбинаторике. Построение закона больших чисел для зависимых случайных величин с максимальной скоростью сходимости (для вероятностного моделирования турбулентности).	2006	2010

1.2. Математические проблемы современного естествознания

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
1.2.1.	Математическая физика	Разработка математических методов и моделей квантовой теории. Исследование математических проблем квантовой теории поля, математических методов проблемы многих тел и их приложений в статистической механике кооперативных явлений. Разработка математических методов исследования нелинейных явлений в сплошных средах. Исследование статистических свойств гамильтоновых систем. Исследование глобальной гладкой разрешимости трехмерных уравнений Навье-Стокса, задач со свободными границами, устойчивости решений системы Навье-Стокса, асимптотики решений при больших временах. Исследование математических моделей авторезонанса в конечномерных системах. Интегрируемые нелинейные уравнения математической физики, некоммутативная геометрия, теория случайных матриц. Исследование обратных задач и задач управления в тепломассопереносе, магнитной гидродинамике и подводной акустике Исследование задач оптимального управления для уравнений Максвелла и магнитной гидродинамики. Классификация фазовых переходов в многомерной модели Изинга с полем.	2006	2010
1.2.2.	Исследование космоса	Исследования, связанные с обеспечением астероидно-кометной безопасности Земли. Решение новых задач небесной механики (орбитальные станции, тросовые и др. транспортные системы, эволюция орбит, движение искусственных спутников Земли). Проектно-баллистические исследования, навигация и управление полетом космического аппарата (проект "Фобос-Грунт"). Создание Каталога информации о космических объектах техногенного происхождения. Разработка математических моделей, методов, алгоритмов и программ в современных задачах автономной навигации искусственных спутников Земли Исследования проблем физики и механики космоса и Солнечной системы.	2006	2010
1.2.3.	Робототехника и управление	Разработка алгоритмов управления в детерминированных, стохастических системах и в условиях неопределенности. Разработка математических моделей и алгоритмов мехатронных систем управления с элементами искусственного интеллекта: подвижные роботы с элементами искусственного интеллекта. Исследование проблем управления туннельными микроскопами. Разработка методов сбора и обработки зрительных данных в задачах анализа движения объектов. Исследование и разработка методов высокоточной навигации и наведения движущихся объектов по изображениям геофизических полей и пространственных сцен.	2006	2010
1.2.4.	Механика жидкости и газа	Разработка математических методов исследования нелинейных явлений в сплошных средах. Теоретический анализ усложненных моделей тепломассопереноса и магнитной гидродинамики. Исследования в области теории управления потоками жидкостей и газов и создание теоретическая база для построения эффективных численных алгоритмов решения важнейших задач гидродинамики. Изучение проблем существования, единственности и регулярности решений для различных моделей математической гидродинамики. Моделирование динамики возмущений в ионосфере Земли	2006	2010
1.2.5.	Математические проблемы экономики	Разработка эффективного метода решения краевых задач для нелинейных систем обыкновенных дифференциальных уравнений и неравенств, к которым сводится исследование моделей экономики.	2006	2010

1.3. Математическое моделирование актуальных задач науки,
технологий и вычислительная математика

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
1.3.1.	Математическое моделирование в задачах механики и физики сплошной среды	Разработка, построение и теоретическое обоснование эффективных численных методов и алгоритмов исследования волновых процессов в неоднородных средах. Разработка новых более совершенных математических моделей, вычислительных методов и алгоритмов в механике сплошных сред. Эффективное применение адаптивных сеток для расчетов движения сплошных сред. Разработка математических методов моделирования процессов распространения упругих волн в неоднородных и случайно-неоднородных средах.	2006	2010
1.3.2.	Математическое моделирование в задачах гидро- и аэродинамики	Моделирование гидродинамических неустойчивостей. Разработка методов статистического моделирования волновых полей в радиофизике, гидроакустике и сейсмоакустике. Создание комплекса имитационных моделей гидроакустических сигналов и шумов. Математическое моделирование процессов распространения акустических волн с учетом электромагнитных эффектов.	2006	2010
1.3.3.	Математическое моделирование в задачах ядерной физики и энергетики	Проведение численного моделирования и расчетов современных задач физики плазмы. Математическое моделирование нелинейных процессов в ионизированных средах Математическое моделирование радиационных полей в проблемах безопасности ядерных технологий. Разработка алгоритмов и программ для расчета потоков электронов с учетом реального спектра тормозного излучения и процессов комптоновского рассеяния квантов и рождения электрон-позитронных пар. Разработка программ и проведение расчетов электромагнитных, силовых и тепловых полей в канале ускорителя проводящих тел для различных конфигураций канала. Разработка алгоритмов и программ для расчета потоков электронов с учетом реального спектра тормозного излучения и процессов комптоновского рассеяния квантов и рождения электрон-позитронных пар.	2006	2010
1.3.4.	Математическое моделирование в задачах астрономии и космоса	Моделирование конвективной неустойчивости при тепловой вспышке Сверхновой типа I a. Исследование эффективности передачи энергии фронту ударной волны за счет переноса нейтрино при гидродинамической неустойчивости в Сверхновых II типа. Получение квазипериодических режимов течения плазмы из аккреционного диска на замагниченную звезду и в межзвездный ветер	2006	2010
1.3.5.	Математическое моделирование экономики и социальных процессов	Компьютерное моделирование развития сложных социально-технологических систем и разработка системы научного мониторинга Моделирование социально-политических процессов, происходящих в отдельных регионах и группах населения. Математическое моделирование процессов устойчивого развития в активных сложных системах класса "природа - общество - город". Разработка стандартных программ исследования моделей экономики и включение их в интеллектуальную компьютерную систему поддержки математического моделирования экономики ЭКОМОД. Разработка новых моделей, описывающих эволюцию российской экономики, и применение их для аналитических и прогнозных расчетов.	2006	2010
1.3.6.	Математическое моделирование климата	Разработка моделей управления риском природных и техногенных катастроф и социальных нестабильностей. Моделирование техногенных и природных катастроф, прогнозирование методами математического моделирования антропогенного влияния на окружающую среду. Разработка климатической модели с учетом углеродного цикла и химических процессов трансформации малых газовых примесей и создание системы четырехмерного усвоения данных для атмосферы и Мирового океана. Разработка модели прохождения паводков, разрушения гидроплотин, переноса загрязнений в разветвленных речных системах и др. (будут разработаны модели паводковых явлений, приводящие к разрушению гидроплотин, переносу загрязнений в разветвленных речных системах)	2006	2010
1.3.7.	Математическое моделирование в химии	Моделирование процессов химической кинетики, диффузии и горения. Исследование свойств кинетического уравнения коагуляции-дробления в связи с задачей моделирования агрегаций нанопорошков и движения газа в химически активной среде. Анализ формирования неравновесных стационарных функций распределения в слабоионизованной плазме. Исследование интегральных кинетических уравнений для легких заряженных частиц, движущихся в рассеивающих средах.	2006	2010
1.3.8.	Математическое моделирование в биологии и медицине	Исследование процессов образования пространственных структур нуклеиновых кислот на молекулярном уровне. Математическое моделирование и анализ структуры генетического кода. Моделирование процессов распространения многокомпонентных примесей с учетом биохимических превращений. Разработка и реализация различных вычислительных моделей в медицинской биомеханике на основе уравнений: механики деформируемого твердого тела (ударные воздействия на органы человека и т.д.); уравнений гидрогазодинамики (человек как некоторая жидкая среда); физико-химической кинетики (процессы свертывания крови, тромбообразование). Математическое моделирование функционирования дыхательной и кровеносной систем человека с учетом их взаимодействия, внешних воздействий и глобальной циркуляции веществ. Математическое моделирование в медицинской биомеханике.	2006	2010
1.3.9.	Математическое моделирование в геологии и освоения недр	Решение обратной задачи сейсморазведки. Моделирования акустического каротажа. Разработка методов имитационного моделирования и распознание образов в напряженно-деформированном массиве горных пород. Математическое моделирование геодинамических процессов в тектоносфере Тихого океана и его переходных зон.	2006	2010
1.3.10.	Математическое моделирование индустриальных задач и современных технологических процессов	Моделирование задач аэроакустики с целью уменьшения шумового воздействия летательных аппаратов. Исследование и разработка прямых вычислительных экспериментов по моделированию нестационарных течений жидкости при изучении гидромеханики машущих движителей, рулевых комплексов и систем стабилизации морской робототехники; опасных морских явлений и воздействия волн на плавучие и стационарные морские инженерные сооружения. Комплексное математическое моделирование физических процессов в ядерно-энергетических установках различного типа и назначения. Математическое моделирование современных нанотехнологий.	2006	2010
1.3.11.	Вычислительная математика	Разработка принципиально новых методов современной вычислительной математики для решения многомерных обратных задач, задач оптимального управления и задач ассимиляции данных, базирующихся на общей теории прямых и сопряженных операторных уравнений, методах нелинейной аппроксимации и тензорного анализа и применении параллельных вычислительных комплексов. Разработка и реализация сетевых вычислительных моделей для различных приложений Совершенствование методов решения сингулярных задач вычислительной математики и математической физики.	2006	2010
1.3.12.	Численные методы решения задач	Разработка вычислительных и асимптотических методов гидро- и газодинамики и теории нелинейных уравнений, приближенных методов расчета разномасштабных физических явлений. Численное моделирование задач математической физики на адаптивных сетках. Разработка численных методов решения задач математической физики Разработка численных алгоритмов для решения задач динамики неравновесных газовых потоков.	2006	2010

1.4. Дискретная математика и теоретическая информатика

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
1.4.1.	Комбинаторный анализ и теория графов	Разработка новых методов решения перечислительных и экстремальных задач комбинаторного анализа и теории графов. Получение новых оценок хроматического числа для различных классов графов. Разработка алгебраических методов в теории графов. Исследование классов графов, обладающих групповыми или комбинаторными симметриями.	2006	2010
1.4.2.	Теория кодирования	Исследование и решение систем нелинейных булевых уравнений, связанных с задачами эффективного кодирования, декодирования, восстановления информации по фрагментам, синтеза логических закономерностей. Разработка новых конструкций алгебро-геометрических кодов, исправляющих ошибки. Получение оценок эффективности алгоритмов кодирования и декодирования. Создание теоретических основ помехоустойчивых методов передачи, позволяющих существенно повысить скорость передачи мобильных систем связи и магистральных оптических линий передачи информации.	2006	2010
1.4.3.	Синтез и сложность управляющих систем	Изучение влияния схемных ограничений и особенностей базисов на сложность. Исследование сложности схем над базисными системами из элементов с потенциально неограниченным входным ветвлением. Исследование свойств случайных вычислений. Разработка методов синтеза и получение оценок высокой степени точности для сложности реализации функций из некоторых классов схемами различных типов. Исследование сложности индивидуальных функций. Разработка методов тестирования и повышения надежности схем. Получение оценок длины для различных тестов, а также сложности самокорректирующихся схем. Создание эффективных алгоритмов распознавания свойств функций, связанных с их сложностью, в частности, бесповторности. Исследование вопросов геометрической реализации схем в различных дискретных структурах.	2006	2010
1.4.4.	Интеллектуальный анализ данных и распознавание образов	Развитие алгебраических и логических методов синтеза высокоэффективных корректных алгоритмов для решения задач интеллектуального анализа данных, классификации и прогнозирования. Разработка комбинаторной теории оценки надежности решений, основанных на обучении по прецедентам. Создание и оценка трудоемкости алгоритмов минимизации конечнозначных функций, связанных с задачами классификации, распознавания и прогнозирования по прецедентам. Адаптация алгоритмов и реализации на вычислителях с высоким уровнем параллелизма.	2006	2010
1.4.5.	Теория сложности вычислений	Исследование сложностных классификаций рекурсивных функций. Построение иерархий классов сложности на основе различных сводимостей. Построение приближенных алгоритмов с гарантированными оценками точности для вычислительно трудных задач. Исследование сложности вычислений на конечных автоматах, развитие теории формальных языков.	2006	2010
1.4.6.	Прикладные логики	Применение аппарата неклассических логик к решению информационных задач. Разработка методов предотвращения конфликтов в системах с многими пользователями. Классификация задач, решаемых путем построения модели для формул логики ветвящегося времени. Использование пространственно-временных модальных логик с ветвящимся временем для получения стратегий принятия решений. Исследование вопросов полноты для функциональных систем. Построение и анализ эффективных классификаций функций многозначной логики.	2006	2010
1.4.7.	Теория оптимизации, исследование операций и теория игр	Разработка новых эффективных алгоритмов решения задач математического программирования, задач многокритериальной оптимизации. Создание новых математических моделей и эффективных стратегий в системах принятия решений.	2006	2010

1.5. Информационные технологии

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
1.5.1.	Информационные системы	Исследование и разработка методов организации систем управления персональными данными на основе технологии баз полуструктурированных данных. Исследование и разработка методов самоорганизации и самоадминистрирования баз данных. Создание нового поколения информационных систем на основе Semantic Web.	2006	2010
1.5.2.	Параллельные и распределенные вычисления	Разработка и внедрение программных средств для вычислительных систем параллельной архитектуры. Создание вычислительной среды для многопроцессорных вычислений и GRID технологий. Исследование и разработка абстрактной параллельной машины и точных семантических моделей параллельных программ на ее основе. Исследование и разработка методов, алгоритмов и эвристик для глобальной оптимизации параллельных программ. Исследование и разработка новых технологий параллельного программирования, учитывающей особенности современной аппаратуры и обеспечивающей кроссплатформенную разработку.	2006	2010
1.5.3.	Системное программирование и методология программирования.	Исследование и разработка методологии синтеза классических подходов построения систем с заданными требованиями. Исследование и разработка методологии сквозного анализа и проектирования распределенных систем состоящих из аппаратных и программных компонентов. Исследование и разработка методов и инструментов анализа и моделирования стандартов, определяющих интерфейсы и поведение программных и аппаратных компонентов. Развитие технологии и инструментальных средств, предназначенных для автоматизированного проектирования, программирования и сопровождения сложных информационно-вычислительных систем. Создание универсальных и специализированных языков программирования. Создание методов компиляции программ, ориентированных на перспективные аппаратные платформы. Создание новых методов анализа, оптимизации и трансформации программ для различных парадигм программирования.	2006	2010
1.5.4.	Телекоммуникации	Анализ и формализация протоколов Интернета нового поколения и верификация их реализаций. Экспериментальное и теоретическое исследование потоков данных и функционирования приложений в интегрированных информационно-телекоммуникационных комплексах. Разработка новых архитектур и технологий построения систем мультимедиа коммуникаций. Разработка новых методов и высокоэффективных алгоритмов обработки (включая сжатие), передачи через каналы с разными моделями надежности, хранения видеоаудиоинформации.	2006	2010
1.5.5.	Информационная безопасность	Создание технологии разработки неуязвимого программного обеспечения (проверка существующего программного обеспечения на наличие уязвимостей по безопасности, разработка языков программирования для поддержки написания неуязвимых программ). Исследование и разработка методов обфускации программ. Исследование и разработка методов защиты информации о конструктивных решениях в процессе производства микроэлектронных схем. Исследование и разработка методов программ с целью выявления скрытого функционирования (проблема закладок).	2006	2010
1.5.6.	Моделирование и исследование программных систем	Создание новых языков моделирования и спецификации. Рефакторинг (улучшение существующего кода). Разработка методов обратной инженерии и понимание наследуемого программного обеспечения и методов автоматизированного портирования. Создание методов управления уровнем абстракции моделей.	2006	2010

2. Физические науки

Форма 1

2.1. Физика конденсированных сред

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
2.1.1.	Развитие теории конденсированных сред	Описание сильнокоррелированных электронных состояний в сильных электрических и магнитных полях. Поиск путей реализации высокотемпературной сверхпроводимости и описание свойств таких сверхпроводников. Развитие первопринципной теории кристаллических систем с сильными обменно-корреляционными эффектами.	2006	2010
2.1.2.	Структурные исследования конденсированных сред	Развитие и реализация прямых рентгеновских исследований структурно-функциональных свойств фосфолипидных мембранных моделей в жидкой субфазе. Изучение агрегатных образований жидкого состояния вещества методами рассеяния света.	2006	2010
2.1.3.	Физика магнитных явлений, магнитные материалы и структуры	Разработка материалов и структур, сочетающих магнитный порядок с полупроводниковыми свойствами, и обеспечивающих взаимодействие спиновых волн и волн пространственного заряда. Исследование нелинейных и динамических явлений в магнитоакустически активных средах и наноструктурах. Разработка методов управления характеристиками наноструктур на основе ферритинов, в том числе с использованием неоднородного магнитного поля. Исследование магнитной структуры и закономерностей формирования межфазного обменного взаимодействия в тонкопленочных магнитных нанокомпозитах и многослойных магнитных гетероструктурах, перспективных для использования в спинтронике. Синтез и исследование новых ферромагнитных материалов, демонстрирующих гигантские изменения размеров и энтропии под действием магнитного поля. На их основе будут созданы образцы микро- и наномеханических исполнительных элементов. Исследование физических явлений, сопровождающих спиновый транспорт в ферромагнитных металлических переходах, включая: гигантское магнитосопротивление; инжекцию спинов током; спиновую кинетику; вызываемую током неустойчивость магнитного состояния. Изучение свойств магнитных наносистем.	2006	2010
2.1.4.	Физика полупроводников	Исследование процессов возбуждения и распространения сверхбыстрых ударно-ионизационных и туннельно-ударно-ионизационных фронтов в полупроводниках с целью создания сверхмощных полупроводниковых ключей субнаносекундного и пикосекундного диапазонов. Исследование и разработка полупроводниковых спектрометрических детекторов ядерных излучений с повышенной радиационной стойкостью и чувствительностью. Изучение оптических, рекомбинационных и транспортных свойств гетеропереходов на основе полупроводников А3В5, обусловленных особенностями гетерограницы II типа с самосогласованными квантовыми ямами. Исследование и разработка физических принципов, конструкции и технологии получения новых функциональных элементов полупроводниковой спиновой электроники: спин-инжекторов, спин-манипуляторов и спин-детекторов. Выяснение микроскопических механизмов электронного и магнитного расслоения фаз в полупроводниках с колоссальным магнитосопротивлением. Исследование кинетических явлений в фемтосекундном диапазоне.	2006	2010
2.1.5.	Физика твердотельных наноструктур, мезоскопика	Исследование эффектов интерференции магнитоплазменных и плазмон-поляритонных возбуждений в низкоразмерных электронных системах с целью создания нового типа детекторов микроволнового и субмиллиметрового излучения. (ЛНЭП). Исследование транспорта электронов и эмиссионных характеристик слоев с углеродными нанотрубками. Разработка технологий синтеза углеродных нанотрубных пленок и диффузии в них металлов с пониженной работой выхода. Исследование коллективных явлений в экситонных и электронно-дырочных системах в полупроводниковых наноструктурах Создание наноструктур для оптоэлектроники.	2006	2010
2.1.6.	Физика низкоразмерных систем, физика поверхности и поверхностей раздела	Сверхтонкие плёнки жидких кристаллов. Разработка физических основ создания нового поколения систем отображения информации с использованием полярных и фотонных свойств жидких кристаллов. Определение взаимосвязи поверхностной энергии и адгезии двумерных органических кристаллов, в том числе жидких кристаллов. Разработка и создание спин-поляризованного сканирующего туннельного микроскопа для изучения поверхностного магнетизма с атомным разрешением. Разработка эпитаксиальной технологии синтеза гетероструктур с двумерным электронным газом для полевых транзисторов СВЧ диапазона. Моделирование режимов синтеза гетероструктур. Разработка рентгеновских методов исследования шероховатостей поверхностей, тонких пленок и границ раздела применительно к твердым телам и жидкостям. Разработка новых подходов к изучению тонкой структуры границ раздела.	2006	2010
2.1.7.	Физика низких температур, включая квантовые кристаллы и жидкости	Экспериментальные исследования влияния примесей на сверхтекучие фазы гелия-3. Выяснение механизма явления неклассического вращения квантовых кристаллов при низких температурах. Разработка лазерных методов охлаждения вещества. Исследование нелинейно-волновых свойств и коллективных взаимодействий в бозе-эйнштейновском конденсате, квантовом газе ферми-частиц и сверххолодной плазме.	2006	2010
2.1.8.	Сверхпроводимость	Разработка лазерных технологий улучшения токонесущих и механических свойств объемных керамических высокотемпературных сверхпроводников. Разработка технологии изготовления и исследование сверхпроводниковых туннельных переходов субмикронных размеров с высокой прозрачностью барьера и интегральных микросхем на их основе для использования в устройствах сверхпроводниковой электроники. Выяснение природы ВТСП купратов. Изучение сверхпроводящих гетероструктур.	2006	2010
2.1.9.	Свойства веществ при высоких давлениях	Исследование возможности существования новых магнитных и структурных фазовых превращений в ферромагнитных телах под действием сильного магнитного поля, давления, интенсивной пластической деформации. Поиск новых фаз материалов, стабильных при нормальных условиях и обладающих аномальными структурными, магнитными, оптическими и электронными свойствами.	2006	2010
2.1.10.	Физическое материаловедение и новые материалы	Создание новых технологий получения кремния для солнечной энергетики и способов изготовления солнечных элементов на его основе. Разработка нового поколения композиционных конструкционных материалов и материалов со специальными физическими свойствами на основе систем металл-металл, металл-керамика, керамика-керамика в наноструктурном состоянии. Разработка эпитаксиальных гетероструктур на основе широкозонных нитридов в системе Al-Ga-In-N с малым количеством структурных дефектов и узкозонных твердых растворов на основе А3В5-N с малым содержанием азота для микро- и оптоэлектронных приложений. Разработка технологии создания материалов и изделий, основанной на использовании высококонцентрированных потоков энергии. Применение импульсной плотной плазмы для создания новых материалов, создание композитов, тестирование перспективных материалов на стойкость к воздействию мощных потоков излучений. Формирование аморфных твердых соединений легких элементов с дейтерием и тритием, технология изготовления альтернативных ядерных топливных элементов для инерциального термоядерного синтеза Разработка полупроводниковых структур для создания приборов СВЧ диапазона (10-100 ГГц и выше), в том числе приборов большой мощности. Технологии получения новых материалов в условиях нагрева микроволновым излучением.	2006	2010

