Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ:
— синтез новых и сверхтвердых материалов;
— исследование термодинамических параметров минералов при высоких давлениях и температуре;
— исследование поведения твердых тел в экстремальных условиях;
— исследование фазовых превращений при высоких давлениях и температурах.
Уникальность научной установки:
В НТЦ УП РАН был разработан новый метод и создана установка для измерения пространственного распределения температуры на поверхности образцов, находящихся при высоких давлениях (вплоть до 100 ГПа), нагретых лазером высокой мощности (100Ватт). Основным новшеством разработанного метода и установки является использование двойного акустооптического фильтра (TAOTF), состоящего из двух сопряженных AO кристаллов, соединенных с оптической камерой высокого разрешения. TAOTF фильтры позволяют получать изображение объекта на произвольной задаваемой длине волны λ в диапазоне 650-1000 nm с достаточно высоким спектральным (1,5 nm при λ = 780 nm) и пространственным (500×500 элементов) разрешением. Двойной акустооптический фильтр, сопряженный с видеокамерой был собран как отдельный прибор. Поскольку такой прибор был создан впервые, прибору было присвоено название двойной акустооптический видеоспектрометр (iTAOTF).
Установка лазерного нагрева в ячейках высокого давления является единственно работающей системой подобного типа в Российской Федерации. Система для измерения распределения температуры при высоких давлениях с использованием акустооптического фильтра не имеет мировых аналогов. Уникальные возможности установки лазерного нагрева в ячейках высокого давления с измерением распределения температуры будут существенно расширены в результате проводимой в настоящее время модернизации оптической системы, а также модернизации дифракционного спектрометра и другого технологического и диагностического оборудования. Основной целью модернизации является повышение основных инженерных параметров – давления в образцах и температуры нагрева в два раза, что существенно повлияет на физические параметры нагретых образцов и расширит тематику проводимых исследований. В случае успешного осуществления модернизации следует ожидать сохранения уникальности на период в пять лет.
Результат исследования, предлагаемого в рамках данного проекта, имеет фундаментальное значение для геофизической науки и материаловедения. Для геофизической науки прямые измерения скорости сдвиговых и продольных волн в железе, и железно-никелевом сплаве in-situ при условиях, соответствующих внутренности Земли, важны для интерпретации наблюдаемых сейсмических аномалий и понимания физических свойств минералов в том или ином регионе.
Предлагаемый авторами проекта подход позволит смоделировать поведение и состав богатого железом ядра Земли, которые имеют прямое отношение к структуре и динамике Земной коры.
