ИСТИНА

Проект посвящен решению фундаментальной научной задачи, направленной на установление общих закономерностей, определяющих связь между особенностями структуры фракталоподобных объектов и их спектральными характеристиками. В качестве исследуемых объектов выбраны фракталоподобные многослойные системы с вставками из метаматериалов и решетчатые структуры, представляющие собой самоорганизующиеся системы нанокластеров дендритного типа. На основе теоретических исследований распределения амплитуды и фазы световых волн, взаимодействующих с фракталоподобными объектами, будут определены особенности скейлинга (масштабной инвариантности) в световых полях, проявляющиеся в форме устойчивых локальных образований – паттернов. В расчетах характеристик фракталоподобных структур будут использоваться алгоритмы, основанные на применении матричных методов, быстрого преобразования Фурье и вейвлет-преобразований. На основе полученных результатов будет осуществлено сопоставление особенностей структуры анализируемых объектов с проявлением скейлинга в картинах дифракции и интерференции. Особое внимание уделено исследованию устойчивости связей между фрактальностью структур объектов и их характеристиками. Нахождение таких закономерностей позволит разработать новые диагностические средства исследования фракталоподобных объектов и процессов их формирования, а также даст возможность оценить новые перспективы их использования в биомедицине и оптоэлектронике.

The project is dedicated to solving a fundamental scientific problem aimed at establishing general laws that determine the relationship between the features of the structure of fractal-like objects and their spectral characteristics. Fractal-like multilayer systems with metamaterials and self-assembled nanocluster systems of the dendritic type are selected as the investigated objects. On the basis of theoretical investigations of distribution of amplitude and phase of light waves that interacting with fractal-like objects will be determined scaling characteristics in light fields that appear in the form of stable local structures – patterns. Algorithms based on the use of matrix methods, fast Fourier transform and wavelet transformations will be used in calculations of the characteristics of fractal-like structures. On the basis of calculation results will compare between the features of the structure of the analyzed objects and the manifestation of scaling in the patterns of diffraction and interference. Special attention is paid to the study of the stability of the relations between the fractality of object structures and their characteristics. Finding such dependencies will allow developing new diagnostic tools for studying fractal-like objects and their formation processes, and will also evaluate new perspectives for their use in biomedicine and optoelectronics.

В первый год (2018 г.) реализации Проекта планируется провести разработку основных концепций обобщенного метода идентификации фракталоподобных объектов и процессов с использованием фрактальной параметризации, который будет применен к самоорганизующимся нанокластерным системам дендритного типа и многослойным структурам, содержащих вставки из метаматериала. Впоследствии предполагается дополнить предлагаемый метод исследованием устойчивости связей между структурой объектов и их спектральными характеристиками. Полученные научные результаты по Проекту, будут апробированы на Международных и Всероссийских конференциях. Будет защищена магистерская диссертации и направлены в редакцию статьи для ведущих отечественных и зарубежных журналов. На основе исследований спектральных характеристик фракталоподобных объектов различной физической природы будет подтверждена эффективность и универсальность фрактальных методов анализа, являющихся важной составляющей интеграционных процессов в современной науке.

Коллектив авторов проекта регулярно публикует статьи по результатам своей научно-исследовательской деятельности в ведущих российских и зарубежных журналах, активно участвует в работе международных конференций, имеет ряд актуальных и успешно завершенных проектов РФФИ. В ходе выполнения работ был приобретен опыт решения сложных задач, связанных с исследованием свойств световых пучков со сложной пространственно-временной структурой.

Итоговые результаты нашли отражение в 32 научных публикациях.