2.2. Оптика и лазерная физика

Код*	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
2.2.1.	Классическая и квантовая оптика	Особенности электродинамики композитных сред, в том числе обладающих эффективным отрицательным показателем преломления. Развитие методов синтеза вихревых световых пучков с ненулевым угловым моментом. Исследование эффектов электромагнитно-индуцированной прозрачности, безынверсного усиления и замедления света.	2006	2010
2.2.2.	Нелинейные оптические явления, материалы и устройства	Разработка методов когерентного суммирования пучков мощных многоканальных лазерных систем с использованием эффектов нелинейного взаимодействия световых волн и обращения волнового фронта. Разработка перестраиваемых лазерных источников среднего ИК диапазона на основе нелинейно-оптических преобразователей света (параметрические взаимодействия и вынужденное комбинационное рассеяние) с предельно высокими мощностными и энергетическими характеристиками. Исследование возможностей применения вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна и вынужденного комбинационного рассеяния для развития методов адаптивного самонаведения лазерного излучения в системах передачи энергии и локации. Создание высокоэффективных узкополосных оптических усилителей для приема и обработки сверхслабых сигналов от удаленных объектов на основе вынужденных рассеяний. Разработка технологии изготовления широкоапертурных нелинейно-оптических устройств для лазерных систем мегаджоульного уровня. Исследование процессов взаимодействия канализируемого в волоконных световодах излучения с окружающими физическими полями для создания основ проектирования сосредоточенных и распределенных волоконно-оптических датчиков физических величин с заданными параметрами.	2006	2010
2.2.3.	Сверхбыстрые явления в оптике	Разработка быстродействующих фоторезисторов на базе высокоомных полупроводниковых материалов, в т.ч. гетероструктур с квантовыми точками с быстродействием 20-50 пс. Разработка методов и средств фемто-аттосекундной электронно-оптической регистрации быстропротекающих процессов в лазерной физике, физики лазерной плазмы, спектроскопии, волоконной оптике, биологии и медицине. Комбинированное применение сверхкоротких фемтосекундных лазерных импульсов и сканирующей зондовой микроскопии для формирования элементов оптической памяти со сверхвысокой плотностью записи, нанолитографии и исследования сверхбыстрой динамики на нанометровых масштабах.	2006	2010
2.2.4.	Взаимодействие лазерного излучения с веществом, в том числе в сверхсильных полях	Взаимодействие сверхинтенсивного фемтосекундного лазерного излучения с веществом, генерация быстрых частиц и коротковолнового (ВУФ и мягкого рентгеновского) излучения в лазерной плазме. Теоретическое и экспериментальное исследование взаимодействия релятивистки сильных импульсов с плазмой. Исследование возможностей повышения эффективности генерации аттосекундных импульсов при ионизации атомов и молекул релятивистски сильными фемтосекундными лазерными импульсами. Эксперименты по высокотемпературному нагреву лазерной плазмы. Построение теории тормозного излучения гармоник поля накачки, в том числе в сверхсильных полях. Исследование генерации жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения на кластерах тяжелых элементов в субмикронной трехмерной полимерной сетке в сверхсильных полях.	2006	2010
2.2.5.	Волоконная оптика и оптическая связь. Интегральная оптика	Разработка нового класса интегрально-оптических устройств с оперативным управлением спектральной передаточной характеристикой для систем оптической связи и метрологии. Разработка и создание монокристаллических оптических волокон Разработка нового поколения волоконных световодов и волоконных элементов со структурой типа фотонного кристалла с широким диапазоном изменения параметров мод, нулевой дисперсии и поляризационной дисперсии для передачи и обработки оптических сигналов. Создание на основе обращения волнового фронта оптического излучения высокомощных адаптивных лазерных систем. Разработка компактных полностью волоконно-оптических фемтосекундных лазерных источников нового поколения в телекоммуникационном диапазоне длин волн со стабильностью частоты порядка 1016# для создания оптических стандартов частоты. Создание нового поколения волоконных световодов на основе фотонных кристаллов, в том числе с воздушной сердцевиной, с предельно низкими оптическими потерями. Теоретические и экспериментальные исследования фундаментальных основ организации распределенных адаптивных оптоэлектронных информационно-измерительных систем произвольной топологии, большой размерности, с учетом формы и размеров контролируемого объекта.	2006	2010
2.2.6.	Оптическая информатика, голография	Исследование голографических и оптоэлектронных принципов регистрации, обработки и визуализации информации. Разработка голографических экранов и динамических переключателей , оптоэлектронных приборов для регистрации и обработки оптической информации. Разработка принципов эффективного отображения информации в объемной среде и создание экспериментальной модели трехмерного полноцветного дисплея с объемным экраном.	2006	2010
2.2.7.	Развитие методов и применений спектроскопии, люминесценции. Прецизионные оптические измерения	Создание высокоточных оптических датчиков на управляемых брэгговских решетках, разработка новых методов регистрации сверхмалых механических вибраций и перемещений на основе адаптивной интерферометрии, оптических методов тестирования микроэлектромеханических систем Исследование и разработка физических принципов организации прецизионных распределенных волоконно-оптических измерительных систем для восстановления многомерных функций распределения параметров физических полей Экспериментальные и теоретические исследования физико-химических процессов на наноструктурированных поверхностях в лазерных полях. Развитие и создание новых сверхчувствительных методов обнаружения и анализа органических и биоорганических соединений (взрывчатых веществ, наркотических и лекарственных препаратов). Разработка специализированных лазерных систем для спектрального анализа состава выдыхаемого воздуха и детектирования молекул-биомаркеров. Разработка новых аналитических методов на основе импульсной катодолюминесценции для исследования материалов. Создание прецизионных методов изготовления и диагностики элементов асферической изображающей зеркальной оптики с субнанометровой (0.1-0.3 нм) точностью формы поверхности. Эксперимент по поиску Т-нечетного электрического дипольного момента диамагнитных атомов. Разработка методов стабилизации частоты лазерного (оптического) излучения с целью создания оптических стандартов частоты с относительной стабильностью выше 10-14 при коротком времени усреднения в несколько секунд. Создание "частотного моста" с высокой стабильностью для перехода в радиодиапазоны, на которых работает служба времени. Разработка физических принципов компактных автономных оптических часов и интегральной технологии их практической реализации. Разработка и создание опытных образцов миниатюрных и малогабаритных квантовых стандартов частоты с кратковременной стабильностью частоты в диапазоне (10-10 - 5.10-15)/сек. и долговременной стабильностью (10-11 - 10-14)/сутки. Разработка новых высокоточных методов измерения и расчета тонкоструктурных спектров сложных молекул, охлажденных в сверхзвуковой струе до единиц Кельвина, с целью развития аналитических способов идентификации различных молекул, в том числе биологических.	2006	2010
2.2.8.	Физика лазеров и лазерных материалов	Создание высокоэффективных светоизлучающих диодных, суперлюминесцентных и лазерных структур видимого и ультрафиолетового диапазонов на основе широкозонных нитридов. Разработка технологии создания оптической и лазерной керамики на основе оксидных, фторидных и халькогенидных нано-структурированных материалов с редкоземельными и переходными металлами для нового поколения лазеров ближнего и среднего ИК диапазонов. Разработка униполярных лазеров на основе полупроводниковых гетероструктур и лазеров без инверсной заселенности. Создание источников когерентного излучения в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне на основе внутрирезонаторного нелинейного смешения мод в инжекционных гетеролазерах с комбинтрованными квантовыми ямами и сложными резонаторами. Создание малогабаритных мощных лазеров среднего ИК диапазона (2-5 мкм) широкого применения на основе кристаллов А2В6, легированных переходными металлами. Создание эффективных (10%) источников монохроматического излучения в видимой и ультрафиолетовой областях спектра на основе полупроводниковых лазеров с накачкой электронным пучком. Развитие фундаментальных исследований и разработка технологии создания диодных лазеров со сроком службы не менее 5000 часов и мощностью излучения более 10 Вт с единичного диода в непрерывном и квазинепрерывном режимах работы и диапазоне длин волн 0,8-2,0 мкм. Разработка диодных лазеров с "вертикальным" выводом излучения. Разработка физико-технических принципов получения высококонтрастного излучения фемтосекундной длительности и создание на их основе лазерной системы петаваттной мощности. Разработка методов регистрации однофотонных сигналов с помощью узкополосных квантовых усилителей и создание# Создание фемтосекундных лазеров на основе новых лазерных технологий: параметрическое усиление чирпованных импульсов, волоконная оптика, лазерная керамика.	2006	2010
2.2.9.	Новые оптические материалы, технологии и приборы, их применение	Исследование и разработка светодиодных источников белого света нового поколения для целей освещения. Исследование и разработка волоконно-оптических световодов, волоконно-оптических датчиков и информационно-измерительных систем и их метрология и сертификация. Исследования и развитие быстродействующих модальных жидкокристаллических корректоров волнового фронта для задач адаптивной оптики. Разработка оптических локаторов нового поколения, способных обнаруживать, распознавать и сопровождать удаленные объекты, движущиеся с большими скоростями.	2006	2010

2.3. Радиофизика и электроника, акустика

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			Начало	окончание
1	2	3	4	5
2.3.1.	Когерентные источники микроволнового излучения и их применение в науке и технике	Повышение энергетических параметров, стабильности излучения, расширение диапазона частот генераторов на стимулированном излучении электронных пучков. Создание специализированных гиротронных комплексов, оснащенных системами контроля и транспортировки мощного микроволнового излучения для установок управляемого термоядерного синтеза, а также для других научных и технологических применений. Разработка новых методов компрессии импульсов электромагнитного излучения для использования с высокочастотных ускорителях следующего поколения, новых радарных системах и получения мультигигаваттных импульсов для физических экспериментов. Разработка когерентных радиокомплексов для дистанционного исследования приземного слоя атмосферы, взаимодействия атмосферы и океана, ближнего и дальнего космоса.	2006	2010
2.3.2.	Физика твердотельных элементов и устройств генерации, усиления, преобразования и приема электромагнитных волн	Разработка основных принципов создания твердотельных элементов и устройств для генерации, манипуляции и излучения сверхширокополосных сверхкоротких импульсных электромагнитных сигналов гигагерцового (субнаносекундного) диапазона. Разработка гетероструктур полевых транзисторов с двумерным электронным газом для сверхвысокочастотных применений (сотни ГГц) и для применений в мощной высокотемпературной электронике. Разработка диодных и транзисторных структур на основе широкозонных нитридов для микроволновых устройств, работающих в экстремальных условиях (высокие температуры, радиация и др.) Создание и исследование интегральных сверхпроводниковых приемных устройств субмм волн с квантовой чувствительностью, разработка на их основе ряда практических устройств для радиоастрономии, мониторинга атмосферы и биомедицинских исследований. Разработка ИК- и тепловизионных приборов высокого пространственного разрешения, высокой чувствительности и с малой инерционностью.	2006	2010
2.3.3.	Разработка методов и средств генерации и приема излучения в терагерцовом диапазоне	Разработка методов создания когерентных источников в субмиллиметровом и терагерцовом диапазонах на основе стимулированного излучения электронных пучков, каскадных полупроводниковых лазеров, конверсии оптического лазерного излучения. Разработка основ в терагерцовой метрологии и спектроскопии с целью создания специализированных комплексов диагностики различных сред, развитие методов и средств приема терагерцового излучения.	2006	2010
2.3.4.	Физика нелинейных волн и нелинейная динамика	Разработка нелинейно-динамических методов анализа и прогноза эволюции сложных систем с приложением к климатическим, атмосферно-океаническим, геофизическим процессам и биологическим объектам. Построение физических и численных моделей нелинейных широкополосных волновых процессов в диспергирующих средах в различных приложениях.	2006	2010
2.3.5.	Фундаментальные проблемы распространения радиоволн	Изучение условий распространения электромагнитных волн в различных геофизических средах в интересах развития дистанционных средств зондирования земной атмосферы и подстилающей поверхности, практической радиосвязи, исследования динамики околоземной плазмы.	2006	2010
2.3.6.	Акустика, в том числе нелинейная и низкочастотная, акустоэлектроника	Построение теории сверхдальнего (на масштабах до нескольких тысяч километров) распространения низкочастотного звука в реальном океане. Разработка томографических методов и создание средств низкочастотного акустического мониторинга окраинных морей и шельфовых зон океана на масштабах км. Разработка прецизионных методов нелинейной акустической диагностики сред с неоднородной микро- и мезоструктурой, создание опытных образцов систем неразрушающего контроля на принципах нелинейной акустики. Фундаментальные исследования акустоэлектронных и акустомагнитных явлений в твердотельных средах и слоистых структурах с целью создания высокоэффективных устройств обработки сигналов на новых физических принципах.	2006	2010
2.3.7.	Наносекундная релятивистская электроника больших мощностей и ее применение в науке и технике	Исследование открытых ранее эффектов: сверхизлучения нано- и пикосекундных электронных пучков, эктонного испускания электронов при взрывной эмиссии электронов. Разработка на этой основе установки "Ника" для получения СВЧ излучения в импульсно-периодическом режиме с импульсной мощностью до 1010 Вт и средней мощностью до нескольких киловатт. Создание малогабаритных субнаносекундных генераторов нового поколения. Исследование процессов коммутации импульсов тока нано- и субнаносекундной длительности в полупроводниках и создание на основе твердотельных коммутаторов мощных генераторов наносекундных импульсов.	2006	2010
2.3.8.	Радиофизические методы диагностики окружающей среды	Разработка нового подхода к дистанционной диагностике и мониторингу динамических процессов в верхнем слое океана, построению систем подводного видения и методов их реализации, в том числе для экологического мониторинга акваторий. Разработка новых радиофизических методов мониторинга озона и других малых составляющих атмосферы. Разработка и исследование возможностей практического использования методов ближнепольной СВЧ диагностики различных сред, включая земную кору и биологические ткани. Диагностика напряженного состояния земной коры с помощью электромагнитной эмиссии в очень низкочастотном диапазоне.	2006	2010

2.4. Физика плазмы

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
2.4.1.	Физика высокотемпературной плазмы и управляемый ядерный синтез	Реализация проекта по созданию компактного стелларатора Л-5 с малым аспектным отношением. Поиски оптимальных магнитных конфигураций с целью достижения стабильного удержания плазменного шнура. Создание технологии изготовления термоядерных мишеней из аморфных твердых соединений легких элементов с дейтерием и тритием, включая криогенные системы для формирования внутренних слоев в мишенях для инерциального термоядерного синтеза Разработка методов микроволновой диагностики для крупномасштабных установок, включая токамак-реактор ИТЭР в режиме термоядерного горения. Моделирование и оптимизация сценариев разряда ИТЭР на сферическом токамаке "Глобус-М". Разработка нейтронных источников для лабораторных исследований процессов деградации элементов конструкций, первой стенки и бланкета токамака-реактора ИТЭР в условиях интенсивного нейтронного облучения. Экспериментальные исследования по проблеме инерционного термоядерного синтеза в рамках проекта "Искра-6".	2006	2010
2.4.2.	Физика низкотемпературной плазмы	Методы создания и управления параметрами низкотемпературной плазмы с большим удельным энерговкладом, в интересах новых технологий	2006	2010
2.4.3.	Пламенные процессы в геофизике и астрофизике	Определение основных параметров плазмы и физических процессов в межпланетной и межзвездной среде, областях звездообразования, магнитосферах нейтронных звезд и черных дыр. Динамика плазмы, ускорение частиц и генерация электромагнитного излучения в астрофизической плазме. Исследование электрических явлений в атмосфере. Механизмы электризации грозового облака, инициация электрического разряда в облачной среде.	2006	2010
2.4.4.	Разработка плазменных устройств и их применение в науке и технике	Разработка плазменных ускорителей заряженных частиц и источников мощного терагерцового излучения с использованием ультракоротких лазерных импульсов. Разработка генератора плазмы со скоростью потока ~107-108 см/с и высокой плотностью мощности для тестирования и модификации материалов атомной и космической отрасли. Создание плазменных реакторов нового поколения, обеспечивающих многократное увеличение скорости роста алмазных покрытий. Разработка электронно-циклотронных источников плотной плазмы и ионных пучков; использование плазмы для генерации излучения в видимом, ультрафиолетовом и мягком рентгеновском диапазонах. Разработка плазменных методов разделения изотопов и фильтрации радиоактивных отходов.	2006	2010

2.5. Астрономия и исследование космического пространства

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			Начало	окончание
1	2	3	4	5
2.5.1.	Происхождение, строение и эволюция Вселенной	Исследование ранних этапов эволюции Вселенной. Разработка космологических моделей с учетом скрытой массы и темной энергии. Исследование космических гамма-всплесков. Развитие теории формирования галактик и основных галактических структур. Исследование химической и динамической эволюции Галактики. Изучение физических процессов в окрестностях сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. Изучение аккреционных дисков и процессов аккреции в астрофизических объектах на различных иерархических масштабах во Вселенной. Создание Российской виртуальной обсерватории в рамках проекта "Международная виртуальная обсерватория" с целью объединения архивов наблюдательных данных, астрономических баз данных и каталогов для изучения проблем строения, эволюции и происхождения объектов Вселенной.	2006	2010
2.5.2.	Нестационарные звезды и звездные атмосферы	Комплексное исследование нестационарных звезд в различных диапазонах спектра. Исследование звезд на поздних критических стадиях эволюции. Исследование двойных и кратных звезд. Развитие теории аккреции и истечения вещества в окрестности компактных объектов. Исследование физических и химических свойств звездных атмосфер. Развитие теории эволюции звезд Исследование нестационарных процессов взаимодействия звезд и межзвездной среды.	2006	2010
2.5.3	Образование звезд	Теоретические исследования и наблюдения областей звездообразования. Развитие теории ранних стадий образования звезд. Построение теории протозвездных и протопланетных дисков.	2006	2010
2.5.4.	Солнечная активность	Мониторинг солнечной активности в различных диапазонах спектра. Исследование солнечно-земных связей. Исследование активных процессов на Солнце. Развитие теории внутреннего строения Солнца.	2006	2010
2.5.5.	Исследование планет	Исследование планет Солнечной системы и экзопланет. Изучение малых тел Солнечной системы. Изучение фундаментальных проблем астероидно-кометной опасности и экологии околоземного космического пространства. Определение динамических параметров Земли по данным наблюдений ИСЗ и развитие единой модели координатно-временного обеспечения.	2006	2010
2.5.6.	Развитие методов внеатмосферной астрономии	Исследования астрофизических объектов в диапазонах спектра, недоступных для наблюдений с Земли. Эксперименты "Спектр-Р" - "Радиоастрон" (радио); "Спектр-УФ" (ультрафиолет); "Спектр-РГ" (рентгеновский и гамма диапазоны спектра); "Спектр-М" - "Миллиметрон" (миллиметровый, субмиллиметровый и дальний инфракрасный диапазоны спектра); "Гамма-400" (гамма-излучение в интервале энергий 30-1000 Гэв.). Исследования магнитосферы, ионосферы и термосферы Земли. Эксперименты "Резонанс" и "Терион-Ф2". Исследования планет, в том числе связанные с забором грунта. Эксперименты "Фобос-Грунт", "Луна-Глоб", "Венера-Д", "Марс-Сервейер". Исследование Солнца. Эксперименты "Коронас-Фотон", "Коронас-К", "Интергелио-Зонд". Интерферометрические исследования, направленные на получение данных о положении, собственных движениях и параллаксах звезд на микросекундном уровне точности. Эксперименты: "Астрометрия", "Спектр-М" - "Миллиметрон". Исследования в области космической биологии и медицины. Эксперимент "Бион-М". Создание малоразмерных КА, запускаемых конверсионными ракетами-носителями для решения задач фундаментальных космических исследований. "МКА-ФКИ". Исследования космических лучей. Эксперименты "ТУС", "НУКЛОН". Проведение научно-исследовательских работ для будущих космических экспериментов.

2.6. Ядерная физика

Код*	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			Начало	окончание
1	2	3	4	5
2.6.1.	Физика элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий	Развитие квантовой теории поля и теории струн. Создание новых моделей фундаментальных частиц и их взаимодействий. Участие российских научных организаций в глобальном мегапроекте "Большой адронный коллайдер". Решение проблемы происхождения масс элементарных частиц, обнаружение хиггсовского бозона. Поиск новых частиц и явлений за пределами Стандартной модели физики частиц: суперсимметрии, составного строения кварков и лептонов, новых калибровочных взаимодействий. Исследование новых явлений и редких процессов на е+е--коллайдерах промежуточных энергий. Прецизионные измерения свойств мезонов с тяжелыми кварками, исследование СР-нарушения, редких распадов. Изучение свойств адронных резонансов, образующихся в е+е--аннигиляции. Развитие ускорительно-накопительного комплекса в Новосибирске. Исследование спектроскопии мезонных и барионных состояний и свойств К-мезонов. Обнаружение и изучение состояний с экзотическими квантовыми числами, глюониев, гибридных мезонов, высоковозбужденных резонансов. Поиск и исследование новых явлений в редких распадах К-мезонов. Создание новых и модернизация существующих установок на ускорителе У-70. Прецизионные исследования бета-распада нейтрона, поиск электрического дипольного момента нейтрона.	2006	2010
2.6.2.	Фундаментальная физика атомного ядра	Исследование новых форм материи (кварк-глюонной плазмы, неупорядоченного цветового конденсата) и свойств экстремальных состояний ядерного вещества в условиях сверхвысоких температур и барионных плотностей, создаваемых в столкновениях релятивистских тяжелых ионов. Получение новых и исследование свойств известных сверхтяжелых элементов, продвижение в область острова стабильности нейтроноизбыточных сверхтяжелых изотопов. Получение долгоживущих легких ядер, исследование их структуры. Исследование Р- и Т-нарушения в ядрах. Исследование ядерных реакций при промежуточных и низких энергиях, нейтрон-ядерных и фотоядерных взаимодействий с целью изучения новых механизмов ядерных реакций, особенностей структуры ядер, характеристик возбужденных ядер. Создание и обновление ядерных баз данных, в том числе для разработок перспективных ядерных технологий и для ядерной астрофизики.	2006	2010
2.6.3.	Физика нейтрино и астрофизические аспекты физики элементарных частиц	Прямой поиск масс нейтрино, измерение параметров нейтринных осцилляций, поиск безнейтринного двойного бета-распада и магнитного момента нейтрино. Создание новых методов детектирования нейтрино и технологий получения сверхчистых и изотопно-обогащенных материалов. Измерение потоков космических нейтрино в диапазоне энергий от 100 кэВ (солнечные нейтрино) до 106 ГэВ (нейтрино от внегалактических источников). Развитие Баксанской и Байкальской нейтринных обсерваторий. Создание прямых и косвенных методов детектирования частиц темной материи в подземных, глубоководных, космических экспериментах и в экспериментах на коллайдерах.	2006	2010
2.6.4.	Физика космических лучей	Исследование энергетического спектра, состава и угловой анизотропии космических лучей. Исследование временных вариаций потоков космических лучей. Поиск новых частиц естественного происхождения.	2006	2010
2.6.5.	Физика и техника ускорителей заряженных частиц	Обеспечение устойчивой эксплуатации и модернизации существующих в России ускорителей элементарных частиц и ионов. Достижение проектных параметров ускорителей ионов ОИЯИ и ИТЭФ. Создание ускоренных пучков ядер в бустере и ускорителе У-70 ИФВЭ. Достижение проектных параметров сильноточного линейного ускорителя протонов ИЯИ РАН. Разработка и сооружение накопителя-группирователя на выходе ускорителя. Разработка проекта модернизации ускорителя с целью получения мегаваттной мощности в пучке. Разработка е+е--коллайдера БИЯФ СО РАН с целью прецизионных исследований свойств чармированных частиц и тау-лептонов. Участие российских научных организаций в развитии Большого адронного коллайдера с целью повышения его светимости в 10-100 раз. Участие в разработке физических основ и технологий международного линейного е+е--коллайдера на энергию 500 ГэВ - 1ТэВ.	2006	2010
2.6.6.	Создание ускорителей, интенсивных источников нейтронов, мюонов и синхротронного излучения для исследований в физике и других областях науки, для технологических, медицинских, экологических и других применений	Создание и проведение исследований на многофункциональном комплексе нейтронных источников на базе линейного ускорителя протонов ИЯИ РАН. Развитие комплексов лучевой терапии ИТЭФ, ОИЯИ, ФИАН (Протвино) и ИФВЭ. Создание комплексов лучевой терапии онкологических заболеваний и перспективных средств исследований в области радиологии и медицины в ИЯИ РАН и ФЭИ. Развитие новых методов получения различных медицинских изотопов и методов их радиохимического выделения из облученных мишеней. Развитие методов применения радионуклидов для медицинских целей, в том числе генераторов короткоживущих радионуклидов.

3. Технические науки

Форма 1

3.1. Энергетика

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
3.1.1.	Современная энергетическая политика и механизмы ее реализации.	Обоснование направлений развития энергетики России в новых экономических условиях. Научное обоснование Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2025 года. Совершенствование инструментария и организационных схем прогнозирования развития электроэнергетики страны в условиях реструктуризации отрасли. Разработка организационных схем взаимосогласованного прогнозирования энергопотребления страны и регионов на средне- и долгосрочную перспективу. Разработка математических моделей и методов управления развитием и функционированием электроэнергетических систем. Научное обоснование процесса реформирования рынка газа в Российской Федерации. Разработка научных основ особенности восточной энергетической политики России.	2006	2010
3.1.2.	Безопасность, надежность, ресурс и экология в энергетике.	Исследование надежности тепло- и электроэнергетических систем и путей ее повышения. Разработка критериев и методов обеспечения надежности систем энергетики в новых экономических условиях. Исследование энергетической безопасности России и ее регионов в условиях стратегических угроз и обоснование направлений и средств обеспечения энергетической безопасности. Разработка критериев, математических моделей и методов для исследования и обеспечения устойчивости и живучести электроэнергетических систем. Исследование влияния конструктивных характеристик, режимов и объемов восстановительных работ на ресурсы элементов и показатели надежности энергетических установок и систем. Разработка математических моделей и методов оптимизации конструкций энергетических установок, их эксплуатации и ремонта, исходя из требований надежности и экономической эффективности. Изучение оптимальных схем электро- и теплоснабжения с использованием паротурбинных, газотурбинных, дизельных мини-ТЭЦ, а также с использованием возобновляемых источников энергии. Исследования и оптимизация схем энергосбережения промышленных предприятий и объектов жилищно-коммунального хозяйства. Исследование схем теплоснабжения с использованием низкопотенциальных источников тепла и тепловых насосов. Разработка систем аккумулирования тепла для сглаживания сезонных неравномерных потребностей в тепле. Разработка концепции техперевооружения теплообеспечивающих систем для оценки особенностей применения газотурбинных установок в региональных системах. Исследование влияния работы ГТУ на устойчивость энергосистем. Исследования, направленные на сокращение вредного воздействия энергетических систем на окружающую среду. Изучение процессов при сжигании органических топлив, уменьшения вредных выбросов и их преобразования в атмосфере. Исследование возможностей сокращения выбросов СО2 за счет извлечения СО2 из продуктов сгорания. Создание математических моделей процессов сжигания топлив в различных энергетических установках. Разработка новых каталитических процессов гидрооблагораживания моторных топлив. Исследования энергетического использования твердых бытовых отходов, жидких стоков, отходов промышленных предприятий. Исследование гидролиза углеродного газа для получения водорода и твердых углеродных материалов промышленного применения. Исследование пиролиза природного газа в пористой матрице, получаемой при карбонизации древесных отходов.	2006	2010
3.1.3.	Теплообмен, гидро-, газо- и плазмодинамика.	Исследование динамики и теплообмена при движении высокотемпературных сред с учетом их диссоциации, ионизации и химических реакций; разработка физических моделей и создание компьютерных программ. Исследования движения гетерогенных сред применительно к проблеме использования двухфазных рабочих тел и твердого топлива в энергетике. Разработка многожидкостных теоретических моделей для дисперсного, дисперсно-кольцевого и пузырькового режимов двухфазного потока. Исследование фундаментальных проблем тепломассообмена при течениях жидкости и газов в микро- и нанопористых материалах при наличии фазовых превращений и электрохимических реакций. Разработка физических и численных моделей описания высокоскоростных неравновесных газо-плазменных потоков, в том числе во внешних электрических и магнитных полях. Разработка методов снижения пиковых тепловых и динамических нагрузок на сверхзвуковые летательные аппараты с помощью электрических и магнитных полей. Исследование теплофизических свойств дисперсных систем: газ-жидкость, газ - твердые частицы, твердая фаза - жидкость; теплофизика и реология пылеугольных и водо-угольных систем. Создание системы справочных данных по термодинамическим и транспортным свойствам широкого класса газожидкостных систем: индивидуальных веществ, смесей и растворов.	2006	2010
3.1.4.	Теплофизические и электрофизические свойства веществ в широком диапазоне параметров.	Разработка экспериментальных методов изучения теплофизических электрофизических и механических свойств веществ в широком диапазоне параметров с использованием ударно-волновых, электровзрывных, лазерных, электронно- и ионнопучковых методов воздействия. Экспериментальное и теоретическое изучение экстремальных состояний вещества. Изучение процессов термической и плотностной ионизации и диссоциации. Изучение теплофизических, электрофизических, оптических и структурных характеристик сильнонеидеальных неупорядоченных сред. Исследование околокритических состояний металлов; явлений металлизации, диэлектризации и высокотемпературного кипения металлов. Разработка теоретических моделей расчета уравнений состояния, состава, электропроводности, оптических, кинетических и транспортных свойств сильнонеидеальных химических реагирующих сред. Разработка расчетных методик, полуэмпирических моделей и баз теплофизических данных. Получение опытных данных и разработка теоретических моделей процессов фазовых превращений жидкость-газ в конечных системах при воздействии внешних полей и в пористых средах. Разработка методов термодинамического анализа свойств наноматериалов в зависимости от параметров состояния, состава, структуры; специфика теплофизических свойств и справочных данных для наноструктур. Экспериментальные исследования в широком диапазоне параметров теплофизических свойств конструкционных материалов новой техники: металлы, керамики, композитные материалы, материалы для ядерной и водородной энергетики. Экспериментальные и расчетно-теоретические исследования свойств твердых веществ в кристаллическом и аморфном состоянии в широком диапазоне температур и давлений. Свойства вещества в области фазовых переходов и с учетом кинетики процессов. Развитие методов теплофизического эксперимента в направлении расширения диапазона параметров, автоматизации эксперимента и повышения точности измерений. Методы экспериментального изучения высокотемпературных свойств вещества: милли- и микросекундная техника; левитационные методы; методы лазерного, пучкового, взрывного и электровзрывного воздействий. Теплофизические исследования для создания эталонов свойств и реперных точек шкал температур и давлений. Теплофизика и гидродинамика в процессах получения и переработки реологически сложных материалов и сред (нефть, нефтепродукты, продукты нефтепереработки, кровь, лимфатические жидкости, спецвещества, порох и т.п.). Использование принципов и методов статистической физики для прогнозирования теплофизических свойств газов, жидкостей, плазмы и твердых тел. Компьютерное моделирование термодинамических и транспортных свойств высокотемпературных сред квантовомеханическими методами молекулярной динамики и Монте-Карло. Применение новых информационных технологий для создания распределенных баз данных и информационно-вычислительных систем по теплофизическим свойствам веществ и материалов. Комплексные исследования теплофизических свойств в метастабильных состояниях вещества: переохлажденный пар и жидкость, перегретые жидкости и твердые тела, неравновесная плазма. Исследование электрофизических свойств композитных метаматериалов с резонансными включениями, с отрицательными значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей. Электрофизические свойства магнитных оксидов - материалов с магнитосопротивлением, перенос электронов в режимах фазового расслоения: сопротивление, магнитосопротивление, магнитная восприимчивость шумов. Разработка методов формирования упорядоченных и слабоупорядоченных структур различных масштабов и линейных размеров - нанокомпозитов, макроскопических сборок магнитофотонных кристаллов, сред с отрицательными диэлектрическими и/или магнитными проницаемостями.	2006	2010
3.1.5.	Низкотемпературная плазма и перспективные технологии на ее основе.	Исследование процессов взаимодействия низкотемпературной плазмы с поверхностями и разработка методов управления плазменными потоками для развития методов модификации поверхностей с целью придания им термостойкости и износостойкости в условиях повышенного тепло- и массообмена. Исследование взаимодействия электромагнитных волн с поверхностными плазменными образованиями (плазменными панелями) и разработка методов оптимизации режимов разряда. Исследования в области "пылевой" низкотемпературной плазмы. Разработка экспериментальных методов генерации и изучения плазмы с конденсированной дисперсной фазой в СВЧ- и тлеющем разрядах, в продуктах сгорания, в радиактивной плазме и плазме ультрафиолетового излучения. Изучение явлений кулоновской конденсации, структурообразования, гидродинамических и электродинамических явлений, волн и неустойчивостей; ударноволновые и солитонные явления. Коллективные взаимодействия и самоорганизующиеся структуры в пылевой плазме. Пылевая плазма в условиях криогенных температур и микрогравитации на космической станции. Технологические применения пылевой плазмы: в устройствах микроэлектроники, порошковые каталитические и биоактивные материалы, кластеры, наночастицы и т.п. Изучение зажигания и горения обедненных воздушно-топливных смесей, стимулированных неравновесными плазменными образованиями. Разработка методов направленного воздействия неравновесной разрядной плазмы на процессы горения топливно-воздушных смесей для обеспечения низкой токсичности продуктов сгорания.	2006	2010
3.1.6.	Исследования в области современной электротехники.	Исследование влияния неустойчивостей (вихревая, электромагнитная и т.п.) на токонесущую способность жестких сверхпроводников с целью нахождения предельной токонесущей способности. Исследование электродинамики высокотемпературных сверхпроводников: макротурбулентная неустойчивость, эффекты несоизмеримости вихревой и кристаллической решеток, влияние поверхности планарных точечных эффектов, сверхпроводящие элементы мезоскопических размеров. Изучение детонационных явлений в сверхпроводниках. Исследование переходов в электрохимических устройствах на основе элементов ВТСП в нормальное состояние вызванной перегревной неустойчивостью. Создание компактного транспортабельного имитатора разрядов молнии на основе взрывомагнитного генератора для проведения натурных испытаний ЛЭП и силовых распределительных подстанций. Разработка и создание средств удаленного функционального воздействия на электронные устройства контроля и управления различных систем. Исследования физики мощных импульсных разрядов в газах высокого давления и их применения: создание и исследование различных типов генераторов плотной плазмы и систем их электропитания; импульсные генераторы плазмы и электротермическое ускорение тел и исследования и создание новых плазменных технологий в интересах энергетики и энергосбережения, природоохранных плазменных технологий по переработке, обезвреживанию и утилизации техногенных образований и отходов. Создание и применение мощных импульсных источников энергии различных типов. Исследования в области специальных электрических машин. Разработка и создание высокоскоростных электродинамических ускорителей макротел для практического моделирования стойкости конструкций к ударным воздействиям в аварийных ситуациях. Создание компактного источника мощных электромагнитных излучений с перестраиваемыми параметрами для изучения устойчивости к ЭМ воздействиям различных электронных и электротехнических систем. Исследования электромагнитных, теплофизических и прочностных характеристик низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводников (колец, проводов и т.д.) для использования их в электроэнергетике. Создание и исследование лабораторных моделей электротехнических устройств из сверхпроводниковых материалов с целью разработки электротехнического оборудования: источников бесперебойного питания и защиты потребителей от кратковременных провалов напряжения, защиты сетей от возмущения и др.	2006	2010
3.1.7.	Проблемы сильноточной импульсной энергетики.	Исследование и разработка комбинированных биполярно-полевых тиристоров с характеристиками, аналогичными повышенным характеристикам. Проведение комплекса исследований и разработка конструкции и технологии изготовления на пластинах с эпи-пленками основных приборов силовой электроники - диодов Шоттки и биполярных диодов, полевых и биполярных транзисторов. Исследования процессов возбуждения и перемещения ударно-ионизационных волн в кремнии, создание на основе этих исследований быстродействующих кремниевых переключающих приборов на ток в импульсе в 10-20 кА с временем нарастания 0,2-2 наносекунды и частотой повторения 0,1-1,0 кГц, разработка схемотехники и создание сверхмощных генераторов импульсов на основе этих приборов, организация их промышленного производства. Теоретическое и экспериментальное исследование процессов возбуждения туннельно-ударно-ионизационных волн в кремнии, создание на основе этих исследований сверхбыстродействующих кремниевых переключающих приборов на ток в импульсе 0,1-1,0 кА с временем нарастания 20-50 пикосекунд и частотой повторения 0,1-1,0 МГц для импульсной техники с высоким разрешением и других приложений. Исследование процесса наносекундного восстановления мощных кремниевых диодов при переключении из проводящего в блокирующее состояние и разработка на основе этих исследований быстрых кремниевых размыкателей тока с амплитудой в десятки килоампер за время 1,0-10 наносекунд. Разработка схемотехники и создание генераторов с напряжением в сотни киловольт для систем очистки промышленных газовых выбросов от токсичных веществ и ряда других технологий. Исследование процессов протекания мегаамперных токов в кремниевых приборах, создание мощных переключающих приборов на ток в импульсе до 1,0 МА с временем нарастания 10-50 микросекунд, разработка схемотехники и создание генераторов мегаамперных импульсов тока. Создание сильноточной импульсной энергетики на основе карбида кремния (SiC). Разработка физических основ и создание взрывомагнитных генераторов с выходной энергией свыше 1 МДж. Разработка и создание импульсных энергетических систем нового поколения с терраваттным уровнем мощности для источников рентгеновского излучения сверхвысокой интенсивности, а также импульсных периодических высоковольтных генераторов со средней мощностью более 100 кВт для генерации сверхмощного СВЧ и СШП-излучения.	2006	2010
3.1.8.	Прямое преобразование энергии, возобновляемые источники энергии и водородная энергетика.	Изучение и разработка методов прямого преобразования кинетической энергии газового потока в электрическую энергию в плазмо-газодинамических и МГД генераторах применительно к бортовым системам энергоснабжения летательных аппаратов. Исследование особенностей прямого преобразования энергии при высокоскоростном обтекании тел в условиях высоких значений чисел Кнудсена и параметра Холла. Научные и инженерные проблемы солнечной энергетики. Изучение физических процессов преобразования солнечной энергии в полупроводниковых элементах. Оптимизация их структуры, динамики носителей, деградации специальных характеристик и т.п. Создание технических устройств солнечной энергетики и их оптимизация. Исследования в области создания нетрадиционных возобновляемых, экологически чистых источников энергии в т.ч. на базе получения синтез-газа. Исследование процессов преобразования энергии солнечного излучения, древесных отходов, геотермального, сбросного и природного тепла среднего и низкого температурного потенциала в полезные виды энергии и разработка опытно-демонстрационных установок и систем эффективного использования возобновляемых источников энергии в различных секторах экономики для электро-, тепло- и хладоснабжения. Исследование энергетической, экологической и экономической эффективности систем водородной энергетики разных типов. Разработка энергетически и экономически эффективных технологий для всех звеньев водородной энергетики: получение водорода и других энергоносителей, их транспорт, хранение, переработка и использование у конечных потребителей с целью производства электрической, механической и тепловой энергии. Создание малогабаритных водородо-воздушных (метаноло-воздушных) топливных элементов с плотностью мощности 50 мВт/см2 для автономного питания приборов и оборудования высокой технологии (миникомпьютеров, мобильных телефонов, датчиков текущей информации и т.п.). Построение математической модели блока топливных водородных элементов. Решение проблемы коррозионной стойкости биполярных пластин водородо-воздушных топливных элементов за счет методов обработки, нанесения покрытия, синтеза новых поверхностных слоёв. Исследования, направленные на оптимизацию структуры и композиционного состава (платина, рутений, осмий) катализационного слоя метаноло-воздушного топливного элемента. Исследования и разработка портативных топливных процессоров и систем хранения водорода и первичных топлив, интегрированных в состав портативных систем энергообеспечения. Исследование и разработки новых методов и технологических процессов производства водорода из природных топлив и за счет возобновляемых энергоресурсов, высокоэффективных катализаторов электродных реакций и мембран, обеспечивающих создание аппаратов для получения водорода путем электролиза воды (в т.ч. высокотемпературного) с высокой эффективностью. Исследования особенностей рабочих процессов при сжигании водорода углеводородных топлив в паротурбинных, парогазовых и дизельных энергоустановках. Исследования и разработка новых (в том числе наноструктурных) водород поглощающих материалов в твердофазном состоянии, обеспечивающих безопасное хранение водорода в количествах не менее 3% весовых при температурах не выше 1200С. Исследование процессов и разработка новых высокоэффективных технологий ожижения водорода и его хранения в жидком состоянии , в том числе с использованием необратимых систем (гидрореагирующие материалы, комплексные гидриды и т.п.) для автономных систем и транспорта.	2006	2010
3.1.9.	Проблемы атомной и термоядерной энергетики.	Новые концепции, схемы и подходы в ядерной энергетике. Анализ безопасности места и перспектив ядерной энергетики. Разработка методов, физических и математических моделей трехмерного анализа в реальном времени нейтронных и энергетических характеристик ядерных реакторов в целях создания интеллектуальных систем управления АЭС. Развитие научных основ и методологии сравнительного анализа и ранжирования экологических рисков различной природы на основе методов искусственного интеллекта и неклассической статистики и вероятностно-детерминистических методов анализа безопасности. Исследования явлений, процессов и свойств материалов, разработка методов, комплексов физических и математических моделей для решения проблем повышения безопасности атомной энергетики. Исследования проблем повышения безопасности и снижения экологического воздействия на окружающую среду и население объектов атомной энергетики. Развитие фундаментальных основ, методов и моделей научно-технической поддержки принятия решений и создание на их основе информационно-моделирующих и экспертных систем поддержки принятия решений по защите населения и окружающей среды при радиационных авариях. Развитие вероятностно-детерминистических методов многофакторного анализа и выработки оптимальной стратегии комплексной утилизации и вывода из эксплуатации ядерно- и радиационно опасных объектов. Разработка научных основ и опытных образцов современного поколения программно-технических средств радиационного мониторинга. Инженерные проблемы термоядерной энергетики. Изучение и анализ термоядерной энергетики на основе магнитного и инерционного удержания. Активное участие в сооружении и запуске ИТЭР, создание материалов для реактора. Создание современной экспериментальной базы для исследований в области магнитного и инерционного удержания. Изучение физических явлений в высокотемпературной и сверхплотной плазме термоядерных реакторов. Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования оптимизированных режимов нагрева, удержания и динамики плазмы в магнитных ловушках и системах инерционного синтеза. Расчетно-теоретическое и экспериментальное обоснование схем поджига термоядерных мишеней, подготовка и проведение критических экспериментов.	2006	2010
3.1.10.	Энергоресурсосбережение и энергоэффективные технологии. Повышение эффективности комплексного использования природных топлив.	Повышение эффективности систем энергетики на основе энергосберегающих технологий: принципы, критерии и методы обоснования перспективных направлений. Разработка научно обоснованной системы приоритетов развития энергетических технологий на основе системно-технологических моделей. Исследования по повышению отдачи пластов на месторождениях нефти и газа. Изучение эффективности вибрационных и волновых методов воздействия на углеводородосодержащие пласты. Изучение процессов фильтрации углеводородов в пористых коллекторах. Изучение ретроградной конденсации при разработке газосодержащих месторождений. Разработка новых методов газификации твердых топлив для широкого внедрения угля в топливно-энергетическом балансе. Разработка энергетически и экономически эффективных технологий малой, в том числе автономной, энергетики для комбинированного производства электроэнергии и тепла на основе местных твердых органических топлив. Разработка технологии модификации прозрачных поверхностей нанесением металл-диэлектрических многослойных пленок для защиты персонала и оборудования от интенсивного радиоизлучения и для защиты преобразователей солнечной энергии. Теплофизические, технико-экономические исследования с учетом региональных условий использования различных топлив для парогазовых, газотурбинных и гибридных (топливные элементы + ГТУ) энергоустановок. Исследование энергосберегающих технологий в черной металлургии для агрегатов, работающих в условиях высоких температур и значительных механических нагрузок. Теоретические и экспериментальные исследования основных физико-химических процессов, лежащих в основе создания экологически чистых энергохимических технологий, сочетающих производство синтетических моторных топлив и водорода с выработкой электроэнергии. Разработка демонстрационных и опытно-промышленных образцов, реализующих ряд энергохимических технологий с использованием модифицированных двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин. Исследование, научное обоснование и разработка методов повышения эффективности получения моторных топлив из природного газа с высокими экологическими и эксплуатационными характеристиками.	2006	2010

Форма 1

3.2. Механика

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	Окончание
1	2	3	4	5
3.2.1.	Общая механика. Динамика космических тел и управляемых аппаратов, транспортных систем	Развитие теории устойчивости движения и теории гамильтоновых систем. Разработка методов анализа сложных динамических систем, включая явления бифуркации и хаоса. Исследование и моделирование динамики ударного взаимодействия и движения с трением в сложных механических системах. Исследование динамики систем многих тел и развитие методов компьютерного моделирования движения систем тел с приложением к динамике летательных аппаратов, ракетно-космических систем, судов и подводных аппаратов, робототехнических и транспортных систем. Создание и разработка принципов движения мобильных роботов для перемещения в различных средах и сложных условиях. Исследование динамики и управления движением мехатронных систем, микро- и нано-электромеханических систем. Развитие методов и вычислительных алгоритмов оптимального и субоптимального управления по обратной связи для сложных механических систем со многими степенями свободы. Развитие теории и методов управления движением динамических систем в условиях неопределенности. Разработка и исследование динамики навигационных систем, основанных на различных физических принципах, с целью применения их к задачам новой техники. Разработка механики нелинейных колебаний и волновых процессов, создание научных основ генерации колебаний и волн в гидромеханических и многофазных системах.	2006	2010
3.2.2.	Механика жидкости, газа и плазмы, твердого тела, неидеальных и многофазных сред	Создание моделей физической механики реальных газовых и плазменных сред на микро- и макроскопическом уровнях описания физико-химических превращений, с учетом химических реакций, диссоциации, ионизации, неравновесного возбуждения внутренних степеней свободы, релаксационных и радиационных процессов. Создание электронных баз данных термодинамических, теплофизических, переносных, кинетических и спектральных оптических свойств реальных сред (в том числе, плотных газов, частично и полностью ионизованных газов. Создание аналитических и компьютерных методов решения систем кинетических уравнений, уравнений механики сплошной среды для исследования пространственного до- транс-, сверх- и гиперзвукового обтекания тел сложной формы реальным газом, частично ионизованным газом и плазмой. Создание виртуальных (компьютерных) объектов авиационной и ракетно-космической техники. Разработка вычислительных моделей физической механики и гидроаэродинамики для компьютерных кластеров, суперкомпьютеров и сетевых технологий (GRID). Экспериментальное, теоретическое и численное исследования отрывных, вихревых и турбулентных течений в широком диапазоне чисел Рейнольдса, механизмов генерации и подавления шума, смешения и потери устойчивости потоков жидкости, газа и плазмы, возникновения и развития турбулентности и квазиупорядоченных структур, явлений гистерезиса и бифуркации. Изучение явлений перемешивания вязких и бингамовских сред. Исследования движения тел в жидкостях в широком диапазоне скоростей. Экспериментальные и расчетно-теоретические исследования плазменной аэродинамики, магнитной газовой динамики, в физике газоразрядных процессов в до-, транс-, сверх- и гиперзвуковых потоках с целью создания новых энергетических установок, аэрокосмической и лазерной техники. Разработка экспериментальных и расчетно-теоретических методов исследования взаимодействия газов с каталитически активными поверхностями. Исследования динамики движения реальных жидкостей в условиях переменной гравитации и невесомости, исследование свободной конвекции и диффузии в условиях микрогравитации применительно к проблемам космической технологии. Развитие экспериментальных методов диагностики и средств измерений в аэродинамике в широком диапазоне чисел Маха и Рейнольдса и при реальных температурах потока (гиперзвуковые трубы, аэродинамические и баллистические установки, плазмотроны, специальный летный эксперимент), в исследованиях турбулентности, механики взаимодействия газов с поверхностями, кинетике поверхностных процессов, газофазных и гетерогенных реакций. Создание аэрофизических методов противодействия террору и совершенствования противоракетной обороны.	2006	2010
3.2.3.	Физическая механика высокоэнергетических процессов	Исследование неустановившихся движений газа, сопровождающих распространение взрывных, детонационных волн, устойчивости ударных волн в средах с произвольными уравнениями состояния и с учетом неравновесных процессов. Исследование детонации химически активных сред, в том числе - многофазных; поиск электрофизических и оптических аналогов детонации, безгазовой СВС детонации, детонации при полимеризации. Развитие теории моделей и методов расчетов детонационных явлений. Развитие теории горения, детонации и переходных процессов в химически активных энергетических средах. Исследование газодинамических процессов в реальных газах и плазме высокой плотности. Развитие теоретических основ разработки перспективных двигателей, в том числе - детонационных, ионных, плазменных и ядерных. Изучение процессов горения в различных средах с физико-химическими превращениями во всем диапазоне скоростей движения газовых потоков (до-, транс-, сверх- и гиперзвуковых). Развитие теоретических и расчетных моделей физической газовой динамики к проблемам термоядерного синтеза, физики Солнца и солнечной системы, астрофизики и космогонии. Разработка разрушаемых и неразрушаемых теплозащитных материалов, противодействующих воздействию потоков химически активных сред и плазмы, а также методов снижения тепловых потоков к рабочим поверхностям энергетических устройств, летательных и космических аппаратов. Разработка экспериментальных и теоретических методов ударно-волновых воздействий на материалы. Исследования влияния релаксационных процессов на структуру, эволюцию и взаимодействие волн сжатия и разрежение в конденсированных средах. Изучение процессов упруго-пластического деформирования, разрушения, фазовых и химических превращений конденсированного вещества при субмикро- и наносекундных длительностях нагрузки. Установление количественных соотношений между структурой материала и его прочностными свойствами в широком диапазоне интенсивностей и длительностей нагрузки и при различных температурах. Экспериментальные, расчетные и теоретические исследования процессов неупругого деформирования и разрушения при напряжениях, близких к идеальной (предельно возможной) прочности твердых и жидких сред; определение прочностного ресурса различных материалов. Исследование взаимодействия лазерного излучения, пучков электронов и частиц высоких энергий с веществами. Развитие новых методов испытаний материалов при субнаносекундных длительностях интенсивной нагрузки.	2006	2010
3.2.4.	Физика и механика деформирования и разрушения сплошных структурированных материалов, в том числе в экстремальных условиях	Разработка фундаментальных основ проектирования объектов (материалов, изделий, конструкций, сооружений) с многоуровневой (нано-микро-мезо-макро) структурой и повышенными служебными характеристиками деформирования, прочности, трещиностойкости, долговечности, износостойкости на базе опережающего развития механики процессов деформирования и разрушения неоднородных упруго-вязкопластических сред при механических нагрузках, воздействии физических полей, и активных сред. Развитие теории уравнений состояния, физических основ упругопластической динамики материалов и критериев разрушения тел сложной структуры при упругих и пластических деформациях, произвольных сложных нагрузках и воздействиях. Исследования по оптимизации и управлению физико-механическими процессами в деформируемых твердых телах. Исследования статических и динамических процессов деформирования упругих сред сложной структуры (слоистых, зернистых, сыпучих, поликристаллических, с полостями и включениями). Исследование процессов распространения и дифракции волн в твердых средах, взаимодействия волн с препятствиями и сооружениями. Исследования по трибологии, контактному взаимодействию поверхностей, изучение процессов смазки, развитие методов повышения износостойкости машин и механизмов. Исследования упругопластических свойств конструкционных материалов при нестационарных температурных воздействиях. Создание экспериментально-теоретических методов определения механических свойств композитов и параметров внутренних взаимодействий их структурных элементов. Разработка методов оптимизации структуры элементов конструкций при различных внешних воздействиях. Разработка методов расчета элементов конструкций из высокомодульных композитных материалов при тепловых и силовых воздействиях с учетом напряженного состояния и физической нелинейности материала.	2006	2010
3.2.5.	Механика природных процессов и сред, механика добычи и трубопроводного транспорта нефти и газа	Исследования в области механики катастроф: механика землетрясений, волны разрушения, взрывно- и ударно-техногенные катастрофы. Создание аэрогидродинамических и радиационно-тепловых расчетно-теоретических моделей ионосферы, атмосферы и океана для моделирования и предсказания локальных и глобальных процессов и ориентированных на использование компьютерных кластеров, суперкомпьютеров и сетевых технологий. Исследования взаимодействия океана и атмосферы, стратифицированных течений жидкости. Развитие теории и методов измерений крупномасштабных морских течений, морской турбулентности, поверхностных и внутренних волн, движения крупных вихревых структур. Изучение законов распространения звуковых волн в атмосфере и в океане, их взаимодействие с поверхностными волнами, рельефом и внутренними неоднородностями. Развитие механики природных объектов и многомасштабных технических систем в целях повышения эффективности существующих и создания новых технологий добычи, борьбы с обводнением нефтегазовых и угольных пластов, транспортировки и переработки углеводородного сырья, а также в целях разработки методов снижения риска и уменьшения последствий природных и техногенных катастроф, противодействия террористическим воздействиям. Исследования движения реальных газожидкостных и многокомпонентных смесей в пористых средах с учетом их свойств и физико-химических явлений. Исследование распространения и механического действия ударных волн в пористых средах, насыщенных газом и жидкостью. Исследование деформаций и разрушения пористых и трещиноватых сред. Исследование устойчивости и динамики снега и горных пород на склонах, динамики лавин, ледников, селей, оползней и горных обвалов и их взаимодействия с препятствиями. Исследование динамики многокомпонентных газовых потоков и ее применение в химической технологии для расчета и моделирования технологических реакторов. Изучение физико-химической механики процессов распространения загрязнений различной природы, проблем охраны окружающей среды в связи с антропогенной деятельностью и техногенными катастрофами.	2006	2010
3.2.6.	Биомеханика	Создание реологических моделей движения биологических жидкостей и газов с учетом физико-химических процессов. Исследование моделей биомеханики процесса дыхания и системы кровообращения. Исследование биомеханики искусственного сердца, искусственных полимерных аортальных клапанов и кровеносных сосудов. Исследования механического поведения биологических тканей при силовом, электрическом, магнитном и других видах физического воздействия, а также механического поведения мягких и жестких биологических тканей при различных видах статического и динамического нагружения. Разработка композитных материалов для замещения пораженных жестких биологических тканей. Исследование структуры двигательной активности биомеханических систем, биомеханика ходьбы, бега, ползания, полета, плавания и других движений живых организмов. Разработка биомеханических аспектов протезирования. Спортивная биомеханика. Разработка математических методов описания биомеханических явлений.	2006	2010

3.3. Машиноведение

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
3.3.1.	Теория машин и механизмов, анализ и синтез машинных комплексов	Разработка методики анализа и синтеза сложных механических систем "механизм-привод-управление", которые являются составной частью механических управляемых объектов (станков, роботов, подъёмных и транспортирующих устройств и др.). Разработка высокоэффективных авторезонансных машин, в том числе резонансных роботов. Построение математической модели и разработка методики синтеза спирального пневмомотора. Создание научных основ и методов синтеза принципиально новых технических управляемых систем повышенной жёсткости и точности, улучшенной динамики при уменьшенных габаритах.	2006	2010
3.3.2.	Безопасность, ресурс, живучесть машин и сложных технических систем	Исследования многопараметрических активных динамических процессов и реакций в машинных комплексах и человеко-машинных системах с учетом эффектов их взаимодействия для обеспечения заданных параметров эргономики, виброакустики, прочности, износостойкости, живучести и безопасности. Разработка унифицированных для различных объектов техники закономерностей, уравнений состояния, определяющих параметров, методов диагностики и мониторинга ресурса и живучести машинных комплексов и человеко-машинных систем. Разработка методов решения прямых и обратных задач анализа напряженно-деформированных и предельных состояний для условий механического, теплового, электромагнитного и аэрогидродинамического напряжения. Исследование нелинейных процессов локального и магистрального повреждения материалов, машин и конструкций при экстремальных воздействиях статических, динамических и длительных нагрузок. Исследование связных полей напряжений, деформаций, температур, повреждений и разрушений для штатных и аварийных ситуаций в сложных технических системах. Комплексные трибологические исследования керамических материалов и покрытий в составе подшипников скольжения электропогружных центробежных насосов, работающих при граничной смазке. Исследование керамических материалов наноструктурированных и углеродных покрытий с применением методов атомно-силовой микроскопии (AFM), рентгеноструктурного анализа, наноиндентирования, наносклерометрирования для определения механических характеристик покрытий. Разработка износостойких подшипников скольжения с градиентным покрытием (например WC-Co-углеродное алмазное покрытие). Определение оптимального состава исходных компонентов (по критерию минимизации износа) нанокристаллического материала нового поколения на основе диоксида циркония (96...97)% ZrO2 + (3...4)% Y2O3. Исследование взаимосвязи между износостойкостью, микротвердостью и предельной деформацией разрушения при изгибе. Получение зависимостей для определения предельных параметров контакта и эффективных характеристик топокомпозита - эффективной жесткости, эффективного предела текучести, несущей способности и твердости. Исследование влияния механических характеристик компонентов топокомпозита и толщины поверхностного слоя на эффективные характеристики топокомпозита.	2006	2010
3.3.3.	Динамика машин, волновые и вибрационные процессы в технике	Разработка методов анализа виброударных процессов в механизмах и конструкциях со многими неудерживающими связями. Разработка авторезонансных систем возбуждения и стабилизации резонансных режимов вибрационных машин различного технологического назначения. Разработка методов анализа виброударных процессов в системах с распределёнными и многими дискретными ударными парами. Разработка ультразвуковых авторезонансных технологических систем различного назначения. Развитие теории вибрационных машин различного целевого назначения для разработки высокоэффективных технологических процессов. Разработка теории формирования виброакустических полей и их взаимодействия с внешней средой. Создание теории управления виброакустическими полями. Создание новых высокоэффективных активных методов снижения шума от современных машин и двигателей, в том числе авиационных.	2006	2010
3.3.4.	Эргономика и биомеханика систем "человек-машина-среда"	Анализ биомеханических характеристик опорно-двигательного аппарата человека и животных, физиологических процессов, лежащих в основе управления произвольными и автоматизированными движениями, изучение роли вестибулярной, зрительной, слуховой и кинестетической информации в пространственной ориентации и обеспечении устойчивости. Анализ и синтез виброзащитных схем в системах "человек-машина-среда", включая развитие методов синтеза нелинейных систем с многозвенными системами управления с учетом ограниченности источников энергии. Исследования оптимальных рабочих режимов с учетом динамических свойств человека-оператора, поведения оператора при вибрационных помехах, влияния вибраций на точность ручного управления.	2006	2010
3.3.5.	Создание и функционирование макро- и микроробототехнических, мехатронных комплексов	Разработка принципов создания робототехнических систем для выполнения работ в условиях вредных и опасных для человека или в условиях несовместимых с его пребыванием, в том числе для работы под землей, в условиях космоса и в условиях повышенной радиации. Разработка научных основ и принципов построения робототехнических систем для обеспечения новых видов энергетических установок и для проведения поиска и аварийно-спасательных работ. Создание новых высокоэффективных малогабаритных источников энергии для использования в робототехнических системах. Разработка высокомоментных, низкоскоростных и малогабаритных приводов и систем управления приводами на база микропроцессоров, в том числе систем с переменной структурой. Создание высокоинформационных датчиков о внешней среде с предобработкой в реальном времени и датчиков о состоянии самого робота (высоконадежных, малогабаритных, цифровых датчиков положения, ускорения, моментов); разработка новых принципов использования микропроцессоров для обработки информации с датчиков в робототехнических системах с одновременной организацией управления движением в реальном времени. Разработка медицинского робота для выполнения техник массажа и мануальной терапии.	2006	2010
3.3.6.	Комплексные проблемы машиноведения; повышение безопасности машин, снижение техногенных и технологических рисков для объектов гражданского и оборонного назначения	Создание новых методов, систем и средств комплексных исследований процессов проектирования, изготовления и функционирования машин и машинных комплексов. Разработка междисциплинарных основ отраслевых показателей риска и безопасности машин в условиях штатных и чрезвычайных ситуаций. Создание новых высокоэффективных диагностических средств и методик их применения (токовихревой, лазерный, тепловой дефектометрии, аэрозольный, тепловизорный и т.д.) для снижения техногенных и технологических рисков для объектов гражданского и оборонного комплексов (энергетические установки, атомные и термоядерные реакторы, летательные аппараты, ракетно-космические системы). Разработка фундаментальных основ жесткой, функциональной и комбинированной защиты критически важных объектов высокого риска. Разработка фундаментальных основ определения влияния импульсного электромагнитного поля большой мощности, плазменных и лазерных воздействий на физико-механические свойства конструкционных материалов и сплавов для повышения безопасности. Создание научных принципов технологий производства объемных нанометаллов с использованием интенсивной пластической деформации. Совершенствование конструкций типовых узлов трения на основе магнитоуправляемых и газовых смазочных материалов; создание магнитоуправляемых смазочных материалов. Выбор и обоснование принципиальной схемы подшипника скольжения с магнитопорошковым методом смазывания; создание магнитоуправляемых смазочных материалов. Разработка основ материаловедения и механики покрытий и модифицированных поверхностных слоев. Исследование влияния состава покрытий на их работоспособность в условиях действия высоких нагрузок, температур, магнитных и радиационных полей. Разработка новых лазерных технологий для защиты машин от износа. Повышение износостойкости поверхностей трения деталей машин путем управления их трибологическими свойствами на основе реализации "правила положительного градиента" механических свойств по глубине слоя. Разработка и исследование смазочных композиций, полученных методом смешения компонентов различной природы - мелкодисперсного серпентинита (слоистого гидратированного силиката магния) трибополимеробразующей присадки.	2006	2010
3.3.7.	Математическое и физическое моделирование перспективных конструкций, материалов и технологий в авиации, ракетной и атомной технике, судостроении, наземном транспорте, станко- и приборостроении	Разработка математических и физических моделей поведения материалов и конструкций при многофакторных воздействиях нагрузок, потоков вещества и энергии для техники новых поколений. Создание и исследование предельных состояний новых видов современных конструкционных материалов (геокомпозиты, цирконевая керамика, материалы с памятью формы, наноструктурные материалы и т.д.), методик их тестирования и применения. Разработка физико-математических моделей трибологических процессов, учитывающих сложный механизм изнашивания различных материалов на основе теоретико-инвариантного метода. Экспериментальное и теоретическое исследование разрушения зон контакта твердых тел применительно к трению металлов и композиционных покрытий в режиме граничной смазки в среде инертных, синтетических и растительных масел, газовых сред. Исследование и оптимизация трибологических свойств инертных, синтетических и растительных масел и их смесей; изучение и обоснование механизма действия противопиттинговых присадок. Исследование структуры поверхностных слоев композиционных материалов и покрытий с различным уровнем графитизации с целью оптимизации их трибологических свойств. Разработка теоретических основ прикладной герметологии применительно к уплотняемым узлам и соединениям авиа-космической техники, атомного и химического машиностроения. Создание расчетно-экспериментальных методов конструкционного материаловедения сплавов с памятью формы. Разработка математических моделей силовых конструкций и соединений на эффекте памяти методом термомеханических диаграмм. Разработка методов математического моделирования новых конструкций станков и технологических процессов с целью повышения их качества и производительности.	2006	2010

3.4. Процессы управления

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
3.4.1.	Теория систем и общая теория управления. Системный анализ.	Разработка системного подхода и системных закономерностей физической теории управления, включающей в себя учет ограничений, накладываемых физическими законами на процессы управления. Разработка геометрической теории управления на базе теории расслоения. Исследование новых типов обратных связей, позволяющих решить задачи многократного помехозащитного дифференцирования разделения смесей сигналов с неизвестными частотами. Развитие системных подходов в теории выбора, анализа данных, экспертного и классификационного анализа. Разработка метода экспертного наблюдения как метода семантической обработки информации для анализа и решения крупномасштабных слабоформализуемых задач. Разработка методов управления сложными динамическими системами. Построение методов и компьютерных алгоритмов оптимального, субоптимального, робастного управления по обратной связи для сложных динамических систем со многими степенями свободы. Разработка принципов и методов управления мехатронными системами.	2006	2010
3.4.2.	Управление в детерминированных, стохастических системах и в условиях неопределенности.	Разработка методов анализа сложных систем в условиях неполноты информации и конфликтов и методов комплексного оценивания и совершенствования механизмов принятия решений, позволяющих повысить эффективность управления такими объектами как город, регион, транснациональная корпорация и т.д. Разработка методов управления динамическими системами в условиях неопределенности. Разработка методов теории множеств и метода эллипсоидов для задач оценивания, идентификации и управления динамическими системами в условиях неопределенности. Развитие теории и методов динамических (дифференциальных) игр для построения управления в конфликтных ситуациях.	2006	2010
3.4.3.	Моделирование и идентификация систем управления. Информационное взаимодействие в сложных системах.	Разработка математических моделей механизмов функционирования технических, мехатронных, робототехнических, производственных, социально-экономических и биологических систем, позволяющих применить методы когнитивного моделирования искусственного интеллекта при управлении слабоструктурированными и слабоформализованными объектами и разработать методы прогнозирования экономической эффективности и функционирования систем. Разработка теоретических основ, моделей и методов информационного взаимодействия в сложных системах при решении задач и проблем управления и безопасности.	2006	2010
3.4.4.	Методы оптимизации и интеллектуализации систем и процессов управления. Адаптивное управление.	Разработка теории интеллектуальных систем и систем управления на основе знаний, методов оптимального синтеза управлений, методов компьютерного анализа, синтеза и моделирования систем управления, позволяющих синтезировать алгоритмы, обеспечивающие желаемое качество и точность процессов управления новыми видами объектов и процессов. Разработка теории и методов поддержки принятия управленческих решений в слабоструктурированных ситуациях на основе методов искусственного интеллекта.	2006	2010
3.4.5.	Сложные технические системы и информационно-управляющие комплексы.	Разработка технических средств на новых физических и системотехнических принципах с использованием самодиагностики и самовосстановления, искусственного интеллекта, нанотехнологий и фрактальной физики, позволяющих существенно расширить применение систем управления на новые области человеческой деятельности. Создание основ теории и разработка методов оценки и повышения эффективности, надежности, живучести, отказоустойчивости и диагностируемости сложных технических, мехатронных, роботехнических систем управления и их аппаратурных и программных средств. Разработка теории построения распределенных автоматизированных информационно-управляющих систем и систем мониторинга, позволяющей перейти от отдельных информационных подсистем к решению задачи информатизации общества в целом.	2006	2010
3.4.6.	Управление движущимися объектами. Системы навигации, ориентации и наведения.	Разработка новых эффективных методов обнаружения и распознавания подвижных объектов, создание научных основ для интегрированной авионики, интеграции бортовых комплексов, авиационных, корабельных и других подвижных объектов. Разработка научных основ планирования и управления воздушным движением, наземным транспортом с применением элементов искусственного интеллекта и технологии компьютерного распознавания речи. Разработка теоретических основ построения и автоматизации проектирования алгоритмического и информационного обеспечения систем управления и систем поддержки решений для движущихся объектов. Разработка принципов и методов управления движением мехатронных систем. Создание новых типов мобильных роботов для движения в различных средах и в сложных условиях (по горизонтальным, вертикальным, наклонным поверхностям, по трубам, в воде, в воздухе) с целью выполнения операций наблюдения, инспекции, мониторинга, противодействия терроризму.	2006	2010

4. Информатика

Форма 1

Код*	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			Начало	Окончание
1	2	3	4	5
4.1.	Теория информации, научные основы информационно-вычислительных систем и сетей, информатизации общества.	Развитие методов исследования системных эффектов при реализации проектов в промышленной сфере и экономике с использованием распределенных информационных технологий. Развитие теории и методов организации данных для эффективного доступа к фактографической, текстовой и другой неструктурированной информации в компьютеризируемых системах. Решение проблем обеспечения информационной безопасности в распределённой информационной среде. Разработка методов верификации информационной безопасности аппаратно-программных комплексов. Разработка методов и алгоритмов кодирования и декодирования в мультипроцессорных вычислительных системах. Создание научных основ унификации цифровых технологий связи, сети Интернет, распределенной обработки данных, телевидения и радио. Разработка научных основ формирования, долговременного хранения и использования юридически значимых электронных документов. Разработка методов защиты информации, базирующихся на использовании знаний, интеллектуальных агентов, иммунологических моделей, методов машинного обучения. Создание новых эффективных методов защиты высокоскоростных помехоустойчивых систем передачи информации для мобильной связи и оптических линий передачи информации. Разработка математических методов и алгоритмов исследования циклических стохастических систем и их применение для анализа вычислительных систем с централизованным управлением. Разработка эффективных информационных и вычислительных технологий для задач принятия решений в среде GRID. Экспериментальное и теоретическое исследование потоков данных и функционирования приложений в интегрированных информационно-телекоммуникационных комплексах Моделирование и оптимизация оптических линий связи со сверхплотным частотным уплотнением; разработка фундаментальных основ сверхскоростной передачи оптической информации. Разработка теоретических основ систем интеллектуального управления с автоматизацией формирования функций целеполагания.	2006	2010
4.2.	Системный анализ, искусственный интеллект, системы распознавания образов, принятие решений при многих критериях.	Разработка моделей, методов и технологий обнаружения, извлечения, представления, интеграции, обработки и управления знаниями. Развитие теории и методов применения нейронных сетей, нечетких алгоритмов и эволюционного моделирования. Создание систем распознавания изображений цветных документов. Создание систем автоматического распознавания речи с большим словарем. Создание многоязычных семантических поисковых Интернет-систем. Создание комплексных технологий автоматической идентификации личности в режиме реального времени. Разработка средств интеллектуального анализа данных для составления математических моделей и выявления связей в больших информационных массивах общенациональных и корпоративных баз данных, в том числе в интересах компьютерного обеспечения антитеррористической деятельности. Развитие технологии многоагентных систем и их использование в интеллектуальных распределенных информационных системах. Развитие научных основ и технологий построения и применения в различных сферах народного хозяйства интеллектуальных геоинформационных систем. Развитие методов и технологий для логистики знаний при управлении виртуальными сетями ресурсов в открытой информационной среде. Разработка усовершенствованных фоточувствительных СБИС с программируемым набором выделяемых информативных признаков на изображении и первичной аналоговой и аналого-цифровой обработкой изображений в фокальной плоскости СБИС. Развитие теории, создание численных методов и алгоритмов для оптимизации и распознавания нестационарных динамических систем. Разработка новых архитектур и технологий построения систем мультимедиа коммуникаций. Разработка новых методов и высокоэффективных алгоритмов обработки и сжатия, хранения и передачи через каналы с разными моделями надежности видеоаудиоинформации. Разработка системы распознавания образов на гидролокационных изображениях придонных подводных объектов. Оптимизация поиска объектов при автономном движении необитаемого подводного аппарата. Разработка методов кодирования и передачи сигналов гидролокационных изображений по цифровым каналам связи. Разработка информационных (компьютерных) методов оценки эффективности функционирования органов государственной исполнительной власти.	2006	2010
4.3.	Системы автоматизации, CALS-технологии. Математические модели и методы исследования сложных управляющих систем и процессов.	Развитие теории динамических макросистем и разработка методов их применения в сложных системах управления. Разработка теории и методов исследования хаотических процессов в нелинейных диссипативных системах дифференциальных уравнений с частными производными и системах с запаздывающим аргументом. Применение моделей динамического хаоса для передачи, сжатия, кодирования и защиты цифровой информации. Разработка методов и новых понятий теории равновесия с приложением в теории игр и организационного управления. Разработка теории робастной стабилизации динамических систем и на ее основе автоматизированного комплекса для проектирования, анализа, синтеза и сопровождения систем автоматизации сложных динамических объектов в условиях неустранимой неопределенности и помех Разработка методов фемтосекундной микро-наностереолитографии и принципов их применения для создания новых средств электроники. Создание методов моделирования и редукции рисков для информационно-вычислительных систем и сетей, функционирующих в стохастической среде, подверженной катастрофическим воздействиям. Создание систем электронной юстиции юридически значимых электронных документов, в том числе системы регистрации и учета патентов на изобретения и других охранных документов на объекты интеллектуальной собственности. Разработка методов оценки эффективности научной деятельности, создание системы мониторинга, анализа и оценки результатов деятельности юридических и физических субъектов сферы науки. Разработка методов и средств генерирования и манипулирования моделями сборочных машиностроительных объектов высокой размерности (свыше 100 тыс. деталей) в реальном масштабе времени на персональных рабочих станциях САПР. Разработка компьютерных методов проектирования изделий машиностроения и технологий их изготовления на основе формализованного функционального представления. Создание гетерогенной объектной среды представления модели изделия на всех этапах жизненного цикла, позволяющей стандартизировать интерфейсы универсальных САПР. Развитие методов и технологий интеллектуального управления мехатронными и робототехническими системами на базе виртуальной и "дополненной" реальности и распознавания образов. Развитие методологии применения языков IDEF и CASE-инструментальных средств при создании и развитии информационных бизнес-систем. Разработка и исследование методов и моделей для САПР субмикронных СБИС (с проектной нормой 0.10 микрон и ниже). Разработка и исследование методов и моделей для САПР низкомощных и низкошумовых радиотехнических СБИС, выполненных по субмикронной технологии. Разработка методов и моделей для САПР смешанных динамических систем, включая микроэлектромеханические, оптикоэлектронные системы и др. Применение методов теории автоматического регулирования для исследования экономических систем. Создание научных основ и алгоритмов информационно-аналитических систем поддержки исследования, моделирования и прогноза качества жизни населения.	2006	2010
4.4.	Нейроинформатика и биоинформатика; научные основы и применения.	Исследование механизмов лазерно-индуцированной передачи генетической информации между клеточными органеллами. Разработка лазерных методов восстановления радиационных повреждений стволовых клеток крови на основе доставки в клетку корректирующей генетической информации. Разработка и создание интеллектуальных систем лазерного воздействия на биоткани для решения задач малоинвазивной хирургии. Разработка информационных технологий экспресс-диагностики медицины катастроф и технологий биометрии для распознавания эмоционального состояния человека на основе анализа электрической активности мозга человека. Разработка технологии скрининг-обследования контингентных групп на основе аллопометрического принципа и дистанционного выявления персонифицирующих биометрических уникальных идентификаторов. Разработка информационных методов электромагнитной биологии лечения наркомании. Разработка распределенных информационных систем биологического разнообразия. Разработка систем автоматической функциональной аннотации генов на основе сравнительного анализа сотен геномов. Разработка методов анализа метагеномов и предсказания фенотипа бактерий по геному. Моделирование метаболизма микроорганизмов, предсказание эффектов мутаций и свойств генно-инженерных штаммов. Анализ и моделирование регуляторных систем, предсказание трехмерной структуры белка по последовательности на основе моделирования. Разработка методов диагностирования и прогноза ракового заболевания по результатам анализа данных по экспрессии на микрочипах. Создание диагностических и лечебных программ и приборов для офтальмологии. Применение многофакторного статистического анализа для изучения процесса распространения социально значимых заболеваний в удаленном регионе. Разработка информационно-телекоммуникационной сети мониторинга здоровья населения (на примере регионов Дальнего Востока России).	2006	2010
4.5.	Проблемы создания глобальных и интегрированных информационно-телекоммуникационных систем и сетей на основе технологий GRID.	Создание информационно-безопасных сетевых технологий для распределённых информационных систем, в том числе на основе мультипроцессорных вычислительных систем. Разработка новых подходов и реализация программных комплексов, обеспечивающих эффективную интеграцию в GRID-системы различных ресурсов (вычислительные мощности, объемы хранения, источники информации, телекоммуникационные возможности территориально-распределенных неоднородных компьютерных сетей). Разработка теоретических основ проектирования широкополосных беспроводных сетей передачи данных, голоса и видеоинформации. Исследование структуры и оптимизация потоков данных в корпоративной компьютерной сети ДВО РАН, основанной на спутниковых каналах связи и наземной сетевой инфраструктуре.	2006	2010
4.6.	Архитектура, системные решения, программное обеспечение и информационная безопасность информационно-вычислительных комплексов и сетей новых поколений.	Создание на основе GRID-технологий высокопроизводительной вычислительной среды для решения крупных научных задач. Разработка оптимизированных под конкретные классы задач архитектур микропроцессоров и высокопроизводительных мультипроцессорных ЭВМ на их основе, в том числе для задач обработки сигналов, изображений, кодирования, декодирования, интегральной геометрии. Разработка операционной среды для однородной мультипроцессорной вычислительной системы на базе коммутируемых каналов. Разработка методик и реализация программных систем для обеспечения эффективного создания параллельных программ для различных платформ информационно-вычислительных комплексов новых поколений с параллельной архитектурой, включая многоядерные процессоры многопроцессорных кластеров и территориально-распределенные неоднородные GRID-системы.	2006	2010
4.7.	Элементная база микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров. Материалы для микро- и наноэлектроники. Микросистемная техника. Твердотельная электроника.	Разработка квантовых моделей и экспериментальных образцов нанотранзисторов с длинами канала порядка 10 нм. Разработка физических основ и методов моделирования технологических процессов наноэлектроники. Разработка методов мониторинга процессов наноэлектроники и перспективного оборудования. Развитие теории и физического эксперимента в области твердотельных квантовых компьютеров. Разработка теории и экспериментальных образцов микромеханических оптических фильтров и спектрометров на их основе. Разработка отечественного ряда микропроцессоров различного назначения, в том числе для создания высокопроизводительных ЭВМ. Разработка отечественного ряда высокопроизводительных коммуникационных СБИС для мультипроцессорных вычислительных систем. Разработка технологии создания наноэлектронных структур методом селективного удаления атомов. Разработка основ лазерных технологий формирования микро- и наноструктур для создания базовых элементов оптических информационных систем: - оптических волноводов и фотонных цепей на основе полимерных материалов; - излучателей на базе нанокластерных полупроводниковых структур. Математическое моделирование технологии создания квантового чипа с целью выяснения предельной возможной плотности размещения кубитов. Разработка элементной базы наноэлектроники на основе молекулярных наноструктур Создание новых микро- и наноэлементов спинтроники. Разработка новых акустоэлектронных и акустооптических средств, и развитие на этой основе усовершенствованной технологии сверхширокополосного беспроводного доступа в подвижных и фиксированных информационно-телекоммуникационных сетях 4-ого и последующих поколений. Разработка и создания базовых миниатюрных жидкостных сенсоров на основе акустических волн типа волн Гуляева-Блюштейна. Построение вычислительных микросистем на основе распределенного множества сенсоров различной физической природы. Разработка основ материаловедения и технологии элементной базы микросистемной техники, включая наноэлектронику, наноионику и нанооптику. Разработка физических основ и технологии формирования приборных структур микро- и наноэлектроники с помощью атомных, ионных и молекулярных пучков. Развитие технологии молекулярно-лучевой эпитаксии для получения наноструктурированных полупроводниковых материалов нового поколения (слои с профилированием состава, слои с квантовыми ямами и квантовыми точками). Создание большеформатных матричных и линейчатых фотоприемных устройств третьего поколения. Развитие силовой интеллектуальной электроники на основе интеграции сенсорных, телекоммуникационных, интеллектуальных и силовых компонентов для обеспечения как минимального энергопотребления и максимального к.п.д. исполнительных устройств, так и предельной надежности и живучести систем энергоснабжения на всех уровнях от энергосетей до локальных и мобильных энергопотребляющих устройств. Разработка новых подходов к созданию элементов памяти на основе полупроводниковых систем с квантовыми точками и нанокластерами и диэлектриков с высокой диэлектрической постоянной. Разработка новых технологий получения микро- и наноструктурированных полупроводниковых материалов на основе эффектов самоформирования и атомной сборки для применения в микросистемной технике и сенсорике	2006	2010
4.8.	Опто-, радио- и акустоэлектроника, оптическая и СВЧ-связь, лазерные технологии.	Разработка лазерно-информационных технологий создания трехмерных объектов по их виртуальным моделям для: - решения биомедицинских задач моделирования органов и изготовления имплантов; - прямого выращивания трехмерных объектов методами селективного лазерного спекания наноматериалов. Разработка статистических методов, позволяющих моделировать и оптимизировать оптические линии связи со сверхплотным частотным уплотнением. Разработка новых акустоэлектронных и акустооптических средств, и развитие на этой основе усовершенствованной технологии сверхширокополосного беспроводного доступа в подвижных и фиксированных информационно-телекоммуникационных сетях 4-ого и последующих поколений. Разработка новых, более эффективных алгоритмов получения томографических изображений распределений интенсивностей. Развитие информационных технологий и систем обработки изображений с заданной целью (улучшение качества; компрессия; формирование динамических, трехмерных и цветных изображений; измерение параметров, распознавание и понимание изображений и т.д.). Разработка некогерентных интеллектуальных волоконно-оптических преобразователей для систем промышленной автоматизации. Создание полупроводниковых однофотонных источников и развитие однофотонных систем передачи данных и квантовой криптографии. Развитие технологии молекулярно-лучевой эпитаксии для получения слоев нитридов галлия и алюминия для мощных элементов СВЧ-техники нового поколения	2006	2010
4.9	Локационные системы	Решение проблем создания интегрированных алгоритмов сигнальной-первичной-вторичной обработки радиолокационной информации для повышения разрешающей способности, точности определения координат и параметров движения целей Решение проблемы инверсного и квазиинверсного синтезирования апертуры для объектов, движущихся как по стабильным, так и с разной степенью неопределенности траекториям, для построения их радиоизображений с высоким разрешением и детализацией формы.	2006	2010

5. Химические науки и науки о материалах

Форма 1

Код	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
5.1	Теоретическая химия развитие методологии химического синтеза#	Развитие теории химического строения и реакционной способности веществ. Разработка методов управления скоростью и селективностью химических реакций: катализ, традиционные и новые методы активного физического воздействия (радиация, свет, плазма, СВЧ-излучение, ультразвук, кавитация, давление, сверхкритические жидкости и др.). Создание методов направленного химического синтеза, обеспечивающих получение веществ и материалов с заданными свойствами и отвечающих современным требованиям по безопасности, экологии и энергосбережению. Совершенствование расчетных методов фундаментальных свойств и реакционной способности молекул.	2006	2010
5.2	Материалы, в том числе наноматериалы	Разработка современной теории прочности, пластичности и формообразования материалов: металлических, аморфных, нанокристаллических, полимерных, композиционных и др. Создание теории и технологии наноматериалов на основе связи их электронной структуры с прочностными, упругими, пластическими, коррозионными, электромагнитными и другими свойствами. Синтез полимерных, композиционных, керамических и других материалов, обладающих специальными функциональными свойствами (фотопроводящие, фотохромные, материалы для записи информации, оптоэлектронных устройств и др.) Развитие химии комплексных, кластерных и супрамолекулярных структур и разработка на их основе новых веществ и материалов биологического и медицинского назначения, катализаторов, высокоэффективных магнетиков и др. Изучение процессов самоорганизации наноструктурированных материалов (самособирающиеся слои, синтез в жидкокристаллических матрицах, микрокапиллярные схемы и т.д.), развитие молекулярной электроники. Разработка и реализация принципов создания полифункциональных гибридных материалов, в том числе нанокомпозитов на их основе.	2006	2010
5.3	Научные основы химико- технологических процессов	Создание научных основ технологии получения веществ и материалов и безотходных технологий промышленного синтеза. Принципы конструирования химико-технологической аппаратуры. Разработка физико-химических основ и эффективных технологических процессов наноструктурирования неорганических и высокочистых материалов для полупроводниковой и сверхпроводниковой техники, микро- и оптоэлектроники, фотоники, информатики, биотехнологии, солнечной энергетики, спецтехники и др. направлений. Разработка научных основ технологии сварочных материалов нового поколения, обеспечивающих качественное повышение технологических свойств сварных соединений. Создание научных основ химической технологии получения нового поколения полимерных материалов, в том числе биодеградируемых полимеров из возобновляемого сырья. Разработка новых принципов переработки нефтехимического сырья на основе мембранных технологий и новых поколений каталитических систем.	2006	2010
5.4	Химические аспекты экологии и рационального природопользования	Разработка экологически безопасных и ресурсосберегающих методов переработки природного ископаемого сырья (нефть, газ, уголь и др.), обеспечивающих существенное повышение степени его использования, включая процессы комплексной переработки отходов горнообогатительных производств. Создание новых методов экологического мониторинга токсичных веществ и патогенно-биологических соединений в окружающей среде. Разработка новых методов, приборов и сенсоров для химического контроля и регулирования состава атмосферы и качества природных вод и пищевых продуктов. Разработка новых технологий и средств утилизации радиоактивных отходов и методов их безопасного хранения. Разработка химических методов, аппаратуры и материалов для быстрого реагирования в связи с возможными авариями и террористическими актами на потенциально опасных химических объектах. Разработка методов конверсии биомассы и парниковых газов в товарные продукты.	2006	2010
5.5	Химическая энергетика	Создание основ автономной энергетики с использованием возобновляемых источников энергии (солнечные батареи, ветро- и приливные электростанции, переработка биомассы и т.д.) с запасанием и хранением энергии в виде водорода или высокоэффективных электрохимических накопителей энергии (аккумуляторы, конденсаторы). Поиск новых технических решений для перехода на альтернативные виды энергии с одновременным повышением их эффективности и экологичности. Разработка систем для получения и хранения водорода, создание катализаторов для кислородно-водородных и метанольных топливных элементов. Преобразование химической энергии конденсированных взрывчатых веществ и порохов в электромагнитную с целью создания компактных импульсных источников энергии для широкого спектра устройств. Синтез энергетических веществ нового поколения для космической и военной техники. Новые химические источники тока и разработка химических генераторов для энергетики больших мощностей и бытовых нужд. Использование фундаментальных принципов функционирования молекулярных и наносистем как основы создания альтернативных источников и преобразователей энергии. Создание нового поколения топливных элементов.	2006	2010
5.6	Лекарственные средства нового поколения	Разработка методов направленного синтеза биологически активных соединений и эффективных лекарственных препаратов нового поколения, включая магнитные нанокомпозиты и средства программируемой доставки лекарств. Создание методов контроля и управления метаболизмом человека. Разработка новых аналитических систем, устройств, детекторов и диагностикумов для медицинских целей.	2006	2010

6. Биологические науки

Форма 1

Код*	Наименование проблем и их крупных разделов	Какие основные научные задачи намечается решить в результате выполнения работ в рассматриваемый период	Сроки исполнения
			начало	окончание
1	2	3	4	5
6.1.	Биология развития и эволюция живых систем.	Разработка концепции онтогенетического развития живых систем на всех уровнях структурной организации. Молекулярно-биологический и генетический подходы к анализу механизмов развития; изучение механизмов дифференцировки и трансдифференцировки на молекулярном уровне; проблема регуляции пола у животных. Расшифровка механизмов формирования системы поддержания структурного гомеостаза у морских беспозвоночных в ходе индивидуального развития. Характеристика репродуктивной биологии массовых видов морских беспозвоночных и рыб дальневосточных морей России. Определение роли нервной системы при метаморфозе у морских беспозвоночных и определение роли эндогенных и экзогенных факторов в процессе морфологических преобразований. Характеристика микробных сообществ экстремальных мест обитаний как современных аналогов прокариотной биосферы раннего докембрия (ранее 1 млрд лет). Моделирование структуры и функционирования возможных микробных криптобиосфер планет солнечной системы. Установление роли микроорганизмов в жизнеобеспечении в искусственных замкнутых экосистемах. Выяснение механизмов биологического образования кальциевых отложений докембрия. Изучение эволюции ядерного и цитоплазматического геномов с использованием ресурсов математического аппаратного обеспечения, позволяющего проводить сравнительный анализ геномов организмов из различных таксономических групп. Установление эволюционных взаимосвязей между основными группами цветковых растений. Создание банка данных и оценка валидности палеонтологической летописи для реконструкции состояния биосфер прошлого и разработки теоретических основ палеобиологии. Выявление специфики развития ранней биосферы для оценки времени появления жизни и построение моделей эволюции биосферы на разных этапах ее развития. Разработка модели биосферных кризисов и выявление закономерностей эволюции сообществ, экосистем и крупных биот, прогнозирование будущих кризисных ситуаций. Выяснение ландшафтной специфики прошлых эпох в связи с эволюцией наземных экосистем; исследование биогенных структур палеопочв. Решение проблемы появления в истории Земли организмов разного уровня организации и возникновения таксонов высокого ранга путем параллельного появления основных структур нового архетипа (маммализация, артроподизация, ангиоспермизация и т.д.) в связи с разработкой теоретических проблем эволюционной морфологии и эволюционного учения. Разработка методологических основ синтеза филогенетических построений, полученных молекулярно-генетическими и эволюционно-морфологическими методами и изучение становления современного биоразнообразия. Внедрение бактериальной палеонтологии в изучение древних пород. Закономерности биоминерализации; бактериальный фактор формирования минеральных систем. Разработка теоретических аспектов исторической биогеографии и становления современных фаун и флор. Построение типологий и реконструкция изменений структуры фаун беспозвоночных и позвоночных животных на территории Северной Евразии в позднем кайнозое. Сравнительный анализ направленности и скоростей микроэволюционных преобразований морфологических структур у модельных видов млекопитающих в позднем плейстоцене - голоцене. Выявление вероятных причин вымирания ключевых видов крупных млекопитающих в плейстоцене - голоцене на территории внетропической Евразии. Характеристика переходного периода и ранних этапов биологической эволюции. Разработка ряда актуальных проблем эволюционной морфологии, анатомии, систематики и филогении основных групп высших растений, в том числе представителей дальневосточной флоры, на основе детального морфолого-анатомического исследования ископаемых растений мезозоя и кайнозоя с привлечением сравнительных материалов по современным аналогам. Выявление и анализ таксономического разнообразия меловых, третичных и четвертичных флор Востока Азии, состава растительных сообществ мезозоя и кайнозоя, таксономического и структурного разнообразия хвойных и покрытосеменных. Характеристика особенностей формирования, эволюции и основных этапов развития отдельных компонентов растительного мира Востока Азии в мезозое и кайнозое под воздействием биотических и абиотических факторов, а также эволюционных преобразований, происходивших в растительном мире на важнейших переломных рубежах земной истории. Анализ феномена видообразования у животных при краевой и островной изоляции на Дальнем Востоке, а также на протяженных условно-сплошных ареалах. Выявление и характеристика эволюционных эффектов взаимодействий близкородственных видов пресноводных рыб в зонах перекрывания или контакта их ареалов. Реконструкция основных этапов формирования фауны Приморского края на основе изучения фоссильных остатков млекопитающих в пещерах юга Дальнего Востока и соотнесения их с результатами по радиоуглеродному и споро-пыльцевому анализу проб из пещерных отложений. Определение для отдельных таксономических групп червей возможного периода становления взаимоотношений в системе "паразит-хозяин"; установление исторических путей формирования паразитофауны бионтов юга Дальнего Востока. Филогенетический анализ растений на основе молекулярных маркёров ДНК и секвенирования; создание интегрированной, основанной на ГИС базы данных, включающей флористический, фитоценотический и климатический блоки, иерархической системы биогеографических хорологических единиц, основанной на распределении видов, экосистем и данных биоклиматологии. Выяснение основных закономерностей эколого-географической и пространственной дифференциации видов сосудистых растений на Дальнем Востоке, степени влияния адвентивного комплекса видов на состав местной (аборигенной) флоры, состав синантропной флоры и направление эволюции отдельных таксонов аборигенного комплекса видов.	2006	2010
6.2.	Экология организмов и сообществ.	Разработка фундаментальных основ регуляции и интеграции физиологических процессов в растительных системах различного уровня сложности в ходе онтогенеза и адаптации. Выявление механизмов стресса и адаптации растений к неблагоприятным факторам на биохимическом, субклеточном, клеточном и организменном уровне. Выявление этологических аспектов эволюции надорганизменных систем на примере отдельных таксонов животных. Разработка концепции социальности у животных. Выявление коммуникации разных модальностей и разработка на их основе концепции опосредованной коммуникации. Характеристика разнообразия этологических механизмов выживания животных в антропогеннотрансформируемой среде. Создание модели механизмов действия половых феромонов млекопитающих и насекомых. Методологические основы системного анализа паттернов полового и агрессивного поведения млекопитающих на примере грызунов. Разработка нетоксичных методов регуляции численности грызунов посредством подавления репродуктивной функции. Разработка концепции управления поведением животных на примере использования данных по миграциям птиц, рыб и др. Анализ механизмов морфогенеза позвоночных и беспозвоночных животных, их изменчивости, динамики и устойчивости к антропогенным воздействиям. Разработка общей концепции гомеостаза, механизмов регуляции и оптимизации структуры сообществ в зависимости от климатических факторов и антропогенных воздействий, в том числе с целью развития принципов и методов экологической инженерии, включая восстановительные технологии. Выявление принципов управления биопродукционным процессом на основе моделирования структуры пищевых сетей и системы трофических уровней в экосистемах разных типов, в условиях антропогенных воздействий на популяции и экосистемы. Разработка принципов, методов и направлений развития системы положительных связей в биоценозах, экологии коадаптивных и симбиотических комплексов, их место и роль в организации, регуляции гомеостаза, устойчивости и эволюции экосистем на основе широкого круга модельных объектов с учетом эколого-физиологических, биохимических и генетических аспектов. Раскрытие экологических и эволюционных механизмов устойчивости природных экосистем к действию пессимальных факторов разного генезиса. Реконструкция динамики структуры и функционирования экосистем лесотундровых экотонов Субарктики за последние 2-3 тыс. лет. Анализ и моделирование смещения верхней и полярной границы леса на Северном и Полярном Урале в 20-21 веках, обусловленного глобальным потеплением климата. Построение сверхдлинных (до 10 тыс. лет) непрерывных древесно-кольцевых хронологий для территории российской Субарктики и реконструкция на их основе климатических условий прошлого. Оценка изменчивости пелагических и бентосных сообществ и роли морских организмов в поддержании гомеостаза и развития морских экосистем в шельфовых зонах Мирового океана. Определение пределов и механизмов адаптационных возможностей морских беспозвоночных и рыб к изменениям факторов окружающей среды. Выявление трофических связей в прибрежных экосистемах дальневосточных морей с помощью комплексного использования липидных и биогеохимических маркеров. Роль липидов во взаимоотношениях симбиотических беспозвоночных. Прогнозное моделирование изменения наземных экосистем в условиях изменяющегося климата. Сценарий развития биоты при различных климатических ситуациях в северо-восточной Азии. Создание карты растительности Азии. Анализ функционирования речного континуума. Характеристика островных териокомплексов северо-восточной Пацифики. Оценка устойчивости к природным и антропогенным воздействиям растительных сообществ в бассейне истоков и верхнего течения р. Амур. Разработка общей модели самоорганизации экосистем лесного, степного и лесостепного типов. Изучение трансформации и устойчивости таёжных экосистем. Характеристика структурной организации и современного состояния морских прибрежных и пресноводных экосистем Северного Охотоморья и их связей с наземными экосистемами. Определение параметров устойчивости и особенностей восстановления естественных и нарушенных в результате деятельности горнорудной промышленности почвенных покровов и лесных экосистем в районах Верхней Колымы. Выявление механизмов функционирования микробных сообществ в районах метановых вент и газогидратов, щелочных гидротерм и холодных почв России и Евразии. Количественные характеристики биосферной роли бореальных лесных экосистем Сибири как основа оценки газового состава атмосферы. Разработка региональных принципов экосистемного управления лесами и организации устойчивого лесопользования Разработка системы оценки репродукционного потенциала организма и его трофо-энергетических потребностей в жизненном цикле, как основы для определения функциональных реакций организмов на антропогенные воздействия (на примере модельных видов сосудистых растений, грибов, животных). Выявление разнообразия адаптивных стратегий и основных типов адаптивных комплексов растительных и животных организмов к циклическим флуктуациям и экстремальным воздействиям внешних факторов Разработка концептуальных основ эколого-генетического мониторинга стабильности популяций с целью оценки воздействия антропогенных факторов на состояние популяционного генофонда. Анализ функционирования иммунной системы человека в условиях антропогенного загрязнения. Анализ экологических механизмов микроэволюционных преобразований в популяциях растений и животных. Раскрытие механизмов популяционных адаптаций к экстремально высоким уровням токсических нагрузок на основе сравнительного изучения экологических особенностей видов разных жизненных форм, репродуктивных и эколого-эволюционных стратегий. Выявление физиологических механизмов адаптации к обитанию в условиях хронического антропогенного загрязнения. Анализ биотических компонентов, их эколого-биологических и структурных изменений под воздействием природных и антропогенных факторов. Популяционно-генетическая характеристика локальных эндемов и широко ареальных видов растений. Характеристика сформировавшихся в ходе эволюции адаптационных механизмов в межпаразитарной системе и системе - паразит-хозяин, входящих в структуру пресноводных биогеоценозов Дальнего Востока. Выявление реакции млекопитающих и их сообществ на изменение качества и пригодности местообитаний в естественной среде и в экспериментах. Выявление закономерностей организации таксоценов и других надвидовых группировок млекопитающих. Оценка состояния и численности морских млекопитающих в дальневосточных морях России. Определение условий, способствующих стабилизации состояния морских млекопитающих. Характеристика адаптивной стратегии и механизмов адаптации доминирующих групп наземных животных к экстремальным условиям Севера. Расшифровка механизмов, ответственных за отклик биологических систем на электромагнитные и акустические поля. Выявление роли систем внутриклеточной сигнализации и белков теплового шока. Выяснение механизмов сочетанного действия радиации и низкоинтенсивного электромагнитного излучения на отдельные органы, а также - на поведенческие реакции организмов. Установление механизмов формирования отдаленных последствий хронического низкоинтенсивного облучения объектов биоты и человека и их отличий от высокодозового облучения. Разработка быстрых тестов, а также аппаратурного оснащения для оценки состояния организма пациентов, подвергавшихся радиотерапии. Выявление механизмов адаптации, устойчивости и факторов, определяющих возможности выживания микроорганизмов в условиях воздействия экстремальных факторов окружающей среды по температуре, солености, щелочности/кислотности, концентрации тяжелых металлов и радионуклидов. Выявление закономерностей возникновения адаптаций в природных популяциях растений и животных, обитающих в условиях длительных радиационных нагрузок. Выявление новых природных антиоксидантов, средств, предотвращающих патологические последствия окислительного стресса на организм млекопитающих при воздействии факторов внешней среды. Идентификация источников радиоактивного загрязнения различного генезиса. Оценка запасов радионуклидов в основных компонентах наземных и водных экосистем. Разработка концепции и методологии мониторинга наземных и водных экосистем, находящихся в сфере предприятий ядерного топливного цикла. Разработка балансовых моделей миграции и накопления техногенных радионуклидов в бассейнах крупных рек Урала и Западной Сибири для долгосрочных прогнозов глобальных, региональных и локальных уровней загрязнения природной среды. Оценка скоростей депонирования и миграции естественных и техногенных радионуклидов в наземных и водных экосистемах в условиях основных природных зон Северной Евразии. Разработка методов диагностики источников поступления в окружающую среду радионуклидов на основе анализа их изотопных отношений. Анализ закономерностей возникновения адаптаций в природных популяциях растений и животных к обитанию в условиях длительных радиационных нагрузок. Характеристика влияния химических соединений, в том числе ксенобиотиков, нарушающих эндокринную регуляцию физиологических функций морских беспозвоночных и рыб. Разработка радиоизотопных и ферментативных методов для изучения способности морской среды к самоочищению Выявление физиологических реакций и механизмов индивидуальной устойчивости к воздействию экстремальных климато-географических, техногенных и социальных факторов внешней среды. Выявление функциональных резервов и их использование в поддержании гомеостаза организма человека и животных при воздействии измененных факторов внешней среды. Расшифровка механизмов формирования микробных сообществ, симбиотических взаимоотношений про- и эукариот в различных биологических системах. Идентификация новых микроорганизмов, метаболизирующих органическое вещество и соединения железа, тяжелых металлов, радионуклидов, серы и азота в экстремальных и умеренных техногенных и природных экосистемах, в том числе подземных. Изучение микробиологических и биогеохимических процессов циклов углерода и серы в экстремальных и умеренных экосистемах, в том числе антропогенных. Установление механизмов взаимодействия различных систем передачи сигналов в растительной клетке, интегрирующих совокупность биохимических процессов в растении, связанных с регуляцией роста, покоя, созревания и иммунитета. Выявление молекулярно-генетических и физиологических механизмов действия фитогормонов и ростовых веществ, определяющих защитные механизмы сельскохозяйственных культур.	2006	2010
6.3.	Биологическое разнообразие	Ревизия систематики разных таксонов животных на основе использования морфо-функциональных, филогенетических и эволюционных подходов. Разработка концептуальных основ теории морфологической эволюции, принципы и критерии филогенетики. Разработка целевых систем типологии, классификации и картографирования природных сообществ и экосистем России с учетом структурных, ценотических и сукцесионно-динамических критериев, в том числе в целях прогнозирования состояния окружающей среды и природных биоресурсов. Подготовка федеральных и региональных сводок и атласов, отражающих состояние экосистем и их компонентов. Характеристика функционально-ценотической организации микробных сообществ почв, их дискретно-континуальной и вертикально-ярусной структуры, связи с макроорганизмами, их роли в трансформации органического вещества, в почвенном плодородии и в системе механизмов устойчивости наземных экосистем. Разработка типологической классификации сообществ беспозвоночных в реках различного типа (холодноводных, умеренно холодноводных, умеренно тепловодных, тепловодных и т.д.), сезонные и географические изменения количественных и функциональных характеристик сообществ. Выявление закономерности функционирования сообществ млекопитающих Дальнего Востока и разработка подходов к их классификации. Обновление базы данных по чужеродным видам на территории Российской Федерации. Разработка методики выявления транзитных путей ("инвазийных коридоров") распространения чужеродных видов. Создание модели трофических отношений (конкуренция, взаимоотношение хищник-жертва, паразит-хозяин) инвазийного вида в экосистемах-реципиентах. Прогноз и оценка риска новых инвазий чужеродных видов. Разработка методики выявления в природе и оценки воздействия на экосистемы генетически модифицированных организмов и гибридов. Составление справочника по интродуцированным видам, активно самовоспроизводящимся в ботанических садах России. Интродукция, обогащение и сохранение генофонда растений культурной флоры континентальных районов России. Анализ таксономического состава, количественного распределения и закономерностей формирования сообществ обрастания антропогенных субстратов и планктона с целью выявления видов-интродуцентов для определения масштабов глобального процесса расселения и акклиматизации видов-вселенцев. Определение параметров адаптации растений к среде обитания в условиях муссонного климата. Выявление основных закономерностей структурно-функциональной организации паразитарных систем акантоцефалов в экстремальных условиях экосистем Северо-Востока Сибири; анализ структурно-функциональной организации фоновых и патогенных видов гельминтов. Оценка индикационной роли чужеродных (адвентивных) видов растений в антропогенных ландшафтах. Характеристика современных трендов антропогенной динамики почвенного покрова и почвенных сообществ. Выявление роли сапрофитных почвенных микромицетов в деструкции растительного опада и обеспечении устойчивого развития лесных экосистем. Создание базы данных микробиологических показателей болотных биогеоценозов. Выявление биогеографических закономерностей и ландшафтной специфики пространственного варьирования физико-химических свойств и биологической активности почв. Раскрытие механизмов и построение моделей поведения тяжелых металлов в почвенном покрове при высоких уровнях атмосферного поступления элементов. Характеристика генезиса, экологического состояния и плодородия почв Тихоокеанского региона: разработка системы поэлементной и интегральной оценок экологического состояния почвенного покрова и его пространственно-временной организации. Разработка методики картографической оценки деградации почв. Подготовка Красной книги почв Российского Дальнего Востока; разработка системы охраняемых почвенных объектов: эталонных, уникальных и исчезающих почв (в зоне сельскохозяйственной деятельности), особо ценных и ценных земель. Усовершенствование систематики техногенных почвенных образований (ТПО), изучение трансформации и эволюции ТПО в условиях Дальнего Востока. Разработка приемов микробиологической регенерации техногенно нарушенных земель. Анализ процессов почвообразования в зонах активных вулканов. Раскрытие процессов миграции и аккумуляции металлов водной почвенной и биотической средами в районах сульфидных руд месторождений Камчатской области. Создание карты типов леса и типов почв Забайкалья. Ревизия флоры Урала, Западной и Центральной Сибири, выявление закономерности распространения эндемичных и реликтовых видов. Издание очередных томов серий "Фауна России", "Определители по фауне России", "Флора России". Инвентаризация флоры и фауны России и сопредельных стран. Подготовка обзорных монографий, каталогов и аннотированных списков по группам в мировом объеме и для территорий внетропической Евразии на основе монографических исследований отдельных групп животных и растений, в том числе важных в практическом отношении (сельскохозяйственных, ресурсных, вредных, опасных для здоровья и др.). Выявление закономерностей изменения и факторов формирования современных фаун и флор отдельных регионов Земного шара на основе детальных региональных фаунистических и флористических исследований (северо-западная Россия, Кавказ, Российская Арктика, Дальний Восток). Разработка схем классификации ряда формаций растительности России - лесной на примере северо-запада России, степной и тундровой. Анализ сообществ водных животных бентоса и планктона Белого моря, дальневосточных морей России и других частей Мирового океана. Инвентаризация биологического разнообразия основных групп растений, животных и грибов на территории Урала, Западной Сибири и европейского Северо-востока России. Анализ закономерностей синантропизации растительного покрова Урала и Западной Сибири на территориях с различным характером и уровнем хозяйственного использования. Анализ фауны паразитов беспозвоночных и позвоночных в экосистемах Дальнего Востока и выявление закономерностей формирования специфичных паразитарных сообществ у организмов различных таксономических групп. Характеристика флоры водорослей, фауны и систематики пресноводных беспозвоночных животных юга российского Дальнего Востока с целью подготовки региональных определителей для доминирующих групп организмов, а также для составления списков видов-индикаторов качества пресных вод. Биогеографическое районирование южных районов российского Дальнего Востока. Подготовка новой редакции определителей пресноводных и солоноватоводных моллюсков и веснянок России. Характеристика фауны пресноводных беспозвоночных и флоры водорослей Дальнего Востока и Сибири. Совершенствование систематики позвоночных животных на основе применения методов современной генетики. Генетическое типирование редких и хозяйственно ценных видов. Решение вопросов таксономии редких и/или малоизученных групп пресноводных рыб Дальнего Востока сочетанием методов традиционной и молекулярной систематики. Проведение систематико-флористического и эколого-географического анализа структуры криптогамной биоты в природных и антропогенных экосистемах Дальнего Востока. Разработка схем ихтиогеографического районирования Дальневосточного региона и вероятных сценариев генезиса ихтиофауны. Завершение многотомной сводки "Определитель насекомых Дальнего Востока России" (в 6 томах, 19 книгах). Создание новой фундаментальной сводки "Аннотированный каталог насекомых Дальнего Востока России" (в 4 томах), изучение систематики и фаунистики отдельных групп насекомых и многоножек. Усовершенствование систематики хищных нематод подотряда Mononchina, инвентаризация фауны почвенных и фитопаразитических нематод в ранее не изученных районах Азиатско-Тихоокеанского региона и оценка состояния обследованных экосистем на основе сукцессионной зрелости нематодных сообществ. Проведение систематико-флористического и эколого-географического анализа структуры криптогамной биоты в природных и антропогенных экосистемах Дальнего Востока. Проведение ревизии таксономического состава биоты грибов, водорослей и мохообразных региона, обобщение полученных результатов в отдельных томах многотомной сводки "Низшие растения, грибы и мохообразные Дальнего Востока России" и выпусках "Определителя грибов России". Разработка интегрированной, основанной на ГИС базы данных, включающей флористический, фитоценотический и климатический блоки. Систематика, морфология и экология слабоизученных семейств насекомых и пауков, сохранение редких, исчезающих видов чешуекрылых Дальнего Востока России. Оценка эколого-ценотического и таксономического разнообразия флоры Дальнего Востока. Изучение путей ее формирования. Разработка систематики малоизученных таксонов растений и животных Северо-Востока Азии. Характеристика современного состава флоры и фауны слабо исследованных территорий суши и акваторий речных систем и прибрежных морских пространств Северо-Востока Азии. Инвентаризация и биогеографический анализ животного и растительного мира Северного Охотоморья. Подготовка к созданию электронного атласа ареалов растений и животных Северо-Востока России. Описание новых для науки таксонов облигатно морских бактерий и микроскопических грибов, оценка их экологических свойств и биотехнологического потенциала. Характеристика биологического разнообразия зоопланктона в дальневосточных морях. Завершение инвентаризации фауны позвоночных России. Издание каталогов по различным их группам. Информационные базы данных по позвоночным животным особо охраняемых территорий и видам, занесенным в Красную книгу Российской Федерации (животные). Разработка методологических основ мониторинга биоразнообразия. Научные основы, методы и технологии спутникового мониторинга индикаторов состояния и динамики биоразнообразия наземных экосистем Северной Евразии. Разработка стратегии сохранения и технологии восстановления ряда редких и находящихся под угрозой исчезновения видов (озерный лосось, микижа, дрофа, переднеазиатский леопард, сахалинская кабарга и др.). Выявление микробиологического потенциала ледникового щита Центральной Антарктиды и озера Восток. Инвентаризация разнообразия сообществ и экосистем, изучение современной динамики биоразнообразия, определяющих ее факторов и механизмов воздействия. Выявление характера связей между биологическим разнообразием, устойчивостью сообществ, интенсивностью продукционных и деструкционных процессов в экосистемах для основных природных зон Северной Евразии. Анализ многолетних трендов и выявление факторов изменения биоразнообразия в районах сильных локальных антропогенных нарушений природных комплексов. Оценка биологического разнообразия и характеристика симбиотических взаимодействий микроорганизмов в природных биоценозах. Разработка технологии микробиологического мониторинга водных экосистем. Анализ фауны паразитов беспозвоночных и позвоночных в экосистемах Дальнего Востока и выявление закономерностей формирования специфичных паразитарных сообществ у организмов различных таксономических групп. Внедрение и адаптация современных методов мониторинга популяций крупных хищников. Оценка вклада природных и антропогенно-обусловленных факторов в современное разнообразие птиц Уссурийского края. Долговременный мониторинг состояния популяций с акцентом на эндемичные и краснокнижные виды птиц. Разработка подробной геоботанической классификации растительных сообществ Среднего Приамурья. Создание кадастра редких и исчезающих видов растений. Характеристика состояния биоразнообразия и решение проблемы сохранения криптогамной биоты на охраняемых природных территориях Дальнего Востока. Анализ пирогенной динамики растительности горно-бореальных ландшафтов Приамурья, первичных сукцессий растительности в поймах горно-бореальных ландшафтов Приамурья. Определение основных флористических критериев для оценки степени эффективности охраны сосудистых растений Дальнего Востока в системе ООПТ (гос. заповедники) и оценка для отдельных субрегионов - Приморья, Приамурья и Охотии. Комплексная оценка биологического разнообразия пресноводных гидробионтов островных и прибрежных районов бассейна Охотского и Японского морей. Анализ генетического разнообразия видов дальневосточной флоры на основе молекулярных маркеров ДНК. Создание банка генетических ресурсов животных Дальнего Востока. Разработка методов и моделей для оценки состояния и динамики морских экосистем. Создание базы данных по различным видам и категориям биологических ресурсов, имеющих хозяйственное значение. Разработка научных основ и методологии мониторинга биологических ресурсов природных и антропогенных наземных экосистем Северной Евразии для оценки их потенциальной емкости рационального использования. Разработка рекомендаций по управлению, рациональному устойчивому использованию и расширенному воспроизводству биологических ресурсов различных видов и категорий на популяционном, видовом и экосистемном уровнях. Выявление приоритетных видов местной флоры, перспективных для введения в культуру в целях их хозяйственного использования (озеленение населенных пунктов, аграрное производство и др.), а также нуждающихся в искусственном сохранении генофонда вследствие сокращения их природных популяций. Разработка технологий оптимальной эксплуатации популяций промысловых млекопитающих на основе учета их эколого-эволюционных стратегий. Построение долгосрочных прогнозов трансформации природных комплексов Урала и Западной Сибири при разных сценариях социально-экономического развития и глобального изменения климата. Определение критических уровней токсических нагрузок для основных типов природных экосистем Северной Евразии. Выявление закономерностей динамики пространственно-временной структуры лесных экосистем в условиях техногенного загрязнения. Определение параметров устойчивости и особенностей восстановления естественных и нарушенных в результате деятельности горнорудной промышленности, почвенных покровов и лесных экосистем в районах Верхней Колымы. Исследование влияния микробных комплексов контактных зон на самоочищение пресноводных и морских экосистем. Разработка новых технологий выращивания морских организмов в условиях марикультуры. Изучение молекулярной изменчивости и генетической структуры видов и популяций ценных и промысловых беспозвоночных и рыб; подготовка базы генетических данных для рациональной эксплуатации морских биологических ресурсов. Разработка стратегий рационального комплексного использования лесных растительных сообществ с учетом характера их воспроизводства, долговременной динамики и сукцессионных процессов. Разработка стратегий комплексного использования промысловых видов животных с учетом характера их воспроизводства и долговременной динамики. Разработка экологических и биогеографических основ рационального использования и воспроизводства лесных ресурсов Приморья. Молекулярно-генетические исследования редких и ценных видов дальневосточной флоры для разработки стратегий их сохранения. Оценка регуляторной роли грибов в структурно-функциональной организации растительных сообществ. Характеристика динамики лесных экосистем Дальнего Востока и проблемы сохранения биоразнообразия. Выявление и идентификация фитовирусов, распространенных на Дальнем Востоке. Фитохимическое исследование дальневосточных представителей сем. Asteraceae, Caryophyllaceae, Araliaceae, Ranunculaceae, Fаbaceae, Orchidaceae с целью поиска новых источников фитоэкдистероидов, алкалоидов, флавоноидов. Разработка методов комплексной переработки водорослей для получения новых биологически активных препаратов. Выделение новых микроорганизмов, в том числе экстремофилов, нанобактерий и так называемых некультивируемых микроорганизмов, и разработка методов их культивирования. Выявление новых видов грибов - потенциальных продуцентов биологически активных веществ.	2006	2010
6.4.	Общая генетика.	Выявление молекулярно-генетических и физиологических механизмов действия фитогормонов и ростовых веществ, определяющих защитные механизмы сельскохозяйственных культур. Расшифровка геномов ряда важнейших сельскохозяйственных растений. Разработка генетики количественных признаков, определяющих адаптацию организмов к неблагоприятным условиям среды. Выяснение молекулярно-генетических механизмов взаимодействий патогенных, симбиотических и ассоциативных микроорганизмов с растениями как основы для развития эффективных современных биотехнологий. Разработка и использование методов фитобиотехнологии для создания новых форм растений с улучшенными параметрами роста и продуктивности. Создание растений-биопродуцентов. Разработка эффективных экологически безопасных методов применения физиологически активных веществ нового поколения в технологиях регуляции роста растений, повышения их устойчивости к фитопатогенам, повышения урожайности и сохранности сельскохозяйственной продукции Разработка специфических молекулярно-генетических маркеров в целях прогнозирования динамики популяций на различных иерархических уровнях Разработка математических моделей для прогнозирования генетических процессов в нативных и антропогенных популяциях. Анализ популяционно-генетической структуры региональных и этнических групп в населении России по признакам, используемым для геномной регистрации. Реконструкция эволюционной истории народов России. Разработка системы генетической паспортизации для характеристики и поддержания ценных пород животных и сортов хозяйственно важных растений, а также видов-эндемиков России. Анализ тератогенных и мутагенных эффектов химического и радиационного загрязнения окружающей среды. Выявление генов, контролирующих хозяйственно ценные признаки животных, растений и микроорганизмов, и их использование в селекции и биотехнологии. Характеристика форм сельскохозяйственных животных и растений, устойчивых к патогенам, вредителям и неблагоприятным условиям внешней среды. Анализ механизмов возникновения, распространения и фиксации генетической изменчивости у морских беспозвоночных и рыб. Разработка компьютерных моделей генетических процессов, определяющих эволюцию видов и внутривидовых групп; установление связи этих процессов с глобальными геологическими и климатическими изменениями, а также с антропогенными и иными воздействиями. Анализ структуры и разнообразия генофондов коренного и пришлого населения Северной Азии по данным об изменчивости высокополиморфных генетических систем. Создание базы данных по изменчивости митохондриальных генофондов народов Центральной и Восточной Азии. Анализ молекулярно-генетической дифференциации некоторых таксонов позвоночных животных (рыбы, млекопитающие) Сибири и Дальнего Востока. Установление роли факторов эволюции в формировании генетической изменчивости в природных популяциях человека, животных и растений. Создание генетических коллекций и баз данных. Разработка новых генетико-статистических методов анализа сложных признаков человека, растений и животных. Изучение наследования признаков, связанных с адаптивностью растений и животных к экстремальным условиям окружающей среды, закономерностей кариотипической макро- и микроэволюции. Молекулярно-генетическое картирование геномов растений и животных. Исследование молекулярно-генетических механизмов гормональной регуляции репродуктивной функции животных. Физиологическая генетика сложных функций, гормональных регуляций, доместикации и поведения. Изучение молекулярно-генетических основ регуляции иммунного ответа и закономерностей эволюции иммунной системы. Создание методов реконструкции геномов растений на основе хромосомной инженерии. Раскрытие генетических механизмов, контролирующих системы размножения растений Выявление роли эпигенетических механизмов в формировании фенотипических характеристик растений. Определение закономерностей изменчивости геномов органелл в процессе формообразования на основе отдаленной гибридизации растений. Исследование закономерностей структурно-функциональной реорганизации геномов растений в процессе эволюции и селекции. Разработка новых способов ускоренного и целенаправленного создания генотипов мягкой пшеницы, характеризующихся адаптивными и хозяйственно-ценными признаками. Выявление закономерностей сезонной и многолетней динамики геномной нестабильности, а также раскрытие механизмов ее регуляции в популяциях модельных видов млекопитающих. Разработка методов оценки риска генетических нарушений у человека и прогнозирования отдаленных генетических последствий радиационных и техногенных инцидентов на основе данных эколого-генетического мониторинга состояния популяций модельных видов мелких млекопитающих. Расшифровка геномов ряда важнейших сельскохозяйственных растений. Разработка генетики количественных признаков, определяющих адаптацию организмов к неблагоприятным условиям среды.	2006	2010
6.5.	Структура и функции биомолекул и надмолекулярных комплексов	Идентификация и выделение из биологических объектов новых эндогенных макромолекулярных биорегуляторов; установление структуры и механизма действия. Оценка возможности их использования в качестве биоэффекторов. Расшифровка пространственных структур значительного числа белков и сложных макромолекулярных комплексов. Анализ структурно-динамических свойств белков (а также конформаций белков и пептидов), полибелковых комплексов и комплексов белков с различными низко- и высокомолекулярными веществами. Установление механизмов взаимодействий белок-белок, белок - нуклеиновая кислота и других биополимеров. Выявление особенностей структуры нуклеиновых кислот, играющих ключевую роль в функциях клеточных органелл и временных функциональных комплексах клетки. Выяснение взаимосвязи структура - биологическая активность для полисахаридов морских организмов. Изучение динамики состава и функции липидов морских микроводорослей в течение жизненного цикла. Увеличение синтеза вторичных метаболитов в культурах клеток растений посредством использования регуляторных генов. Выяснение сигнальных путей, приводящих к активации синтеза вторичных метаболитов разных групп. Разработка алгоритмов предсказания структуры комплексов ферментов с аналогами субстратов и ингибиторами в целях направленной регуляции активности ферментов. Расшифровка механизмов действия ферментов, в т.ч. ферментов матричного биосинтеза, репарации и рекомбинации ДНК. Конструирование ферментов методами белковой инженерии для фундаментальных исследований и применения в биотехнологии. Создание синтетических катализаторов, имитирующих действие природных ферментов. Получение и широкое использование каталитических антител в органическом синтезе и медицине. Поиск, выделение и структурный анализ новых низкомолекулярных биорегуляторов. Разработка высокоэффективных методов оценки их функционального потенциала. Выяснение механизмов взаимодействия биологически активных соединений с мембранными и внутриклеточными мишенями.	2006 г.	2010 г.
6.6.	Механизмы реализации генетической информации. Биоинженерия	Установление структуры хроматина в интерфазном ядре и метафазных хромосомах. Выяснение роли модификаций гистонов и других белков хроматина в контроле транскрипции. Выявление основных цис-регуляторных элементов ДНК, контролирующих функционирование генома, и установление природы взаимодействующих с ними белков и их роли в регуляции транскрипции. Расшифровка механизмов регуляции на уровне генов и их транскриптов с участием малых интерферирующих РНК. Выяснение регуляторных механизмов координированного функционирования генов, приводящего к проявлению определенных признаков. Выяснение молекулярных механизмов действия низкомолекулярных биорегуляторов на экспрессию генов, участвующих в иммунологических реакциях. Определение конкретных генов, экспрессирующихся в макрофагах и лимфоцитах, и белков, синтезирующихся в результате экспрессии, после стимуляции клеток биологически активными веществами. Выяснение структурно функциональных особенностей оперонов ряда мембранных белков (неспецифических порообразующих белков, фосфолипаз и протеаз) грамотрицательных патогенных бактерий рода Yersinia, отвечающих за формирование адаптационного потенциала бактерий, в том числе в условиях стресса. Установление механизмов регуляции трансляции малыми РНК и продуктами экспрессии генов. Установление роли альтернативного сплайсинга в формировании изоферментного разнообразия белков. Раскрытие механизмов белкового синтеза у эукариот (в т.ч. человека) на базе полностью реконструированных систем in vitro. Осуществление бесклеточного синтеза ряда полипептидов и белков в интересах медицины и сельского хозяйства Разработка методов интегрального анализа транскриптомов с определением уровня транскрипции генов в данной клетке. Выяснение биологической роли некодирующих последовательностей ДНК. Установление генетических взаимосвязей между генами и локусами хромосом, относящихся к геномам разных видов.	2006	2010
6.7.	Клеточная биология	Разработка теории, объясняющей происхождение, механические свойства и динамику холестерин-сфингомиелиновых доменов (рафтов) в клеточных и модельных мембранах. Создание термодинамической и статистической модели многокомпонентных мембран с учетом их доменной структуры и образованием рафтов, обогащенных белком. Выявление физиологически значимых особенностей фазовых состояний и фазовых переходов в липидных и липопротеиновых системах, моделирующих реальные биологические мембраны. Выявление роли клеточных мембран в восприятии и передаче стрессовых сигналов у фотосинтетических организмов. Разработка теории ответа различных фотосинтетических функций на комплексное воздействие стрессовых факторов различной природы. Расшифровка механизмов каналообразующего действия низкомолекулярных биорегуляторов, белков-поринов, токсинов белковой и небелковой природы в модельных и биологических мембранах и разработка способов регуляции их активности. Установление функциональной связи распада и образования суперкомплексов дыхательной цепи митохондрий с физиологическим состоянием клетки, реакцией на стресс, адаптацией. Выявление особенностей биоэнергетики, структуры биологических мембран, функционирования фотосинтетического аппарата у организмов, существующих в экстремальных условиях окружающей среды. Разработка функциональной схемы и соответствующих математических моделей взаимодействия первичных процессов запасания энергии света в фотосинтетической мембране и систем метаболизма растительной клетки, позволяющих оценивать функционирование метаболических систем клетки в различных условиях. Разработка новых методов изучения органелл и ультраструктуры клеток разного уровня организации. Расшифровка молекулярных механизмов межклеточных взаимодействий. Изучение влияния чужеродных генов - активаторов транскрипции и онкогенов на рост и дифференцировку эмбриональных клеток морских беспозвоночных. Выявление молекулярно-генетических механизмов, лежащих в основе гистобластических потенций клеток, определение роли лектинов в обеспечении взаимодействий "клетка-клетка" и "клетка-субстрат" в ходе регенерации и развития морских беспозвоночных. Изучение влияния взаимодействия лектинов с мембраной клетки на клеточный метаболизм. Изучение влияние низкомолекулярных биорегуляторов морского происхождения на клеточную сигнализацию, в первую очередь, на киназные каскадные процессы. Установление физиологических механизмов регуляции активности катион-проводящих каналов в плазматической мембране эукариотических клеток, путей активации и инактивации катионных каналов, роли кортикального цитоскелета и липидного окружения. Направленная модуляция функциональной активности клеточных рецепторов и ионных каналов. Расшифровка молекулярных механизмов вкуса, электро- и магниторецепции, а также принципов кодирования и обработки сенсорной информации. Использование стволовых клеток растений как модельной системы для изучения механизмов клеточной дифференцировки. Выявление возможной роли белков теплового шока в формировании противоопухолевого и противовирусного иммунитета. Разработка технологии получения клеточных культур из тканей морских беспозвоночных. Оценка пролиферативного потенциала культивируемых клеток у разных типов морских беспозвоночных и факторов, определяющих морфогенетические клеточные реакции и процессы цитодифференцировки. Исследование зародышевых детерминант в эмбриональных стволовых клетках и клетках эмбриоидных тел, полученных трансплантацией культивируемых эмбриональных стволовых клеток в полость тела животных. Получение морфологических, цитохимических и молекулярных доказательств единства и консерватизма морфофункциональных характеристик стволовых клеток кишечнополостных, ракообразных и млекопитающих. Исследование возможности использования гликоконъюгатов морских макроорганизмов в качестве адгезивных и ростовых факторов при заместительной клеточной терапии. Использование ферментов морского происхождения для получения стволовых клеток. Установление рецепторов и механизмов клеточной сигнализации, определяющих миграцию, хоуминг и дифференцировку стволовых клеток. Разработка подходов к широкому использованию клеток зародыша и взрослого организма человека в медицине для прямой подсадки необходимых клеток (клеточная терапия) и для создания искусственных органоспецифичных клеток. Разработка методов выделения, очистки и дифференцировки стволовых клеток, а также их культивирования в синтетических средах. Получение генетически модифицированных клеток. Получение стабильных линий стволовых клеток человека, способных к тканеспецифической дифференцировке. Создание банков данных стволовых клеток.	2006	2010
6.8.	Биофизика. Радиобиология. Математические модели в биологии.	Установление детальных механизмов преобразования энергии АТФ в механическую работу. Выяснение механизмов регуляции сокращения различных типов мышц. Разработка методов защиты сократительного аппарата и цитоскелета от неблагоприятных воздействий. Выявление рецепторов и расшифровка молекулярных механизмов положительного и отрицательного хемотаксиса клеток животных и человека. Расшифровка механизмов, ответственных за отклик биологических систем на электромагнитные и акустические поля. Выявление роли систем внутриклеточной сигнализации и белков теплового шока. Выяснение механизмов сочетанного действия радиации и низкоинтенсивного электромагнитного излучения на отдельные органы, а также - на поведенческие реакции организмов. Установление механизмов формирования отдаленных последствий хронического низкоинтенсивного облучения объектов биоты и человека и их отличий от высокодозового облучения. Разработка быстрых тестов, а также аппаратурного оснащения для оценки состояния организма пациентов, подвергавшихся радиотерапии. Выявление механизмов адаптации, устойчивости и факторов, определяющих возможности выживания микроорганизмов в условиях воздействия экстремальных факторов окружающей среды по температуре, солености, щелочности/кислотности, концентрации тяжелых металлов и радионуклидов. Выявление закономерностей возникновения адаптаций в природных популяциях растений и животных, обитающих в условиях длительных радиационных нагрузок. Выявление новых природных антиоксидантов, средств, предотвращающих патологические последствия окислительного стресса на организм млекопитающих при воздействии факторов внешней среды. Идентификация источников радиоактивного загрязнения различного генезиса. Оценка запасов радионуклидов в основных компонентах наземных и водных экосистем. Разработка концепции и методологии мониторинга наземных и водных экосистем, находящихся в сфере предприятий ядерного топливного цикла. Разработка балансовых моделей миграции и накопления техногенных радионуклидов в бассейнах крупных рек Урала и Западной Сибири для долгосрочных прогнозов глобальных, региональных и локальных уровней загрязнения природной среды. Оценка скоростей депонирования и миграции естественных и техногенных радионуклидов в наземных и водных экосистемах в условиях основных природных зон Северной Евразии. Разработка методов диагностики источников поступления в окружающую среду радионуклидов на основе анализа их изотопных отношений. Анализ закономерностей возникновения адаптаций в природных популяциях растений и животных к обитанию в условиях длительных радиационных нагрузок. Характеристика влияния химических соединений, в том числе ксенобиотиков, нарушающих эндокринную регуляцию физиологических функций морских беспозвоночных и рыб. Разработка радиоизотопных и ферментативных методов для изучения способности морской среды к самоочищению. Выявление физиологических реакций и механизмов индивидуальной устойчивости к воздействию экстремальных климато-географических, техногенных и социальных факторов внешней среды Молекулярный дизайн и синтез новых модуляторов клеточной активности с заранее заданными свойствами. Оптимизация методов генерации структур биологически активных препаратов на основе компьютерного моделирования. Построение моделей процессов на молекулярном и клеточном уровнях, описывающих метаболические превращения и процессы переноса вещества и энергии, взаимодействие которых играет регуляторную роль в функциональной активности клетки. Анализ свойств нелинейных волн в математических моделях с кросс-диффузией, описывающих процессы самоорганизации в биологических системах. Теоретические и экспериментальные исследования свойств таксисных волн на примере бактериальных популяционных волн. Выявление механизмов и последствий инвазии динамических режимов (стационарного, периодических и хаотических колебаний биомассы) в водных (морских и озерных) сообществах. Выявление нелинейных динамических процессов в функционирующем сердце. Разработка методов моделирования, позволяющих визуализировать процессы на уровне взаимодействия отдельных биомакромолекул с учетом сложной архитектуры субклеточных систем. Разработка мультимедийных моделей и информационных систем для разных типов живых систем (субклеточные системы, клетки, организмы, группы организмов), представляющих информацию о структурах и процессах в данной системе, и дающих возможность работать с компьютерными моделями процессов в режиме "on-line". Разработка нового поколения алгоритмов и программ для высокоэффективной комплексной конвеерной автоматической функциональной аннотации геномов, транскриптомов, протеомов, метаболомов микроорганизмов, растений, животных и человека. Моделирование метаболизма микроорганизов, предсказание эффектов мутаций, предсказание свойств генно-инженерных штаммов. Анализ и компьютерное моделирование регуляторных систем, количественное описание процессов регуляции экспрессии генов на языке математических моделей. Построение трехмерной структуры белков по последовательности аминокислот. Создание компьютерных моделей динамики генных сетей, контролирующих молекулярно-биологические, молекулярно-генетические, биохимические и физиологические системы и процессы у микроорганизмов, растений, животных и человека. Разработка новых генетико-статистических методов анализа комплексных признаков человека, животных и растений. Создание компьютерных моделей про- и эукариотической клетки, объединяющих математические модели основных клеточных процессов. Разработка информационных систем нового поколения для регистрации и анализа физиологических данных. Разработка и внедрение новых математических моделей физиологических процессов и систем. Разработка обучающихся нейронных сетей и изучение эффективности нейросетевых моделей управления многосуставными движениями человека. Математическое моделирование механической и электрической функций миокарда и их взаимосвязей. Моделирование неоднородной сердечной ткани. Создание новой математической модели и программного обеспечения процессов нелинейного вязкоупругого поведения пассивного миокарда. Определение в возрастном аспекте структурных особенностей математических моделей кардиоритма у детей и подростков коренных и аборигенных жителей Крайнего Севера для оценки адаптационного потенциала лиц, проживающих в экстремальных природных условиях.	2006	2010
6.9.	Биотехнология	Разработка методов модификации геномов бактерий, микроводорослей, растений с целью создания новых продуцентов биологически активных соединений широкого спектра применения и белков фармакологической группы, а также трансгенных животных, продуцирующих ценные белки человека. Разработка методов интеграции чужеродной ДНК в геном при получении новых трансгенных форм растений. Разработка методов переноса трансгеномов - искусственных генных сетей, контролирующих целевые фенотипические признаки растений. Разработка биотехнологических методов получения новых лекарственных препаратов и пищевых волокон на основе грибов и микроорганизмов. Разработка фундаментальных основ новых микробных биотехнологий: переработки руд цветных и благородных металлов; повышения нефтеотдачи пластов; снижения содержания метана в угольных шахтах; очистки и ремедиации природных и техногенных экосистем от нефтяных и других загрязнений. Разработка на основе микроорганизмов новых промышленных биокатализаторов с измененными свойствами для использования в пищевой, текстильной, целлюлозо-бумажной промышленности и сельском хозяйстве. Разработка методик санации антропогенно измененных природных объектов с помощью микроорганизмов. Выяснение молекулярно-генетических механизмов взаимодействий патогенных, симбиотических и ассоциативных микроорганизмов с растениями как основы для развития эффективных современных биотехнологий. Разработка и использование методов фитобиотехнологии для создания новых форм растений с улучшенными параметрами роста и продуктивности. Создание растений-биопродуцентов. Разработка эффективных экологически безопасных методов применения физиологически активных веществ нового поколения в технологиях регуляции роста растений, повышения их устойчивости к фитопатогенам, повышения урожайности и сохранности сельскохозяйственной продукции. Разработка единой технологической платформы для получения прижизненных трехмерных флуоресцентных изображений, отображающих локализацию опухолей, колоний бактерий, вирусов в мелких лабораторных животных. Создание суперчувствительных и экспрессных систем биодетекции физиологически активных соединений. Разработка и производство оборудования на основе белковых и ДНК микро- и наночипов для мультипараметрического анализа микрообъемов проб. Разработка лабораторного макета установки для многоканального анализа ионных токов в биологических мембранах в роботизированном комплексе для скрининга новых лекарственных препаратов. Создание нового спектрального подхода к исследованию структурных и динамических свойств биомолекул на основе регистрации ИК-эмиссии, индуцированной электромагнитным излучением. Создание инфракрасных термовизионных методов контроля состояния сосудов в норме и при патологии. Усовершенствование приборов ПЦР для работы в полевых условиях, автоматизация методов молекулярно-генетического маркирования, адаптация методологии "бар код жизни" для различных таксономических групп организмов, стрип-тесты для оперативного выявления отдельных целевых белков, ДНК-чипы для широкого спектра геномов и отдельных целевых групп генов, наборы для дифференциального дисплея различных физиологических процессов. Разработка единого аппаратурно-программного комплекса диагностики и неинвазивной коррекции дизадаптаций и функциональных нарушений организма на основе спектрально-волновой оценки деятельности головного мозга и кардиоритма человека. Создание новых высокопроизводительных синтезаторов нуклеиновых кислот и робототехники для манипуляций с ДНК. Создание микрофлюидных устройств для изучения и регистрации молекулярно-генетических систем и процессов на уровне отдельных клеток. Определение состава, структуры, функции и путей биосинтеза оксилипинов бореальных альцинарий и морских красных водорослей, оценка физико-химических свойств, фармакологической активности низкомолекулярных соединений из морских водорослей и беспозвоночных животных для создания новых лекарственных препаратов Широкомасштабный скрининг биологически активных веществ с использованием современного оборудования и тест-систем in vitro и in vivo для поиска соединений, обладающих противоопухолевой, противовирусной, антимикробной, кардиотонической, нейрональной, иммуномодулирующей, ростстимулирующей, ранозаживляющей, гепатозащитной и другими видами активности. Разработка методов переноса трансгенов в ДНК животных клеток посредством агробактериальных векторов; Создание рекомбинантных белков, в том числе лектинов, актинопоринов и др. с заданными иммуномодулирующими свойствами с целью получения молекулярных вакцин и биопрепаратов. Конструирование иммуноконъюгатов актинопоринов с лигандами, специфически взаимодействующими с определенными клеточными структурами, с целью создания иммунотоксинов направленного действия. Поиск и изучение лигандов белковой и небелковой природы и компьютерное моделирование и их взаимодействия с потенциальными терапевтическими мишенями с перспективой создания на этой основе противовирусных, противоопухолевых, обезболивающих и противовоспалительных средств.	2006	2010
6.10.	Физиология нервной и висцеральных систем, клиническая физиология	Расшифровка механизмов восприятия, передачи и переработки сенсорной информации в нервной системе. Выявление основных принципов и нейронных механизмов распознавания и формирования в памяти образов внешних объектов и параметров сигналов. Определение физиологических механизмов зрительной и акустической пространственной ориентации и сенсомоторной координации. Выявление принципов организации и механизмов функционирования двигательной системы в норме, при физических и спортивных нагрузках, в условиях гипо- и гипергравитации. Влияние факторов невесомости и гиподинамии на состояние мышечного тонуса, поддержания позы и точность двигательных актов, разработка методов восстановления. Разработка физиологических основ оптимизации трудовой и спортивной деятельности. Определение нервных, эндокринных и иммунных механизмов регуляции висцеральных систем. Выявление взаимодействия автономных и центральных механизмов регуляции висцеральных функций. Определение физиологических и молекулярно-биохимических механизмов регуляции сердечно-сосудистой и дыхательной систем при разном уровне стрессогенных воздействий, разработка эффективных средств защиты и профилактики повреждений. Выяснение роли метаболических, механогенных и фотодинамических модуляторов тонуса и реактивности кровеносных и лимфатических сосудов. Выявление функциональных и структурных изменений пищеварительной системы и обмена нутриентов, связанных с алиментарными факторами особенностей питания. Оценка молекулярных механизмов физиологической модуляции транспорта ионов и воды в осморегулирующих органах. Определение биофизических, структурных и физико-химических параметров костной ткани и их взаимосвязь при изменениях свойств кости. Раскрытие базисных механизмов поведения на основе комплексного исследования мозга методами физиологии и молекулярной биологии с выстраиванием логической цепочки "ген - медиатор - структура мозга - система структур - поведение". Раскрытие принципов организации процессов мозга, лежащих в основе сознания и высших психических функций человека, таких как восприятие, внимание, мышление, речь. Создание новых методов диагностики и лечения нервно-психических заболеваний на основе использования результатов фундаментальной науки о мозге. Определение физиологических механизмов цикла "бодрствование-сон" с выработкой рекомендаций по оптимизации данного цикла. Разработка основ создания новой технологии по использованию электрических сигналов мозга для оценки состояния психической сферы человека - оператора сложных систем и управления внешними устройствами. Нейрофизиологический анализ нарушения и восстановления церебральных функций при очаговом поражении мозга человека, при стрессе, неврозе, депрессии и шизофрении. Раскрытие механизмов внимания в процессе клинического использования биологической обратной связи. Разработка новых методов ведения и лечения эпилепсии у беременных женщин. Разработка и усовершенствование органосберегающих бескровных технологий при операциях на головном мозге; развитие методов нефункциональной нейрохирургии; оценка эффективности применения клеток эмбриональной нервной ткани ранних сроков гистации для лечения поражений ц.н.с. Обоснование и апробирование критериев ранней диагностики и клинической квалификации остеопении и остеопороза. Раскрытие механизмов нервно-психических расстройств в условиях социального, миграционного, учебного и "боевого" стресса и разработка способов повышения устойчивости человека. Выявление молекулярных, генетических и физиологических маркеров возрастных перестроек функций человека, разработка методов предупреждения преждевременного старения, сохранения работоспособности и продления активного периода жизни. Оценка значимости сенсорной информации в критические периоды развития для созревания функций мозга в раннем онтогенезе и при обучении взрослых животных. Разработка информационных систем нового поколения для регистрации и анализа физиологических данных, биологических изображений. Разработка и внедрение новых математических моделей физиологических процессов и систем. Разработка обучающихся нейронных сетей и изучение эффективности нейросетевых моделей управления многосуставными движениями человека.	2006	2010
6.11.	Эволюционная, экологическая физиология, системы жизнеобеспечения и защиты человека	Выявление причин и механизмов нарушения психического развития детей в раннем онтогенезе с учетом специфики социальных и экологических условий, наличия факторов риска у родителей. Решение задачи обеспечения высокой работоспособности и личностной совместимости в малых группах, выполняющих профессиональные обязанности при действии экстремальных факторов и в условиях длительного космического полета, включая принятие совместных решений и профилактику стрессов. Создание коллекции модельных видов животных с определенными генетическими признаками для проведения сравнительного физиолого-генетического анализа организации адаптивного поведения. Определение физиологических механизмов индивидуальной чувствительности и устойчивости организма человека и животных к воздействию природных, техногенных и социальных факторов. Выделение молекулярных, биохимических, нейрофизиологических маркеров состояний адаптации и дезадаптации. Анализ морфо-функциональных закономерностей эволюции межнейронного взаимодействия и регуляции функций с учетом условий окружающей среды. Раскрытие молекулярно-клеточных механизмов системных, в том числе поведенческих, реакций адаптации и дезадаптации организма к экстремальным факторам среды обитани